危険物乙四 基礎的な物理学及び基礎的な化学 問27：燃焼の三要素・燃焼形態

正しいのはアです。物が燃える（燃焼する）のは、熱を出す発熱反応です。

• ア（正）: 燃焼は発熱反応（熱を発生）。
• イ（誤）: 発熱反応では周囲の温度は上がる（低下は逆）。
• ウ（誤）: すべての反応が吸熱ではない。発熱反応も多い。
• エ（誤）: 燃焼熱は可燃物の種類で異なる。
• オ（誤）: 中和・金属と酸の反応は発熱反応（吸熱ではない）。

「燃焼＝発熱反応／発熱なら周囲は温まる／燃焼熱は物質で異なる」を押さえます。

反応熱（発熱反応と吸熱反応）:

化学反応では、反応の前後でエネルギーの差が熱として出入りします。

• 発熱反応: 熱を放出する反応。反応で周囲の温度が上がる。例：燃焼、中和、金属と酸の反応、多くの酸化反応（ア＝正、イ＝誤：温度低下は逆、オ＝誤：中和等は発熱）。
• 吸熱反応: 熱を吸収する反応。周囲の温度が下がる。例：一部の分解反応など（すべての反応が吸熱ではない＝ウ＝誤）。

燃焼熱:

• 可燃物1モル（または単位量）が完全燃焼するときに発生する熱量。物質の種類によって異なる（エ＝誤）。発熱量の大きい物質ほど燃えたときに高温・多量の熱を生じる。

引っかけパターン:

• 発熱反応で周囲が冷えるとする逆転（イ）
• すべての反応を吸熱とする誤り（ウ）
• 燃焼熱を物質によらず一定とする誤り（エ）
• 中和・金属と酸の反応を吸熱とする誤り（オ）

「燃焼・中和・金属と酸→発熱／発熱なら周囲は温まる／燃焼熱は物質ごとに違う」を固定します。

【理論的背景】

化学反応では、反応物がもつ化学エネルギー（結合のエネルギー）と生成物がもつ化学エネルギーに差があり、その差が熱として出入りします。生成物のエネルギーが反応物より低いと、余ったエネルギーが熱として放出され（発熱反応）、逆に生成物のほうが高いと、不足分を周囲から吸収します（吸熱反応）。この反応に伴う熱を反応熱といい、燃焼に伴うものを特に燃焼熱といいます。

【発熱反応の代表例】

• 燃焼: 可燃物と酸素の急激な酸化反応。多量の熱と光を発する代表的な発熱反応。
• 中和: 酸と塩基の反応（塩＋水）。多量の熱を発する（中和熱）。
• 金属と酸の反応: 例えば鉄と塩酸の反応など、水素を発生しつつ発熱する。
• 酸化熱の蓄積による自然発火: 動植物油（乾性油）が空気中の酸素とゆっくり酸化反応する際の発熱（酸化熱）が、放熱できずに蓄積すると温度が上がり、ついには発火に至る。これは「ゆっくりした発熱反応」が断熱的に進んだ結果です。

【危険物との接続】

反応熱・燃焼熱は、危険物の危険性評価の基礎です。

• 燃焼熱の大小: 燃焼熱が大きい危険物ほど、燃えたときに高温・大量の熱を生じ、消火が困難で被害が大きくなります。燃焼熱は物質固有の値で、種類により異なります。
• 自然発火（酸化熱）: 乾性油（ヨウ素価130以上）は酸化反応の発熱（酸化熱）が大きく、布や繊維に染み込んで表面積が大きい・通風が悪い状態だと熱がこもり自然発火します。発熱反応＋熱の蓄積＝自然発火という構図です。
• 混触発熱: 酸化性物質と還元性物質、特定の薬品同士を混ぜると激しい発熱・発火を起こすことがあり、性質の異なる危険物を不用意に混ぜない（混載・混合の禁止）ことが安全管理の基本です。
• 冷却消火: 燃焼は発熱反応なので、その熱を奪って可燃物の温度を引火点・燃焼点未満に下げれば燃焼が止まります（冷却消火）。発熱反応であることが冷却消火の前提です。

【試験での位置づけ】

反応熱は、(1)燃焼・中和・金属と酸の反応は発熱反応、(2)発熱反応では周囲の温度が上がる、(3)燃焼熱は物質ごとに異なる、(4)すべての反応が吸熱ではない、の各点が問われます。誤答は「発熱反応で周囲が冷える」「燃焼熱は一定」「中和は吸熱」のように、発熱・吸熱の向きや一定性を取り違えて作られます。「燃える・中和する・金属が酸に溶ける＝熱が出る（発熱）」と代表例で覚え、自然発火（酸化熱の蓄積）まで結びつけると、性質科目の動植物油の論点ともつながります。

【各選択肢の発展補足】

• ア（正）: 燃焼は熱を発生する発熱反応。
• イ（誤）: 発熱反応では周囲の温度が上がる。低下は逆。
• ウ（誤）: すべての反応が吸熱ではない。発熱反応も多い。
• エ（誤）: 燃焼熱は可燃物の種類により異なる。一定ではない。
• オ（誤）: 中和・金属と酸の反応は発熱反応。吸熱は誤り。

【根拠】反応熱（発熱反応・吸熱反応）・燃焼熱（確立した化学）。

【補足】燃焼・中和・金属と酸＝発熱反応。発熱なら周囲は温まる。燃焼熱は物質ごとに異なる。酸化熱の蓄積→自然発火（乾性油）の理解の基礎。