化学反応式のこの数字の意味を教えてください。お願いします！

化学反応式のこの数字の意味を教えてください。お願いします！

No.1 回答者： yhr2 回答日時： 2023/04/28 18:46

反応前と後とで、原子の数そのものには変化がないということです。

「結びつき方」が変わるだけ。

(1) でいえば
・反応前：水素分子（気体の水素、原子2個）が２つ（合計で原子４個）
　　　　　酸素分子（気体の酸素、原子2個）が１つ（合計で原子２個）
・反応後：水分子（水素原子２個と酸素原子１個）が２つ（合計で水素原子４個と酸素原子１個）

これで「反応前と後」とで原子数が同じになりますよね。

方程式として解けば、
・反応前：水素分子（気体の水素、原子2個）が a 個（合計で原子 2a 個）
　　　　　酸素分子（気体の酸素、原子2個）が b 個（合計で原子 2b 個）
・反応後：水分子（水素原子２個と酸素原子１個）が c 個（合計で水素原子　 2c 個と酸素原子 c 個）
なので、反応前後で原子数が同じになるためには
　2a = 2c　　　①
　2b = c　　　②
これを解いて
②より c = 2b を①に代入して
　2a = 4b
→　a = 2b　　　③
未知数3つに対して方程式が2つなので、未知数は確定せず「比」だけが求まります。
②と③から
　a : b : c = 2b : b : 2b = 2 : 1 : 2
となります。
よって
　2H2 + O2 → 2H2O　　　④

これは
　4H2 + 2O2 → 4H2O
でもよいのですが、ふつうは「最も小さい整数で表わす」約束なので、④になります。

他も同じ。
だいたい「みれば勘で分かる」ことが多いですが、複雑なときには上のような「方程式」にすればよいです。

(5) のようなときには
・反応前：SO2分子が a 個（合計でS原子 a 個、O原子 2a 個）
　　　　　H2S分子が b 個（合計でH原子 2b 個、S原子 b 個）
・反応後：H2O分子が c 個（合計でH原子 2c 個、O原子 c 個）
　　　　　S原子が d 個
なので、反応前後で原子数が同じになるためには
・S原子：a + b = d　　　⑤
・O原子：2a = c　　　　⑥
・H原子：2b = 2c　　　　⑦

これを解けば
⑦より b = c
従って、⑥より 2a = b
これを⑤に代入すれば
　a + 2a = d　→　d = 3a
つまり
　b = 2a
　c = 2a
　d = 3a
なので
　a : b : c : d = 1 : 2 : 2 : 3
これが (5) の答になりますよね。