화학반응이 일어날 때는 반드시 열의 출입이 일어난다. 열을 주위로 방출하는 반응을 발열반응, 열을 흡수하는 경우를 흡열반응이라고 한다. 화학반응이 일어날 때 열의 출입이 일어나는 이유는 물질이 가지는 고유한 에너지가 존재하고 화학반응을 통해 반응물질이 생성물질로 변화하면서 각각이 가지는 에너지가 달라 그 차이가 흡수되거나 방출되기때문이다. 이처럼 일정한 온도와 압력에서 물질이 가지는 에너지를 엔탈피라고 부른다. 엔탈피의 차이를 반응 엔탈피 또는 반응열이라고 부르고, 화학반응에서 생성물질의 엔탈피의 총합에서 반응물질의 엔탈피 총합을 빼서 구한다. 반응 엔탈피가 0보다 작은 값이면 생성물질의 엔탈피의 총합이 더 작은 경우이므로 에너지를 방출하는 발열반응이 된다. 반대로 반응 엔탈피가 0보다 큰 값이면 생성물질의 엔탈피의 총합이 더 큰 경우이므로 에너지 차이만큼을 흡수해야 반응이 진행된다. 즉 이러한 반응을 흡열반응이라고 한다. 실험적으로 반응 엔탈피를 측정하는 도구로는 간이열량계가 있고, 간이열량계의 단점을 보완한 통 열량계를 사용하여 간단한 연소반응의 반응열을 구할 수 있다. 반응 엔탈피와 반응열은 같은 개념으로 쓰이기도 하지만 좀 더 세분화해서 설명한다면 반응 엔탈피는 엔탈피의 변화량의 개념인 H로 표현하고, 반응열은 외부로 방출되거나 흡수되는 열에너지의 개념으로 Q로 많이 표현한다. 발열반응의 경우 엔탈피의 변화량은 음의 값이지만 방출되는 에너지는 양의 값으로 표현하여 반응열과 반응 엔탈피의 부호는 반대이다. 간이열량계는 단열재로 구성된 컵 안에 물이 들어있고, 그 안에 연소실이 있어 연소반응이 일어날 때 방출되는 에너지를 물이 모두 흡수한다는 가정하에 열량을 구한다. 물이 얻은 열량은 물의 비열과 물의 질량, 그리고 물의 온도변화, 이 세 측정값을 곱하여 구할 수 있다. 열에너지의 단위인 칼로리(cal)로 구한 값을 줄(J)로 환산하는 과정도 실험과정을 통해 이루어진다. 그러나 간이열량계는 구조적 특성상 외부로 손실되는 에너지가 많아 정확한 측정값을 얻을 수 없어 통 열량계를 사용하여 더 정확한 값을 얻을 수 있다. 이것을 봄 또는 봄베 열량계라고도 부른다. 화학반응식을 꾸밀 때 반응열을 같이 표현하여 열화학반응식으로 나타내기도 한다. 물질은 상태에 따라 반응 엔탈피가 달라지므로 열화학반응식에는 상태를 나타낸다. 또 온도와 압력에 의해 엔탈피가 변하므로 온도와 압력을 나타내되, 일반적으로 표기가 없을 경우는 25℃, 1기압의 표준상태를 의미한다. 반응 엔탈피는 물질의 양에 따라 달라진다. 분자 1개가 지니는 에너지와 분자 100개 지니는 에너지가 다르기 때문이다. 따라서 화학반응식의 계수가 달라지면 반응 엔탈피도 그 값에 비례하여 달라진다. 반응 엔탈피를 반응의 종류에 따라 분류하면 연소 엔탈피, 중화 엔탈피, 용해 엔탈피, 생성 엔탈피, 분해 엔탈피 등이 있다. 연소 엔탈피란 물질 1몰이 완전 연소할 때의 반응 엔탈피를 의미한다. 연소반응을 항상 발열반응이므로 어떠한 물질의 연소 엔탈피든지 0보다 작은 음의 값을 나타낸다. 중화반응은 산과 염기가 반응하여 물과 염을 생성하는 반응이다. 이 반응의 엔탈피를 중화 엔탈피라고 한다. 중화 엔탈피는 산과 염기의 종류에 관계없이 –55.8 KJ/mol이다. 즉 항상 발열반응이고 물이 1몰이 생성된다면 55.8 KJ를 방출한다는 것이다. 용해 엔탈피란 물질 1몰이 충분한 양의 용매에 용해될 때의 엔탈피의 변화량이다. 이것은 반응의 종류에 따라 발열반응과 흡열반응이 모두 존재한다. 예를 들어 황산이 물에 용해되는 경우는 많은 열이 발생하는 발열반응이지만 질산암모늄의 경우 물에 녹는 과정이 주변을 열을 흡수하여 반응계의 온도가 내려가는 흡열반응에 해당한다. 생성 엔탈피란 가장 안정한 성분 원소들로부터 물질 1몰이 생성될 때의 엔탈피이고, 반대로 물질 1몰이 가장 안정한 성분 원소들로 분해될 때의 엔탈피를 분해 엔탈피라고 한다. 생성열과 분해열은 크기는 같고 부호만 반대이다. 표준 생성 엔탈피란 25℃, 1기압 즉 표준상태에서의 생성 엔탈피를 의미한다. 이때 가장 안정한 성분 원소의 표준 생성 엔탈피는 0이다. 표준 생성 엔탈피를 이용하여 반응 엔탈피를 구하기도 하는데, 반응 엔탈피는 생성물의 표준 생성 엔탈피의 총합에서 반응물의 표준 생성 엔탈피의 총합을 빼서 구할 수 있다.
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