今回のテーマは、「発熱反応と吸熱反応」です。

反応熱とは、化学反応に伴って、発生または吸収される熱量のことでした。
反応熱について、具体的に見ていきましょう。

まずは、メタンの燃焼を例に考えていきます。
メタンの燃焼は、次のような式で表されます。

この反応では、 891kJの熱が発生 するので、後ろに「(891kJ)発熱」と書かれています。
このように、熱が発生することを、 「発熱」 というのです。

さて、熱量の関係を、わかりやすく表せないでしょうか？
次のような図を考えてみましょう。

図の上には、 反応物 であるメタンと酸素があります。
下には、 生成物 である二酸化炭素と水があります。
そして、図の左には、「エネルギー」という上向きの矢印が書かれています。
つまり、 図の上の方にある物質ほど、大きなエネルギーをもっている わけです。

今回の場合、生成物よりも反応物の方が、大きなエネルギーをもっています。
反応物→生成物と変化すると、エネルギーが小さくなる わけです。
そして、そのときのエネルギーの差が、熱として放出されることになります。
このように、熱を放出する反応を、 発熱反応 といいます。

ちなみに、このように、エネルギーの大小関係を表した図を、 「エネルギー図」 といいます。
エネルギー図は、高校化学でよく登場します。
読み取り方を覚えておきましょう。

次に、別の反応を見てみましょう。
窒素が完全燃焼すると、燃焼して一酸化窒素が生じる反応を見てみましょう。
この反応は、次の式で表されます。

この様子をエネルギー図で表してみましょう。

反応物である窒素と酸素は、図の下にあります。
生成物である一酸化窒素は、図の上にありますね。
つまり、 反応物→生成物と変化すると、エネルギーが大きくなる ことになります。
そのときのエネルギーの差が、熱として吸収されます。
このように、熱を吸収する反応を 吸熱反応 といいます。