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。

{\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。

{\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。

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

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

主な物質の燃焼熱 −Δ_cHº
物質	化学式	式量	−Δ_cHº / kJ mol⁻¹	−Δ_cHº / 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