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解き方と答えを教えて欲しいです

2CO+O₂→2CO₂で、
一酸化炭素2.0molから生じる二酸化炭素の質量
↑の式で一酸化炭素20Lが反応した時に生じる二酸化炭素の体積


Mg+2HCl→MgCl₂+H₂で、
塩酸が十分にあるときにマグネシウム2.4gを用いて発生する水素の体積
※マグネシウムのモル質量を24(g/mol)、1.0molの気体の体積を22.4Lとして計算した場合

いろいろ調べても教科書見ても1ミリも理解できないです()

A 回答 (2件)

おそらく、物質の量の測り方である mol の考え方を理解できていませんね?



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。

(1)
まず、この基本を理解した上で、与えられた問題の
 2CO + O₂ → 2CO₂    ①
という式を見れば、これが
「CO の 2 mol と O₂ の 1 mol が反応して、CO₂ が 2 mol 生成する」
という意味だということが分かりますね。
(「CO の分子 2 個と O₂ の分子 1 個が反応して、CO₂ の分子 2 個生成する」と言っても同じだが、全部の個数を「アボガドロ定数」倍すれば、そのまま「mol」の話になる)

そのまんま、「一酸化炭素2.0molから生じる二酸化炭素は2.0 mol」ということになる。
CO₂ の分子量は「44」なので、つまり「1 mol の質量は 44 g」ということ。2 mol なら 88 g だ。

あとは、理想気体の 1 mol (しつこく言うが、分子が 6 × 10^23 個ある集まり)は、標準状態(1気圧、0 ℃)で 22.4 リットルの体積になる。実際の気体も、標準状態ではほぼ同じ体積になる。
従って、「一酸化炭素20L」だったら、それは
 20[L] / 22.4 [L/mol] ≒ 0.893 [mol]
ということ。
つまり、①の式から「一酸化炭素 0.893 molから生じる二酸化炭素は 0.893 mol」なのだから、二酸化炭素の体積は一酸化炭素と同じ 20 L になる。
わざわざ mol を計算するまでもなく答が出るけどね。


(2)これも
 Mg + 2HCl → MgCl₂ + H₂
とは「マグネシウム原子 1 mol と 塩酸分子 2 mol が反応して、塩酸マグネシウム 1 mol と水素分子 1 mol を生成する」ということ。
「マグネシウムのモル質量を24(g/mol)」と与えられているので、「「マグネシウム 2.4g」は「0.1 mol」だということが分かる。
それが反応してできる水素分子(水素ガス)は「0.1 mol」なので、その体積は
 22.4 [L/mol] × 0.1 [mol] = 2.24 [L]


まずは、化学の最も基本である「mol」という考え方を理解しよう。
ジュースやビールの「12本」を「1ダース」という呼び方をします。
それと同じで、原子や分子の「6 × 20^23 個」(これを「アボガドロ定数」と呼ぶ)を「1 mol」と呼ぶのです。
それだけの個数を集めると、「原子量 24」のマグネシウムの質量が「24 g」になるのです。「分子量 44」の二酸化炭素の質量が「44 g」になるのです。
そして、化学反応式の「係数」は、反応する mol 数の比を表わしているのです。
それが理解できれば、10 ミリぐらい理解できたことになりますよ。
教科書にちゃんとそう書いてあるはずなんだけどな。日本語の文章が読めていますか?
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2CO+O₂→2CO₂で、一酸化炭素2.0molから生じる二酸化炭素も2.0mol


二酸化炭素2molの質量は44x2.0=88g
一酸化炭素20Lが反応した時に生じる二酸化炭素の体積も同じで20L

Mg+2HCl→MgCl₂+H₂で、マグネシウム2.4gは0.10mol
マグネシウム0.1molから水素は0.1mol出来るので発生する水素の体積
は22.4x0.10=2.24L
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