至急です。この問題の答えを教えて欲しいです。 水素ガスと窒素ガスからアンモニアができる。 水素11.

至急です。この問題の答えを教えて欲しいです。
水素ガスと窒素ガスからアンモニアができる。
水素11.2L(0℃、1atm)と反応する窒素は何Lか。
また、生じるアンモニアは何gか。H=1、N=14とする。

No.1 ベストアンサー 回答者： yhr2 回答日時： 2021/07/03 12:23

物質の量の測り方である mol の考え方を理解できていますか？

原子であれ分子であれ、それを「アボガドロ定数」（= 6.02 * 10^23）の個数だけ集めると、それが「1 mol」の物質量になります。

そして、原子や分子を「アボガドロ定数」（= 6.02 * 10^23）の個数だけ集めると、その質量が「原子量」「分子量」「式量」に「グラム」を付けた数値になるのです。（というか、そうななるように決めた数値が「アボガドロ定数」（= 6.02 * 10^23）ということ。原子や分子１個は極めて軽いが、このぐらいの個数を集めると「グラム」のオーダーになる）
それが「mol」の意味です。
化学反応は分子・原子どうしで起こりますから、「同じ mol 数どうし」あるいは「反応式の係数に相当する mol 数どうしが反応する」ことになるので、物質の量を「mol」で表すと便利なのです。
「同じ mol なら原子・分子の個数が同じ」ということです。

つまり、例を挙げれば
・炭素（原子量12） を「アボガドロ定数」（= 6.02 * 10^23）の個数だけ集めると（つまり 1 mol の物質量）、その質量は 12グラム。ということは、炭素12 のモル質量は 12 g/mol。

・酸素（原子量16）を「アボガドロ定数」（= 6.02 * 10^23）の個数だけ集めると（つまり 1 mol の物質量）、その質量は 16グラム。ということは、酸素16 のモル質量は 16 g/mol。
　気体の酸素は酸素原子が2個結合した「分子：O2」の形なので、分子量は 32。従って酸素分子を「アボガドロ定数」（= 6.02 * 10^23）の個数だけ集めると（つまり 1 mol の物質量）、その質量は 32グラム。ということは、酸素ガスO2 のモル質量は 32 g/mol。

・CO2 （分子量44） を「アボガドロ定数」（= 6.02 * 10^23）の個数だけ集めると（つまり 1 mol の物質量）、その質量は 44グラム。ということは、CO2 （分子量44）のモル質量は 44 g/mol。


また、理想気体の 1 mol は標準状態（0℃、1気圧）で「22.4 L」の体積ですが、実際に気体も通常の状態では「理想気体」とみなせます。

これだけの前提条件で問題を見れば、まず対象となる化学反応は
　3H2 + N2 → 2NH3　　　①
ということなのでしょう。
つまり
「水素ガス 3 mol と窒素ガス 1 mol が反応して、アンモニア 2 mol を生成する」
ということ。

「水素ガス 11.2 L (0℃、1atm)」は、体積から 0.5 mol であることが分かります。
従って、これと反応する窒素ガスは、その「1/3」の mol 数なので
　0.5 [mol] × 1/3 = 1/6 ≒ 0.167 [mol]
従って、その体積は
　22.4 [L/mol] × 1/6 [mol] = 3.73333･･･ ≒ 3.7 [L]

①の式から、「0.5 mol の水素ガスと 1/6 mol の窒素ガスからは、1/3 mol のアンモニアが生成される」ことが分かります。
アンモニアの分子量は
　14 + 3 = 17
なので、 ​1 mol の質量は「17 g」であり、従って 1/3 mol の質量は
　17［g/mol］× 1/3 [mol] = 5.6666･･･ ≒ 5.7 [g]

この回答へのお礼

ありがとうございます！わかりやすかったですm(__)m

お礼日時：2021/07/03 17:59