化学反応式が全く分かりません、やり方を教えてください。

化学反応式がわからないのでやり方を教えてください。

[例題]
水素と酸素の化合
H₂+O₂→H₂O
↓右の式で、Oが1つたりないから増やす
......

ここまでしかわかりません...
後から答えを見てみたのですが、答えは
H₂+O₂→2H₂O　なのですが、なぜこうなるのですか？
H₂+O₂→H₂O₂　これではなぜ駄目なのでしょうか？


わかる方、ご回答よろしくお願い致します。

質問者からの補足コメント

• それでは、水のが化学反応式は【H₂+O₂→2H₂O】とまるごと覚える必要がある、ということですか？
  (水に限らず、他の化学反応式も)

    補足日時：2017/12/26 14:00

• 水の化学反応式間違えてたんですね。
  それでは、なぜ最初から【2H2+O2】とこの式がわかるのですか？
  水素分子はH2ですが、なぜ最初から2H2とわかるのでしょうか？
  
  質問ばかりですみません…

    補足日時：2017/12/26 17:44

No.1 ベストアンサー 回答者： むらさめ 回答日時： 2017/12/26 10:20

まず、化学反応が何の反応かを理解すること。

例として挙げられているのは、水素の燃焼反応ですが正しくは以下です。
2H2　+　O2　→　2H2O
左辺と右辺の原子の種類と数が一致していないと、正確な化学式として成立しないです。

>なぜこうなるのですか？
素朴な疑問なのですが、今はこうなると覚えておくのが良いです。
中高の化学は、現象の表面的な部分だけを教えていて、その理論的な裏付けは大学の化学系の学科に進学した時に習う内容になります。
数学的な知識とより深い化学的な知識も必要になるので、”こうなる”としか教えないと思います。
なので、ある程度の暗記は必要になってきます。先生が優秀ならヒントみたいなものは教えてもらえるかもしれないです。

H2　+　O2　→　H2O2
の反応は起こらないです。
過酸化水素H2O2の合成は単純な燃焼反応ではないので、もう少し手間をかけて行わないと出来ないです。
水H2Oの方が過酸化水素H2O2よりもエネルギー的に安定な状態だからなのですが、そのエネルギーの理解は大学に進学しないと教えてくれないです。
(個人的に勉強するのはもちろん自由ですが…)

過酸化水素は不安定なので、色々なものが作用して下のような反応が起こり、酸素を取り出すのに使われたりします。
2H2O2　→　2H2O　+　O2

今は　こんなものだ　と理解しておくの良いと考えます。

No.5 回答者： NiPdPt 回答日時： 2017/12/27 12:05

水素と酸素から水ができる（H2 + O2 → H2O）ということは当然知っておくべきことであり、あとは化学反応式の両辺の各原子の数が同じになるように係数をつけるという作業の結果として、2H2 + O2 → 2H2O の式が出来上がるといいうことです。

つまり、覚えておくべきことは反応式全てではなく「水素と酸素から水ができる」ということであり、そこから先はそれを反応式に変えるという作業なので、その作業方法を知っているかどうかの話です。
仮に「水素と酸素から過酸化水素ができる」という反応の化学反応式をかけということであれば、H2 + O2 → H2O2 ということになります。単純に酸素と水素の反応の化学反応式を書けということであれば、これを間違いと言い切ることは無理があります。もちろん、水が生じる反応の方が普通なのでそちらを書くのが常識的なところでしょうけど、「水素と酸素の化合の反応式をかけ」という問題でH2O2が生じる反応式を書かれた場合に、それを誤答と断定するのは無理があると思います。

他の化学反応においても、出発物質と生成物を覚えるか、あるいは知識によって導き出すかする必要があります。しかし、そこから先はそれを化学反応式で表すための「作業」にすぎませんし、その作業の目的は反応式の両辺の原子数を合わせることのみです。

No.4 回答者： doc_somday 回答日時： 2017/12/26 18:15

＞なぜ最初から2H2とわかるのでしょうか？

誤解されているようですが、最初から分かっている訳ではありません。最初から分かっているのは、
水素ガス ＋ 酸素ガス → 液体の水 ＋ 熱
だけです。これらが分子から出来ており、その組成が分かったために、物質保存の法則も確立され、したがって矢印の左右の原子数は等しく無ければならないことになりました。
そこで未定係数法の出番が来て、水素分子は２つ無いと困る事になっただけで、たんなる数あわせでそれ以上の深い意味は無いのです。

No.3 回答者： doc_somday 回答日時： 2017/12/26 17:28

＞答えはH₂+O₂→2H₂O　なのですが、なぜこうなるのですか？

残念ですが間違っています。正しくは、
２H₂+O₂→2H₂O
になります。
これは中学の数学で、未定係数法と言われるものを使います。
aH₂+bO₂→cH₂O
とおいて、物質不滅の法則に則って左右の数あわせをします。ただしそれだと比しか出ないので出来ればa,b,cのうちどれかを１とします。
例えばbを１とすると、aH₂+O₂→cH₂O
水素は2a=2c,酸素は2=ｃ、これでもう解けました。
＞H₂+O₂→H₂O₂　これではなぜ駄目なのでしょうか？
酸素と水素から過酸化水素を作るのは困難なので、これは役に立ちません、もっとも安定なものつまり水に行き着くまで反応させます。

No.2 回答者： むらさめ 回答日時： 2017/12/26 14:29

>ここまでしかわかりません...

とご自身でおっしゃられているので、まるごと化学反応式を覚えるのも一つの手段だと思いますね。

先ほどの回答でも指摘しましたが、下の理解は正しくないです。
>水のが化学反応式は【H₂+O₂→2H₂O】
2H2　+　O2　→　2H2O
が正しいです。この違いが判らないと先へは進めません。化学式の初歩的な規則です。

化学反応式は全てを覚える必要はないですが、最初のうちは覚えていくこと。