５－４ 化学反応式を応用した計算
化学反応式を応用した計算は、化学の基本であり、色々なところに関係する大切な内容です。しっかりマスターして下さい。
基本は、物質量(モル数)・質量(g)・気体のときの体積(l)、の３つの関係を使いこなせばよいのです。
気体は必ず温度が0(℃)・圧力が1(atm)の条件が付きます。温度・圧力が異なっているときの扱いは化学Ⅱで学習します。
５－４－１ 基本
計算は次の過程で進めていきます。
過程１ 未知数の設定(単位をつける)
過程２ 化学反応式を書く。(ここで間違ったらどうにもならない。！！)
過程３ 関係する物質の物質量を書く。(設問の単位に合わせる)
過程４ 設問の数値を書く。
過程５ 比例式をたて、計算し答を求める。(答に単位をつける)
５－４－２ 物質量と質量の関係
エタンC2H6 が燃焼すると二酸化炭素と水が生成する。C=12,O=16
エタン5(mol)が燃焼するとき生成する水の質量はいくらか。
過程１ 求める水の質量を x(g)とする。
過程２ 2C2H6 + 7O2 → 4CO2 + 6H2O
過程３ 2(mol) 6×18(g) (水の分子量は18)
過程４ 5(mol) x(g)
過程５ 2(mol)：5(mol)＝6×18(g)：x(g)
x＝270
答 270(g)
別解 質量を分子量で割るとモル数がでることを利用する。
エタンと水の物質量比の比例式をつくる。
2(mol)：6(mol)＝5(mol)：x／18(mol)
５－４－３ 物質量と体積の関係
エタン5(mol)が燃焼するとき生成する二酸化炭素の体積はいくらか。
過程１ 求める二酸化炭素の体積を x(l)とする。
過程２ 2C2H6 + 7O2 → 4CO2 + 6H2O
過程３ 2(mol) 4×22.4(l)
過程４ 5(mol) x(l)
過程５ 2(mol)：5(mol)＝4×22.4(l)：x(l)
x＝224
答 224(l)
別解 体積を22.4で割るとモル数がでることを利用する。
エタンと二酸化炭素の物質量比の比例式をつくる。
2(mol)：4(mol)＝5(mol)：x／22.4(mol)
５－４－４ 質量と体積の関係
この反応で水が270(g)生じている。必要な酸素の質量を求めよ。
過程１ 求める酸素の質量を x(g)とする。
過程２ 2C2H6 + 7O2 → 4CO2 + 6H2O
過程３ 7×32(g) 6×18(g)
過程４ x(g) 270(g)
過程５ 7×32(g)：x(g)＝6×18(g)：270(g)
x＝560
答 560(g)
別解 質量を分子量で割るとモル数がでることを利用する。
酸素と水の物質量比の比例式をつくる。
7(mol)：6(mol)＝x／32(mol)：270／18(mol)
それぞれ別解を示しました。理解しやすい方で必ずできるように頑張りましょう。最近の教科書は別解の方で説明してあるものが多いようです。