画像にある3つの問題の答えの求め方を教えていただきたいです。高校化学基礎のmolです。molを使った

画像にある3つの問題の答えの求め方を教えていただきたいです。高校化学基礎のmolです。molを使った基礎的な計算は理解出来ているのですが問題を何度も考えてもどうしたいいのか全くわからず困っています。

No.1 ベストアンサー 回答者： yhr2 回答日時： 2024/04/10 15:17

＞molを使った基礎的な計算は理解出来ているのですが

おそらく「計算」はできても、そもそも「mol とは何か」が理解できていないのでしょうね。

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、そうなるように決めた数値が「アボガドロ定数」（= 6.02 × 10^23）です。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。
「同じ mol なら原子・分子の個数が同じ」ということです。

そして、それは単に「個数」の話なので、「原子」の個数であっても、「分子」の個数であっても、何でもよいのです。
「O2」という分子の個数が「アボガドロ定数」個なら「O2 分子が 1 mol」だし、それを「O 原子」で数えれば「アボガドロ定数」個の２倍で「O 原子が 2 mol」ということになります。

化学反応は分子・原子どうしで起こり、「化学反応式」は「原子・分子が何個ずつで反応するか」を表すのですが、それは「目には見えない」し「測定もできない」ので、全体を「アボガドロ定数倍」して「原子・分子が何 mol ずつで反応するか」を表すと考えるのです。
そうすれば「グラム」で測定できる程度の「目に見える量」になるからです。
ということで、物質の量を「mol」で表すと便利なのです。

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。

以上の基本を理解すれば、化学反応式の「係数」が「mol 比率」を表わすことが理解できるでしょう。
つまり、
　C2H6O + 3O2 → 2CO2 + 3H2O
とは
「エタノール分子１個と酸素分子３個が反応して、二酸化炭素分子２個と水分子３個を生成する」ということであり、個数をすべて「アボガドロ定数」倍すれば
「エタノール分子１mol と酸素分子３mol が反応して、二酸化炭素分子２mol と水分子３mol を生成する」
ことを表わします。
上の説明のように、この反応式ではすべての物質は「分子」の個数で数えます。

(1) この比率なので、
「エタノール分子 0.050 mol と酸素分子 0.150 mol が反応する」
ことになります。「1 : 3」ですから。

(2) 同様に、
「エタノール分子 0.050 mol が反応して、二酸化炭素分子 0.100 mol が生成する」
ことになります。「1 : 2」ですから。
気体分子は、ほぼ理想気体とみなせるので、0 ℃、１気圧での体積は
　22.4 L
です。
従って、二酸化炭素分子 0.100 mol では
　22.4 [L/mol] × 0.100 [mol] = 2.24 [L]

(3) 同様に、
「エタノール分子 0.050 mol が反応して、水分子 0.150 mol が生成する」
ことになります。「1 : 3」ですから。
水の分子量は「18」なので、1 mol の重量は 18 g です。
従って、水分子 0.150 mol では
　18 [g/mol] × 0.150 [mol] = 2.7 [g]

この回答へのお礼

ありがとうございます！やっと理解出来ました！！とてもわかりやすかったです！！！

お礼日時：2024/04/10 19:25