反応熱 熱化学方程式

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反応熱

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2024/04/23 04:43 UTC 版)

熱化学方程式

ヘスの法則が示すように、化学反応で発生する反応熱は熱力学第一法則に従うので、化学反応を構成する各段階が発熱過程であれ吸熱過程であれ、最終的な化学反応の熱収支は各段階の熱収支を代数的に積算することで求められる。また、熱力学第一法則は過程の経路の違いに関係することなく出発状態と最終状態のみで熱収支が決定されることを保障する。このことは、実際の反応経路とは異なる化学反応の反応熱を代数的に組み合わせても、反応の反応物（出発状態）と生成物（最終状態）が物質量的に合致していればそれらの反応熱の代数和は、目的の反応の反応熱と一致することを意味する。

この目的で、反応式と生成熱とを組み合わせた化学反応式を熱化学方程式と呼び、反応式にエンタルピーを併記する:

N₂ (g) + 3H₂ (g) → 2NH₃ (g) ; Δ_rH = −45.9 kJ/mol

熱化学方程式の表記法としては生成熱を反応式の右辺に ∓（反応エンタルピーと逆の符号）記号で結合させる記法

N₂ (g) + 3H₂ (g) = 2NH₃ (g) + 91.80 kJ

もあるが、反応物とエネルギーを等号で結ぶため推奨されない。熱化学方程式（ヘスの法則）を使用すれば反応熱が既知の化学反応を代数的に組み合わせることで反応熱が未知の反応についても、反応熱の値を求めることができる。熱化学方程式の場合、反応物あるいは生成物の相が気相 (g), 液相 (l), 固相 (s) のいずれであるかによって反応熱の値の中で転移熱に相当する分が変わってくる。したがって、熱化学方程式では符号 (g), (l), (s) を使用して反応物や生成物の状態を明示する必要がある。ただし全反応が溶液中で進行することが明らかな場合は符号が省略される場合もある。