月美の宿 紅葉音貸切風呂: 化学反応式 係数 問題
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中学生から、こんなご質問が届きました。 「 化学反応式の係数 なのですが、 なぜつけるのか を知りたいです。 たとえば、"2 H₂O"を "H₄O₂"と書かないのはなぜですか…?」 とても良い質問ですね! 化学反応式 -化学反応式について質問させていただきます。 係数の決まらな- | OKWAVE. 結論から言うと、 化学式の形を変えると、 その物質ではなくなってしまうからです。 ・水(H₂O)の分子が2つある と言いたければ、 分子が2つ という意味で、 H₂O の前に係数 「2」 をつけます。 (これが係数の意味です。) H₄O₂ と書けば、 もう「水」ではなくなってしまいます。 (水という物質は、 H₂O としか書けない ルールだからです。 たとえば、 「炭素は、C」 と ルールで決めたので、 C でないものが 炭素を意味することはありません。 これと同じで、 H₂O でないものが 「水」を表すことはないのです。 ) このように、 まずは結論からお答えしました。 以下はさらに、 成績アップの大事なコツを お話していきますね。 … ■まずは準備体操を! 皆さんは、 「水を化学式で書いてください」 と言われて、 「H₂O です!」 と即答できるでしょうか。 「え……」 と困ってしまう中学生は、 まずは準備体操から始めましょう。 中2理科の基礎ページを 2つ用意しました。 こちらのページ では、 ・ 最低限、覚えるべき「化学式」 をまとめておきました。 もちろん 「水 H₂O」 もあります。 もう1つのページ では、 ・「化学反応式」の "数字"の意味 を初歩から解説しています。 "大きい数字" と "小さい数字" は 意味がどう違うの…? というよくあるご質問に、 ばっちりお答えしています。 準備体操として、 ぜひ読んでみてください。 理科のコツが詰まっていますよ! その後で戻ってくると、 "すごく分かるようになったぞ!" と実感がわくはずです。 ■化学反応式のルール では、本題に入りましょう。 化学反応式について、 「3つのルール」 を説明します。 1.「=」ではなく 「→」を使う 。 化学反応式では、 "反応前"の物質と "反応後"の物質はちがうものです。 そのため、「=」ではなく「→」を。 2.「→」の前後では、 原子の種類と数を等しくする。 化学変化は、 原子の結びつき方が変わるだけです。 原子は、突然なくなったり、 増えたりもしません。 そのため、「→」の前後で、 原子が増えたり、 種類が変わったりはしないのです。 3.係数は "もっとも簡単な整数" に。 理科では、係数に「1.5」のような 小数は使いません。 また、化学反応式の中で、 物質Aと物質Bの分子の数が 「4:2」 になるような時は、 「2:1」 と書き直しましょう。 (算数や数学で習った 「もっとも簡単な整数比」 を使います。 「4分の2」という分数を 「2分の1」と約分するのと同じです。 ) ■「係数」のつけ方を知ろう 今から、具体例を通して、 先ほどのルールを確認します。 ◇ 「水素と酸素が化合すると、 水ができる 」 という化学反応式を例に挙げます。 「係数のつけ方」 が特に大事なので 注目してくださいね!
化学反応式 係数 問題プリント 高校
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とにかく比の計算で考えていけば、そんなに難しくはないかと思います。ただ、どこに何を代入するかで間違えやすいので、慣れないうちは、 物質名や単位などを省略せずに式を立てることがコツ です。 引き続き、もう一題考えてみましょう。 もう大丈夫でしょうか? ここまでが分かれば、化学反応の量的関係についての基本は大丈夫です。面倒くさがらずに、段階を追って考えていけば、ミスは減らせると思うので、苦手な人は指差し確認しながら進めていってみて下さい。 ■気体の反応はmolを通らなくても大丈夫なことがある! アンモニアという気体(名前を聞いただけで臭い!と思うかもしれませんが)をつくるには、気体の窒素と水素を反応させる方法が最も一般的です。ちなみに、この方法をハーバー・ボッシュ法といい、この方法が確立したお陰で人工肥料の大量生産ができるようになり、世界の人口増加に対し、食料の増産ができるようになったと言われています。さらには、このアンモニアが原料となり、第一次世界大戦での爆薬の大量生産を可能にしたという説もあります。このハーバー・ボッシュ法、高温・高圧のもとで反応させる必要があり、膨大なエネルギーが必要になるという難点があったのですが、最近になって日本で新しい方法が発明され( 東大 ・ 東工大 )、注目を浴びています。 ちょっと話が脱線しましたが、この反応について、まず問題を解いてみましょう。 このように、与えられた数値(1. 化学反応式 係数 問題プリント. 12 L)をmolに直し、係数比=mol比の関係から目的の物質(アンモニア)のmolを求め、さらにそれを体積Lに変換するという方法でも問題を解くことができます。 ただし、よくよくこの計算の過程を見てみると、初めに22. 4で割って、最後に22. 4をかけています。この「22. 4で割って、かける」というのは、結果的に「1をかける」ことと同じですから、やらなくてもいい過程だということが分かるかと思います。 なぜこれが成立するかというと、以前出てきた「アボガドロの法則」が気体分子の間に成り立っているからです。 要は、同温・同圧で同じmol数の気体であれば、同じ体積ということになりますから、「同温・同圧のもとで」「体積同士の比較」であれば、 「係数比=体積比」 の関係を使って解くこともできるのです。 では、先ほどと同じ問題を、「係数比=体積比」の関係を使って解いてみましょう。 結果的に同じ数値になっていることが分かると思います。 あくまで「同温・同圧で」「体積同士の比較」という条件付きなので、決して「質量同士の比較」には使わないで欲しいのですが、上手に活用できると便利ですので、こちらも意味を理解した上で使えるように練習してみると良いかと思います。 今回はここまでです。 今回は、問題も続いたのでワンポイントチェックはお休みです。次回は、化学反応の量的関係の応用編です。お楽しみに!
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6×10 3 g 生じる。 この解説では最後の所だけ分けましたけれども、一息でやると次のようになります。 硫黄に着目すると S → S O 2 → S O 3 → H 2 S O 4 → (NH 4) 2 S O 4 すると、1molの硫黄原子から1molの硫酸アンモニウムが生じます。 従って、硫酸アンモニウムの生成量=硫黄の物質量= =20mol 硫酸アンモニウムの式量を考えて132×20=2640≒ 2. 6×10 3 g どうでしたか?このように過不足なく反応する場合には、物質量を求めて比の式を作るというものすごく簡単な方法で問題が解けてしまうのです。 次に、もう一つのパターン、反応で過不足が起こる(反応物か生成物のどちらかが余る)場合や平衡になる場合に有効な、反応前後の物質量の表を描くというパターンについて説明します。 化学反応式の問題の解き方その(2) 過不足が生じたり平衡になる場合 反応前後の物質量を書き込む表を作り、各物質量を計算してそこに入れる。 化学反応式の係数から物質量の比の式などを作る。 例題(4) 純粋な炭酸カルシウム18gに8. 0%の塩酸200gを注いだとき、発生する二酸化炭素は標準状態で何ℓか。有効数字2桁で答えよ。 よくあるひっかけ問題です。実はHClが過剰で、炭酸カルシウムが全部反応してもHClが余ります。 CaCO 3 の式量は100ですから18gのCaCO 3 は0. 18molですね。 一方で、HClは200× =16g HClの分子量が36. 5なので物質量は ・・・≒0. 438mol ※答えを有効数字2桁で出すなら、途中の計算は3桁で行えば十分です。 さて、ここまで求めたところで、HClの方が余るなぁ・・・と感じてほしいです。 というのも、CaCO 3 は2価の塩基として働くから、HClとCaCO 3 は1:2の割合で反応するはずですよね。0. 438は0. 化学反応式の係数比について疑問があります。無機化学を勉強していて... - Yahoo!知恵袋. 18の2倍の0. 36より多いですから、HClが過剰です。 この程度なら、暗算でやっても構わないですが、練習のために表を描いてやってみます。 まずは反応式を書きます。 CaCO 3 + 2HCl → CaCl 2 + CO 2 + H 2 O 次に、一番上の行に物質、その下に反応前の各物質の物質量、もう1つ下に反応後の各物質の物質量を書きます。 よって、CO2は0.
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5gのM 2 O 3 は mol、また、4. 5gのMは molですね。 最後に、化学式の係数比から物質量の比の式をつくります。この問題では係数からM 2 O 3 とMが 2: 4 の割合になることがわかりますので次のようになります。 これを解くと、mが求まります。m ≒ 27 求める値が、原子量でも体積でも質量でも、やり方は全て同じです。 気体についても1問やっておきましょう。こちらは、標準状態で1molの気体が22. 4ℓを占めることを使って物質量を出して比の式を作ります。 例題(2) 標準状態で5. 6ℓのN 2 をH 2 と反応させてNH 3 を作るとき、必要なH 2 の標準状態における体積と生じるNH 3 の質量を求めなさい。 まず化学反応式を書きます。これは、ハーバー・ボッシュ法というNH3の製法です。 N 2 + 3H 2 → 2NH 3 必要なH 2 の標準状態における体積をvℓ、得られるNH 3 の質量をa gとします。 標準状態とは0℃、1気圧(1. 013×10 5 Pa)の事ですが、この状態では1molの気体は、種類によらず22. 4ℓとなるんでしたね。ですから、5. 6ℓのN 2 の物質量は molですね。 最後に、化学式の係数比から物質量の比の式を作ります。 係数比は N 2 :H 2 :NH 3 =1 : 3 : 2 なので これを解くと、 v=16. 【未定係数法】化学反応式の係数を決定する裏技のやり方を大公開！ | 化学のグルメ. 8ℓ、a=4. 25 mol となります。 (別解) 標準状態で1molの気体の体積は、種類のよらず22.
2KMnO 4 + H 2 O 2 + 3H 2 SO 4 → 2MnSO 4 + K 2 SO 4 + 4H 2 O + 3O 2 (Y) 両辺でK、Mn、O、H、S の数を計算すると、釣り合っていることが確認できると思います。 実はこの反応の場合、係数の釣り合いだけでは、(定数倍を除いて)一意的に係数を定めることができないのです。 このことは、過酸化水素の分解反応の反応方程式 2H 2 O 2 → 2H 2 O + O 2 (Z) を先の (Y) 式の両辺に加えても、係数の釣り合いが満たされることから明かでしょう((Y) + 2 × (Z) で (X) になる)。 ではなぜ (Y) が誤りなのか? 化学ではこのあたりを、たとえば KMnO 4 の O の酸化数が一部、 (Y) 式では -2 から 0 になることから、「化学的にありえない」と判断して不適切とします。 つまり化学反応方程式を、それを構成する要素となる反応、個々の元素の酸化数変化に分解して、 その中の要素について「ありえない」と判断し、 反応方程式を再構成しているわけです。 これは線形代数で言えば、1次独立なベクトルを構成する操作に対応しています (このあたりの詳細な話は、以前書いた解説 化学反応方程式の自由度/基底の選択 を参照ください) この問題で扱ったベンゼンの酸化反応の反応方程式は自由度を含んでいるので、 「解答例」ではそれを構成する1次独立な反応方程式を適当に組み合わせ、問題の解決を図ったわけです。 「解答例」は (A) ベンゼンの完全燃焼と (B) 無水マレイン酸の生成反応という組み合わせでしたが、 他にも例えば (B) の代わりに無水マレイン酸の完全燃焼反応 C 4 H 2 O 3 + 3 O 2 → 4 CO 2 + H 2 O (B') を用いてもよいわけです。この場合、 z A = 1 (ベンゼン1 molに対し) (15/2)z A + 3z B' = 5. 5 molが反応した) から、z B' = -2/3 となり、同様に無水マレイン酸は 2/3 mol 生成するという結果を得ます (z B' < 0 は反応が逆方向に進行、つまり無水マレイン酸の生成に相当します)。 リハビリのページへ