理科教科書 74~79ページ 1 化学変化と熱

教科書











1 化学変化と熱(教科書74~79ページ)

? 学習のテーマ
どのような化学変化でも、周囲に熱を出すだろうか。
答え
いいえ。周囲に熱を出す発熱反応と、周囲から熱をうばう吸熱反応がある。
【解説】
鉄粉の酸化では温度が上がり、アンモニアの発生では温度が下がる。化学変化では熱が出る場合も、周囲から熱をうばう場合もある。その違いは、反応前後の化学エネルギーの差と関係している。

重要語句
・発熱反応:周囲に熱を出す化学変化
・吸熱反応:周囲から熱をうばう化学変化
・化学エネルギー:物質がもつエネルギー
・酸化:物質が酸素と結びつく化学変化
・燃焼:熱や光を出しながら激しく酸化すること
・化学かいろ:鉄の酸化による発熱を利用した製品
・緑青(ろくしょう):銅の表面にできる青緑色のさび
・有機物:この単元ではメタンやプロパンなどの燃料が例
・炭酸水素ナトリウム:重そう。胃薬の成分にもなる
・漂白作用:有色の物質を化学変化によって白くする作用

① 化学変化と熱(74・76ページ)

1周囲に熱を出す化学変化を何というか。
答え
発熱反応
【解説】
発熱反応は、周囲に熱を出す化学変化である。熱を出すことで、周囲の温度が上がる。鉄粉の酸化や燃料の燃焼が例である。

読解トレーニング問題
① 発熱反応では熱はどこへ出されるか。
答え
周囲。

② 発熱反応によって周囲の温度はどうなるか。
答え
上がる。

③ 発熱反応の例を二つ答えなさい。
答え
鉄粉の酸化と燃料の燃焼。


2周囲から熱をうばう化学変化を何というか。
答え
吸熱反応
【解説】
吸熱反応は、周囲から熱をうばう化学変化である。周囲から熱をうばうため、温度が下がる。水酸化バリウムと塩化アンモニウムを混ぜてアンモニアを発生させる反応が例である。

読解トレーニング問題
① 吸熱反応は熱をどこからうばうか。
答え
周囲から。

② 吸熱反応では温度はどうなるか。
答え
下がる。

③ アンモニアを発生させる例では何と何を混ぜるか。
答え
水酸化バリウムと塩化アンモニウム。


3物質がもっているエネルギーを何というか。
答え
化学エネルギー
【解説】
物質がもっているエネルギーを化学エネルギーという。化学変化では、反応前と反応後の化学エネルギーの差が熱の出入りに関係する。化学エネルギーは熱だけでなく、光として取り出されることもある。

読解トレーニング問題
① 化学エネルギーは何がもっているか。
答え
物質。

② 熱の出入りには、いつの化学エネルギーの差が関係するか。
答え
反応前と反応後。

③ 熱以外にどのような形で取り出されることがあるか。
答え
光。


4反応前の化学エネルギーが反応後より大きいとき、何反応になるか。
答え
発熱反応
【解説】
反応前の物質がもつ化学エネルギーが反応後より大きいと、差にあたるエネルギーが熱として放出され、発熱反応になる。水素と酸素から水ができるときには熱が放出される。一方、水を分解するには電気エネルギーを与える必要がある。

読解トレーニング問題
① 発熱反応では反応前と反応後のどちらの化学エネルギーが大きいか。
答え
反応前。

② 水素と酸素から水ができるとき、熱はどうなるか。
答え
放出される。

③ 水を分解するには何のエネルギーを与える必要があるか。
答え
電気エネルギー。


5化学かいろが温かくなる主な原因は何か。
答え
鉄が酸素と結びついて酸化し、熱を出すため。
【解説】
化学かいろの内袋には鉄粉、食塩水をしみこませた木粉、活性炭などが入っている。外袋を開けると空気が入り、鉄が酸素と結びついて熱を出す。反応できる鉄がなくなると発熱が止まるので、使い捨ての化学かいろは一度しか使えない。

読解トレーニング問題
① 内袋に入っている材料を二つ答えなさい。
答え
鉄粉と活性炭(食塩水をしみこませた木粉でもよい)。

② 外袋を開けると何が入るか。
答え
空気。

③ 使い捨ての化学かいろを一度しか使えないのはなぜか。
答え
反応できる鉄がなくなると発熱が止まるから。


② 生活や社会で役立つ化学変化(78・79ページ)

6銅の表面にできる青緑色のさびを何というか。
答え
緑青(ろくしょう)
【解説】
銅は空気中の酸素や水分などと反応してさびる。青緑色のさびを緑青という。緑青は銅像や建築物に色味を与えるだけでなく、銅の表面をおおって内部の銅の耐久性を高める。

読解トレーニング問題
① 銅がさびるとき、空気中の何などと反応するか。
答え
酸素や水分。

② 緑青はどのような色か。
答え
青緑色。

③ 緑青が内部の銅に与える効果は何か。
答え
耐久性を高める。


7メタンやプロパンが燃焼すると、何と何ができるか。
答え
二酸化炭素と水。
【解説】
メタンやプロパンは炭素と水素を含む有機物で、家庭用の燃料として使われる。これらを燃焼させると二酸化炭素と水ができる。燃焼で得られる熱は、調理や暖房、発電などに利用されている。

読解トレーニング問題
① メタンやプロパンは何を含む有機物か。
答え
炭素と水素。

② これらは家庭で何として使われるか。
答え
燃料。

③ 燃焼で得られる熱の利用例を二つ答えなさい。
答え
調理と暖房(発電でもよい)。


8パーマで巻きぐせが長もちするのは、何を利用しているからか。
答え
髪の毛をつくる物質のつながりを変える化学変化。
【解説】
パーマ剤の薬品は、髪の毛をつくっている物質のつながりの一部を切る化学変化を起こす。その状態で髪の毛に巻きぐせをつける。その後、つながりをつくり直すことで、巻いた状態が保たれる。

読解トレーニング問題
① パーマ剤は髪の毛の物質の何を切るか。
答え
つながりの一部。

② つながりを切った状態で髪の毛に何をつけるか。
答え
巻きぐせ。

③ 巻いた状態を保つには、その後どうするか。
答え
つながりをつくり直す。


9胃薬に使われ、胃液中の塩酸のはたらきを弱める物質は何か。
答え
炭酸水素ナトリウム(重そう)。
【解説】
胃液には塩酸が含まれている。塩酸が多すぎると、胃が痛くなったり食欲がなくなったりすることがある。胃薬の成分である炭酸水素ナトリウムは塩酸と化学変化を起こし、そのはたらきを弱める。

読解トレーニング問題
① 胃液に含まれる酸は何か。
答え
塩酸。

② 塩酸が多すぎると起こることを一つ答えなさい。
答え
胃が痛くなる(食欲がなくなるでもよい)。

③ 炭酸水素ナトリウムは塩酸のはたらきをどうするか。
答え
弱める。


10有色の物質を化学変化によって白くする作用を何というか。
答え
漂白作用。
【解説】
うすい過酸化水素水には、有色の物質を化学変化によって白くする漂白作用がある。そのため、紙やパルプ、衣類などの漂白に使われる。過酸化水素水は分解すると水と酸素になる。

読解トレーニング問題
① 漂白作用はどのような物質を白くするか。
答え
有色の物質。

② 漂白に使われるものを二つ答えなさい。
答え
紙と衣類(パルプでもよい)。

③ 過酸化水素水が分解すると何ができるか。
答え
水と酸素。


11ホタルが光るのは体内で何が起こるためか。
答え
光を出す化学変化。
【解説】
ホタルは体の中で起こる化学変化によって光を出す。オワンクラゲ、ホタルイカ、ウミホタルなども化学変化によって光を出す。身近な製品では、ケミカルライトにも光を出す化学変化が利用されている。

読解トレーニング問題
① ホタルは体のどこで起こる化学変化によって光るか。
答え
体の中。

② 同じしくみで光る生物を二つ答えなさい。
答え
ホタルイカとウミホタル(オワンクラゲでもよい)。

③ 光を出す化学変化を利用した製品は何か。
答え
ケミカルライト。


③ 実験8:化学変化による温度変化(75~76ページ)

12実験8では、二つの化学変化を比べて何を調べるか。
答え
化学変化が起こるときの温度変化。
【解説】
実験8では鉄粉の酸化とアンモニアの発生を調べる。二つの反応が起こる前後の温度を測り、温度がどのように変化するかを比較する。これによって、どのような化学変化でも周囲に熱を出すのかを考える。

読解トレーニング問題
① 実験8で調べる二つの反応は何か。
答え
鉄粉の酸化とアンモニアの発生。

② 二つの反応では何を測るか。
答え
反応前後の温度。

③ 比較によって考える中心的な疑問は何か。
答え
どのような化学変化でも周囲に熱を出すのか。


13実験Aで、鉄粉に加える液体は何か。
答え
食塩水。
【解説】
実験Aでは鉄粉6gと活性炭3gを混ぜる。そこへ食塩水を5~6滴加え、かき混ぜながら温度変化を調べる。教科書の結果の例では20.0℃から75.0℃に上がったため、鉄粉の酸化は発熱反応とわかる。

読解トレーニング問題
① 鉄粉と活性炭はそれぞれ何g使うか。
答え
鉄粉6g、活性炭3g。

② 食塩水は何滴加えるか。
答え
5~6滴。

③ 結果の例では温度が何℃から何℃に変化したか。
答え
20.0℃から75.0℃。


14実験Bで、水酸化バリウムと混ぜる物質は何か。
答え
塩化アンモニウム。
【解説】
実験Bではポリエチレン袋に水酸化バリウム3gを入れ、塩化アンモニウム1gを加える。袋の口を閉じて外側からもみ、温度変化を調べる。結果の例では18.0℃から2.0℃に下がり、周囲から熱をうばう吸熱反応とわかる。アンモニアは刺激臭があり有毒なので、換気して直接においをかがない。

読解トレーニング問題
① 水酸化バリウムと塩化アンモニウムはそれぞれ何gか。
答え
3gと1g。

② 温度は何℃から何℃になったか。
答え
18.0℃から2.0℃。

③ アンモニアについて注意することは何か。
答え
換気し、直接においをかがない。


④ 図・表・化学反応式の読み取り(76~79ページ)

1576ページの温度の表で、実験Aは何℃上昇したか。
答え
55.0℃。
【解説】
76ページの表では実験Aの温度が20.0℃から75.0℃になっている。上昇した温度は75.0-20.0=55.0℃である。一方、実験Bは18.0℃から2.0℃になり、16.0℃低下している。どちらも教科書に示された結果の例である。

読解トレーニング問題
① 実験Aの反応前の温度は何℃か。
答え
20.0℃。

② 実験Bの温度は何℃低下したか。
答え
16.0℃。

③ 表の温度は毎回必ず同じになる数値か。
答え
いいえ。結果の例である。


16メタンの燃焼の化学反応式は何か。
答え
CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O
【解説】
78ページにはメタンの燃焼の化学反応式が示されている。反応する物質はメタン(CH4)と酸素(O2)である。できる物質は二酸化炭素(CO2)と水(H2O)である。式の係数は酸素が2、水が2となっている。

読解トレーニング問題
① 反応する二つの物質は何か。
答え
メタンと酸素。

② できる二つの物質は何か。
答え
二酸化炭素と水。

③ 水の化学式の前につく係数はいくつか。
答え
2。


17炭酸水素ナトリウムと塩酸の反応で発生する気体は何か。
答え
二酸化炭素。
【解説】
79ページの反応式はNaHCO3 + HCl → NaCl + H2O + CO2である。炭酸水素ナトリウムと塩酸が反応すると、塩化ナトリウムと水と二酸化炭素ができる。この化学変化は、炭酸水素ナトリウムを含む胃薬の説明に使われている。

読解トレーニング問題
① 反応する物質を二つ答えなさい。
答え
炭酸水素ナトリウムと塩酸。

② 二酸化炭素以外にできる物質を二つ答えなさい。
答え
塩化ナトリウムと水。

③ この反応は何の説明に使われているか。
答え
胃薬。


18過酸化水素の分解の化学反応式は何か。
答え
2H2O2 → 2H2O + O2
【解説】
79ページには過酸化水素の分解の化学反応式が示されている。過酸化水素(H2O2)が分解すると、水(H2O)と酸素(O2)ができる。式では過酸化水素と水の化学式の前に、それぞれ係数2がついている。

読解トレーニング問題
① 分解する物質は何か。
答え
過酸化水素。

② 分解後にできる物質を二つ答えなさい。
答え
水と酸素。

③ 過酸化水素の化学式の前の係数はいくつか。
答え
2。


⑤ 学習課題のまとめ

まとめ問題
すべての化学変化で周囲の温度が上がるといえるか。実験8の二つの結果を使って説明しなさい。
答え
いえない。鉄粉の酸化では温度が上がるが、アンモニアの発生では温度が下がるため、化学変化には発熱反応と吸熱反応がある。

重要語句
・発熱反応:周囲に熱を出す化学変化
・吸熱反応:周囲から熱をうばう化学変化
・化学エネルギー:物質がもつエネルギー
・酸化:物質が酸素と結びつく化学変化
・燃焼:熱や光を出しながら激しく酸化すること
・化学かいろ:鉄の酸化による発熱を利用した製品
・緑青(ろくしょう):銅の表面にできる青緑色のさび
・有機物:この単元ではメタンやプロパンなどの燃料が例
・炭酸水素ナトリウム:重そう。胃薬の成分にもなる
・漂白作用:有色の物質を化学変化によって白くする作用