化学変化とその量的関係
A 化学反応式
反応する物質(反応物)と生成する物質(生成物)との関係を、化学式を用いて表したものを、化学反応式、または単に反応式といいます。
化学反応式は、次のようにしてつくります。

(例)@塩化ナトリウムの生成
○Na+○Cl2→○NaCl
○に入る係数を求めるには、Aにあるように、「両辺で同じ種類の原子の数が
等しくなるように係数を決める」にしたがって、係数を求める。
⇒2Na+Cl2→2NaCl
A酸化マグネシウムの生成
○Mg+○O2→○MgO
⇒2Mg+O2→2MgO
未定係数法については、教科書を見てください。割愛させていただきます。
イオンが関係する反応において、反応しないイオン(酸化数が変わらない:詳しくは酸化還元反応で)を省略した化学反応式をイオン反応式といいます。
(例)過酸化水素とヨウ化カリウムの反応
(化学反応式)
2KI+H2O2+H2SO4→I2+2H2O+K2SO4
(反応しないイオンを消去)
2I-+2K++H2O2+2H++SO42-→I2+2H2O+2K++SO42-
(イオン反応式)
2I-+H2O2+2H+→I2+2H2O
B化学変化の量的関係
化学反応式から、質量の関係や、気体の場合の体積の関係も知ることができます。
(例題)ブタンC4H10を5.8g完全燃焼させるとき、
(1) 二酸化炭素は標準状態で何l得られるか。
(2) 水は何g得られるか。
ただし、原子量はH=1、C=12、O=16とする。
(1)
問題文より、
C4H10+O2→CO2+H2O
一番複雑そうなC4H10の係数を1とおくと、
1C4H10+13/2O2→4CO2+5H2O
両辺を2倍して、
2C4H10+13O2→8CO2+10H2O
完成した化学反応式からブタンと二酸化炭素の関係を考えると、
2C4H10:8CO2=2mol:8mol
ここで、molに含まれる各量の比例関係から、gとlの関係に直すと、
2C4H10:8CO2=2mol:8mol=2×58:8×22.4=5.8:x
これを解いて、x=8.96≒9.0l
(2)
2C4H10:10H2O=2mol:10mol
gとgの関係に直すと、
2C4H10:10H2O=1mol:5mol=58:5×18=5.8:x
これを解いて、x=9.0g
反応する物質(反応物)と生成する物質(生成物)との関係を、化学式を用いて表したものを、化学反応式、または単に反応式といいます。
化学反応式は、次のようにしてつくります。

(例)@塩化ナトリウムの生成
○Na+○Cl2→○NaCl
○に入る係数を求めるには、Aにあるように、「両辺で同じ種類の原子の数が
等しくなるように係数を決める」にしたがって、係数を求める。
⇒2Na+Cl2→2NaCl
A酸化マグネシウムの生成
○Mg+○O2→○MgO
⇒2Mg+O2→2MgO
未定係数法については、教科書を見てください。割愛させていただきます。
イオンが関係する反応において、反応しないイオン(酸化数が変わらない:詳しくは酸化還元反応で)を省略した化学反応式をイオン反応式といいます。
(例)過酸化水素とヨウ化カリウムの反応
(化学反応式)
2KI+H2O2+H2SO4→I2+2H2O+K2SO4
(反応しないイオンを消去)
2I-+2K++H2O2+2H++SO42-→I2+2H2O+2K++SO42-
(イオン反応式)
2I-+H2O2+2H+→I2+2H2O
B
化学反応式から、質量の関係や、気体の場合の体積の関係も知ることができます。
(例)窒素N2が1mol反応したときの反応 N2 + 3H2 → 2NH3 物質量 1mol 3mol 2mol 分子量 6×1023個 3×6×1023個 2×6×1023個 気体の体積 22.4l 3×22.4l 2×22.4l 質量 28g 3×2g 2×17g このとき、窒素、水素、アンモニアの間では、比例関係が成り立つ。 |
(例題)ブタンC4H10を5.8g完全燃焼させるとき、
(1) 二酸化炭素は標準状態で何l得られるか。
(2) 水は何g得られるか。
ただし、原子量はH=1、C=12、O=16とする。
(1)
問題文より、
C4H10+O2→CO2+H2O
一番複雑そうなC4H10の係数を1とおくと、
1C4H10+13/2O2→4CO2+5H2O
両辺を2倍して、
2C4H10+13O2→8CO2+10H2O
完成した化学反応式からブタンと二酸化炭素の関係を考えると、
2C4H10:8CO2=2mol:8mol
ここで、molに含まれる各量の比例関係から、gとlの関係に直すと、
2C4H10:8CO2=2mol:8mol=2×58:8×22.4=5.8:x
これを解いて、x=8.96≒9.0l
(2)
2C4H10:10H2O=2mol:10mol
gとgの関係に直すと、
2C4H10:10H2O=1mol:5mol=58:5×18=5.8:x
これを解いて、x=9.0g
br→
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