中学理科 / 化学分野
Unit 06
発熱反応・吸熱反応
燃焼はなぜ熱くなる？冷却パックはなぜ冷たい？
化学変化とエネルギーの関係を発熱・吸熱で整理しよう。
🔥 発熱反応❄️ 吸熱反応🧯 カイロのしくみ
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化学変化とエネルギー
化学変化が起こるとき、エネルギーが出たり吸収されたりする。 熱が出る反応を発熱反応、熱が吸収される反応を吸熱反応という。
図1：発熱反応は反応後にエネルギーが低くなり熱を放出。吸熱反応は熱を周りから吸収して高いエネルギー状態になる。
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発熱反応の例
🔥 おもな発熱反応
| 反応 | 化学反応式 | 身近な例 |
|---|---|---|
| 燃焼（炭素） | C + O₂ → CO₂ | 木炭・バーベキュー |
| 燃焼（水素） | 2H₂ + O₂ → 2H₂O | 水素自動車・燃料電池 |
| 鉄の酸化（遅い） | 4Fe + 3O₂ → 2Fe₂O₃ | カイロ・鉄の錆 |
| 中和反応 | HCl + NaOH → NaCl + H₂O | 胃薬（酸を中和） |
🔑 POINT — カイロのしくみ
使い捨てカイロは鉄粉が空気中の酸素とゆっくり反応する鉄の酸化（発熱反応）を利用している。 塩水や活性炭が反応の速度調整役になっている。
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吸熱反応の例
❄️ おもな吸熱反応
| 反応 | 変化 | 特徴 |
|---|---|---|
| 炭酸水素ナトリウム + 酢（クエン酸） | NaHCO₃ + 有機酸 → CO₂ + 水 + 塩 | 混ぜると冷たくなる（市販の冷却パックに利用） |
| 炭酸水素ナトリウムの熱分解 | 2NaHCO₃ → Na₂CO₃ + H₂O + CO₂ | 加熱で分解（ベーキングパウダーの膨張） |
| 光合成 | 6CO₂ + 6H₂O + 光 → C₆H₁₂O₆ + 6O₂ | 光エネルギーを吸収して有機物を合成 |
⚠️ 「加熱が必要 → 必ず吸熱反応」ではない。最初に熱を与えないと始まらない反応（活性化エネルギー）でも、反応全体として発熱する場合がある（例：燃焼は着火が必要だが発熱反応）。
✅ この単元のまとめ
- 発熱反応：熱を放出し、周囲の温度が上がる（燃焼・鉄の酸化・中和など）
- 吸熱反応：熱を吸収し、周囲の温度が下がる（炭酸水素ナトリウム＋酸など）
- カイロ：鉄の酸化（発熱反応）を利用
- 冷却パック：吸熱反応（硝酸アンモニウムが水に溶ける際の溶解熱など）を利用
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