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危険物乙4の熱化学方程式の読み方|+は発熱、燃焼熱はどう問われるか

危険物乙4の熱化学方程式の読み方|+は発熱、燃焼熱はどう問われるかのアイキャッチ

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重要度:○ 押さえておきたい論点です

最終確認:2026年9月24日

石油ストーブの灯油が燃えて部屋が暖まるのは、燃焼(ねんしょう)という化学変化がまわりに熱を出すからです。危険物乙4では、この熱を書き足した熱化学方程式(ねつかがくほうていしき)と、反応熱(はんのうねつ)の読み方が出ます。

反応熱の符号と燃焼熱 ── +は発熱、−は吸熱

熱化学方程式とは、反応式に出入りする熱を書き足した式(+は発熱、−は吸熱)

式の右側の+○kJは熱を出す発熱反応(はつねつはんのう)、−○kJは熱を吸う吸熱反応(きゅうねつはんのう)です。燃焼熱(ねんしょうねつ)は物質1molが完全に燃えるときの熱で、反応熱は物質の状態で変わります。

問われる形○×ポイント
反応熱に−が付いた式を、発熱反応と読む×−は吸熱。発熱は+
熱化学方程式の燃焼熱を、1gや酸素1molあたりと読む×燃える物質の物質量(mol)が基準
できる水の状態を書かなくても、反応熱は1つに決まる×液体か気体かで変わるので(気)(液)を書く
−○kJの式でも、酸素と結びつけば燃焼×燃焼は発熱。−の式は燃焼に当たらない

熱化学方程式とは、化学反応の式に、反応で出入りする熱を書き足し、両側を等号で結んだ式です。熱は式の右側の最後に書き、単位はkJ(キロジュール)です。右側の+○kJは発熱、−○kJは吸熱で、符号は必ず付けます。

+○kJは、反応のあとにまわりへ配られるおつりのようなものです。−○kJは、反応するためにまわりから払ってもらう代金にあたります。

燃焼とは、熱と光を出しながら、物が酸素と激しく結びつくことで、発熱反応のなかでも激しいものです。酸素と結びつく反応でも、熱を吸うものは燃焼とはいいません。

反応熱は、1molの物質が反応するときに出入りする熱の量です。燃焼熱は物質1molが完全に燃えるときの熱、生成熱(せいせいねつ)は化合物1molが単体からできるときの熱です。中和熱(ちゅうわねつ)は、酸と塩基が中和して水が1molできるときの熱です。

燃焼熱は、「○kJ/mol」の正の値で示されることもあります。問題に「ある物質の燃焼熱は800kJ/mol」とあったとします。これは、その物質1molが完全に燃えると800kJの熱が出る、と読みます。

燃焼熱を1gあたりの熱量で示す本もありますが、それは主に物理の分野の表し方です。熱化学方程式の燃焼熱は、燃える物質1molあたりで読みます。

同じ物質でも、気体か液体かで反応熱の値が変わるので、物質の後ろに(気)(液)(固)を付けて状態を書きます。たとえば水素が燃えて水ができる反応では、水を液体で書くほうが、水蒸気で書くより反応熱が大きくなります。水蒸気が液体に変わるときの凝縮の熱が加わるからです。

蒸発熱(じょうはつねつ)や凝縮熱(ぎょうしゅくねつ)、融解熱(ゆうかいねつ)は状態の変化の熱で、反応熱には入りません。 状態の変化の熱は、物質の三態と状態変化で扱います。

  • 高校の新しい教科書では、反応熱をΔH(デルタエイチ)という記号で表し、発熱をマイナスで書きます。試験の問題は右側に+○kJと書く形なので、この記事もその形で書きます。
  • 燃焼熱や生成熱の具体的な値は、覚えなくてかまいません。

化学プラントなどの工場では、発熱反応を行う反応器に冷却水を流すジャケットやコイルを付け、出てくる反応熱を取り除きます。冷却が止まると液の温度が上がって反応が速くなり、さらに熱が出る悪循環になるおそれがあります。そのため、反応熱から冷却に要る熱量を見積もり、冷却水の流量や温度を常に見張ります。

ヘスの法則 ── 途中の経路によらず、反応熱の合計は一定

解き方の手順(3ステップ):2つの式を足して同じ物質を消す(縦に並べた計算カード)

ヘスの法則(ヘスのほうそく)は、最初と最後の物質が同じなら、途中の道すじによらず熱の合計は同じ、という決まりです。だから2つの式を縦に足し、両側にある途中の物質を消して反応熱を求められます。

問われる形○×ポイント
2段で進む反応の熱から、一度に進むときの熱を引き算で出す×各段の熱を足し合わせる
−○kJの式を足すとき、プラスの数として足す×マイナスの数として足す
途中の道すじが違えば、熱の合計も変わる×最初と最後が同じなら合計は同じ

計算の型の中で、熱化学方程式の計算は後回しにしてよい型です。どの型を先にやるかは、電卓なしで解ける計算の5つの型で見渡せます。例題では、物質の名前を記号のA〜Eで書きます。

  • ステップ1 求めたい式を確かめる:最初の物質は左側、最後にできる物質は右側に来る
  • ステップ2 式を縦に並べて足す:左側どうし、右側どうし、熱どうしを足す
  • ステップ3 両側にある同じ物質を消す:残った熱の符号で、発熱か吸熱かを読む

例題1は、次の2つの式から、AとBからEができるときの反応熱を求める問題です。

  • 式① A+B=C+120kJ
  • 式② C+D=E+280kJ
  • ステップ1 求めたい式は、A+B+D=E+?kJ(Cは途中でできて消える物質)
  • ステップ2 ①+②:A+B+C+D=C+E+120kJ+280kJ
  • ステップ3 両側のCを消す:A+B+D=E+400kJ(+なので400kJの発熱)

途中の物質を経て2段で燃えても、一度に燃えても、出る熱の合計は同じです。大きいほうの熱から小さいほうを引くのは誤りで、各段の熱は足し合わせます。

例題2は、熱を吸う式がまじる場合です。

  • 式① A=B−50kJ
  • 式② B+C=D+300kJ
  • ステップ1 求めたい式は、A+C=D+?kJ(Bは途中の物質)
  • ステップ2 ①+②:A+B+C=B+D−50kJ+300kJ
  • ステップ3 両側のBを消す:A+C=D+250kJ(−50kJ+300kJ=+250kJで、250kJの発熱)

−○kJは、足すときにマイナスの数として足します。 50kJを足して350kJとすると、答えがずれます。

  • 炭素が一酸化炭素を経て二酸化炭素になる流れが、よく題材になります。答えの選択肢は「○kJの発熱」「○kJ/mol」のように書かれるので、最後に符号の向きを確かめます。
  • 式を左右ひっくり返したり、何倍かしてから足したりする計算は、危険物乙4では後回しでかまいません。

式の係数の合わせ方は、化学反応式の作り方と燃焼の計算:係数合わせは余力がある人向けで扱います。

確認問題

問1 熱化学方程式(ねつかがくほうていしき)の右辺に「+」で書いた反応熱は、熱が出る発熱反応を表す。
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答え:○

根拠:熱化学方程式では、発熱反応の反応熱を「+」、吸熱反応の反応熱を「−」で書きます。

なぜか:右辺に熱を足して書くのは、反応のあとに物質といっしょに熱が出てくるからです。熱を取り込む反応では、右辺から熱を引いて書きます。

狙われる形:「+」を吸熱と読みちがえる形で出ます。

問2 熱化学方程式で表す燃焼熱は、物質1gあたりの完全燃焼(かんぜんねんしょう)で発生する熱量として表す。
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答え:×

訂正:熱化学方程式で表す燃焼熱は、物質1molが完全燃焼するときに出る熱量である。

根拠:反応熱は、反応する物質1molあたりの熱量で表します。

なぜか:熱化学方程式の反応熱は、物質の粒の数をそろえた1molを基準にしています。質量の1gを基準にしているわけではありません。

狙われる形:基準の量を1molから1gにすりかえた形で出ます。

問3 熱化学方程式の反応熱は、できる物質が気体でも液体でも同じ値になる。
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答え:×

訂正:同じ反応でも、できる物質が気体か液体かで反応熱の値は変わる。

根拠:反応熱は物質の状態によって変わるので、熱化学方程式には状態を書き添えます。

なぜか:気体が液体になるときには、凝縮による熱が出ます。そのため、できる物質が液体のほうが、出てくる熱の合計が大きくなります。

狙われる形:物質の状態を書き添える理由を落とした形で出ます。

まとめ

熱化学方程式は、右側の最後に反応熱を書いた式で、+○kJは発熱、−○kJは吸熱です。反応熱は1molあたりの熱で、燃焼熱は物質が完全に燃えるときに出る熱です。燃焼は発熱なので−○kJの式は燃焼ではなく、2つの式は縦に並べて足し、両側の同じ物質を消して求めます。

次に読む

化学反応式の作り方と燃焼の計算:係数合わせは余力がある人向け

参考文献

  • 『7日間で集中学習! 乙種4類危険物取扱者 王道問題集』飯島晃良、オーム社、第1版、2-3 化学反応式と熱化学方程式 Amazonで見る
  • 『乙種4類 危険物取扱者試験 令和8年版』公論出版、2-1 燃焼の化学・2-21 化学の基礎(最新版は令和9年前期版)最新版をAmazonで見る
  • 『過去に出題された問題』一般財団法人 消防試験研究センター

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