燃焼熱

燃焼熱（ねんしょうねつ）とは、ある単位量の物質が完全燃焼した時に発生する熱量である。普通、物質1モルあるいは1グラム当たりの値が用いられ、単位はそれぞれ「J mol⁻¹」「J g⁻¹」で表される。

標準燃焼熱

標準状態 (298.15K, 10⁵Pa)の理想系において、物質1molが完全燃焼したとき発生する熱量を標準燃焼熱と呼び、そのエンタルピー変化Δ_cHºで表される。

炭素、水素、酸素および窒素からなる分子式C_aH_bO_cN_dで表される化合物の燃焼熱については、その燃焼生成物を二酸化炭素、水および窒素とし以下の反応式で表される。

${\displaystyle {\rm {C_{a}H_{b}O_{c}N_{d}+{\frac {4a+b-2c}{4}}O_{2}(g)\longrightarrow aCO_{2}(g)+{\frac {b}{2}}H_{2}O(l)+{\frac {d}{2}}N_{2}(g)}}}$

また、この標準燃焼エンタルピー変化Δ_cHºは二酸化炭素の標準生成エンタルピー変化Δ_fHº_CO2、水の標準生成エンタルピー変化Δ_fHº_H2Oおよび化合物C_aH_bO_cN_dの標準生成エンタルピー変化Δ_fHº_CaHbOcNdとの間に以下の関係がある。

${\displaystyle {\begin{aligned}\Delta _{\rm {c}}H^{\circ }&=a\Delta _{\rm {f}}H_{\rm {CO_{2}}}^{\circ }+{\frac {b}{2}}\Delta _{\rm {f}}H_{\rm {H_{2}O}}^{\circ }-\Delta _{\rm {f}}H_{\rm {C_{a}H_{b}O_{c}N_{d}}}^{\circ }\\&=a\times (-393.51{\rm {{kJmol}^{-1})+{\frac {b}{2}}\times (-285.83{\rm {{kJmol}^{-1})-\Delta _{f}{\mathit {H}}_{\rm {C_{a}H_{b}O_{c}N_{d}}}^{\circ }}}}}\\\end{aligned}}}$

たとえばメタンの標準生成熱は74.81 kJ mol⁻¹、標準燃焼熱は890.36 kJ mol⁻¹であり、標準燃焼エンタルピー変化は以下のように表される。

${\displaystyle {\rm {CH_{4}(g)+2O_{2}(g)\longrightarrow CO_{2}(g)+2H_{2}O(l)}}}$

${\displaystyle \Delta _{\rm {c}}H^{\circ }=-890.36{\rm {{kJmol}^{-1}}}}$

主な物質の燃焼熱

主な物質の燃焼熱 −Δ_cHº

物質	化学式	式量	−ΔcHº / kJ mol−1	−ΔcHº / kJ g−1
炭素	C(s)	12.011	393.51	32.76
水素	H2(g)	2.0159	285.83	141.8
メタン	CH4(g)	16.042	890.36	55.5
プロパン	CH3CH2CH3(g)	44.096	2220.0	50.3
ヘキサン	CH3(CH2)4CH3(l)	86.175	4163.2	48.3
メタノール	CH3OH(l)	32.042	725.7	22.6
エタノール	CH3CH2OH(l)	46.068	1367.6	29.7
グルコース	C6H12O6(s)	180.156	2803.3	15.56
アンモニア	NH3(g)	17.0306	382.6	22.5
一酸化炭素	CO(g)	28.010	283.0	10.1
エチレン	CH2=CH2(g)	28.053	1411.2	50.3
アセチレン	CH≡CH(g)	26.037	1299.6	49.9
ベンゼン	C6H6(l)	78.112	3267.6	41.8

関連事項

• エンタルピー
• エントロピー
• 自由エネルギー
• 比熱容量
• 生成熱
• 熱力学

外部リンク

• 『燃焼熱』 - コトバンク