化基:物質量と化学反応式

原子や分子の個数を直接数える代わりに「mol」というまとまりで数え、化学反応式の係数から反応する量やできる量を計算できるようにする単元です。

だいじな考え方

• 1molは、原子や分子が6.0×10²³個(アボガドロ定数)集まった量です。個数が多すぎて直接数えられないので、molという単位でまとめて数えると考えます。
• モル質量(g/mol)は、物質1molあたりの質量で、数値は原子量・分子量にgを付けたものと一致します。質量をモル質量で割るとmolの数(物質量)が求まります。
• 化学反応式の係数は、反応する物質・生成する物質のモルの比を表しています。gの比をそのまま使ってはいけません。
• 量的関係の問題は、必ず「質量→物質量(mol)→係数比→物質量(mol)→質量」という順で考えます。

化学反応式の係数はmolの比。gのままでは比を使えない。

やりかた

1. 与えられた質量を、モル質量で割って物質量(mol)に直す
2. 化学反応式の係数の比を確認する
3. 求めたい物質のmolを、係数比を使って計算する
4. 求めた物質量に、その物質のモル質量をかけて質量に戻す

れい

問題: メタンCH4を4.0g完全燃焼させたとき、生成する二酸化炭素は何gか。原子量はC=12、H=1、O=16とし、反応式はCH4+2O2→CO2+2H2Oとする。

1. CH4のモル質量=12+1×4=16g/mol。物質量は4.0/16=0.25mol
2. 反応式の係数よりCH4:CO2=1:1なので、CO2も0.25mol
3. CO2のモル質量=12+16×2=44g/mol
4. 質量=0.25×44=11g

答え: 11g

つまずきやすいところ

たしかめ方

• 求めた質量を再びモル質量で割り、係数比どおりの物質量になっているかを確かめます。
• 反応の前後で原子の種類と数が変わっていないか(質量保存則)を、反応式全体で数えて確認します。