受験基礎化学 19.化学反応式と物質量

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化合物の作り方

 

化合物は+ と−の合計が0 になるように組み合わせる。

 

 【】塩化カリウム

KとCl

→ 合計がゼロになるようにして、かつ陽イオンから書く。

    KCl

 

 【】酸化ナトリウム

NaとO2−

→ 合計がゼロになるように、Na のみを2 倍する。

    Na2O

 

 【】リン化カルシウム

Ca2+とP3−

→ Ca を3 倍、Pを2 倍して、合計の数を合わせる。

    Ca3P2

Kp96-2

 

 

それ以外の重要なイオン(多原子イオンのパターン)

 

 NO3              硝酸イオン

(硝酸HNO3 からHがとれたもの)

 SO42−   硫酸イオン

(硫酸H2SO4 から2Hがとれたもの)

 CO32−   炭酸イオン

(炭酸H2CO3 から2Hがとれたもの)

 OH           水酸化物イオン

(水H2O からHがとれたもの)

 PO43−    リン酸イオン

(リン酸H3PO4 から3Hがとれたもの)

 CH3COO 酢酸イオン

(酢酸CH3COOH からHがとれたもの)

 

化合物の名前は陰イオンを先にいう。

化学式は陽イオンを先に書く。

 

 【】硝酸カルシウム

Ca2+とNO3

→ Ca2+はそのまま、NO3を2 倍。

 Ca(NO3)2

KP.96-3

KP.96-3

 

 

 

化学の基本法則

 

1.倍数比例の法則   ドルトン

2 種類(以上)の元素A、B からなる化合物が複数あるとき、一定量のA と化合するそれぞれのB の質量は、簡単な整数比となる。

 

Kp96-4

 

2.定比例の法則    プルースト

ある化合物を構成する元素の質量比は一定である。

 

Kp.96-5

 

注意 倍数比例と定比例は混同しやすいので気をつけよう。

 

3.質量保存の法則   ラボアジエ

反応の前後で質量は変わらない。

 

Kp96-6

 

 

4.気体反応の法則   ゲーリュサック

気体の反応において、反応する各物質の体積比は簡単な整数比になる。

 

Kp.96-7

 

 

   法則発見者の覚え方!

 

Kp.96-9

 

Kp.96-8

 

              ニューグローバル問題73

 

 

分子説と原子説

 

分子説………アボガドロ

すべての気体は同温・同圧・同体積中に、同数の分子を含む。

 

原子説………ドルトン

すべての物質は、もうこれ以上分割できない原子からなる。

 

    覚え方

 

Kp.96-11

 

Kp.96-10

 

 

 

化学反応式の作り方

 

天然に存在している分子のうち、最低これだけは覚えよう!

 H2(水素)  N2(窒素) O2(酸素) 

 CO2(二酸化炭素) NH3(アンモニア) H2O(水)

 

水素と酸素から水を合成する化学式を作ってみよう

 

Kp.97-1

 

 

化学反応式の作り方を説明しよう。まず大切なことは何から何ができるかは覚えていないと書けないということだ。

 

例えば水素と酸素から水ができる反応式を考えてみよう。

水素がHで酸素がO,水がHOだというのは覚えておかなければいけない。

そして、反応式を書くときは、=で結んではいけない。

左辺から右辺が出来ることを示すために → で結ぶ。

 

あとは両辺の係数をあわせる。

ここでちょっと難しいのが、質量保存の法則というものがあって、反応する前の物質と反応した後の物質の質量は同じでということだ。

つまり、物質は新しく誕生したり消滅したりしてはいけないのである。

H+O2 → HOの反応も同様で、左辺のHの数(ここでは原子で考える)とOの数が右辺と等しくなるように、係数をつける。

 

 

 

化学反応式の作り方(みかみ流)

 

・A2 + B  → AB2  の化学式を完成させよう

 

Kp.99-1

 

 

 

・A2  B3   AB2 の化学式を完成させよう

 

Kp.99-2

 

次にみかみ流の係数のつけ方を書いておこう。

僕は係数をつけるのが速い。

まあ、化学の先生なので当たり前なのだが、「なぜこんなに速いのかなあ〜?」と思って考えてみたら、頭の中で瞬間的にこんなことをやっていたのだった。

まず、それぞれの分子の右下の数値を見比べる。

そして直感的に数値の大きいところに1をつける。

あとは原子の数を合わせるように、右辺と左辺を交互に見ながら係数を合わせるのである。

 

              ニューグローバル問題66

              ニューグローバル問題67

 

 

反応式と計算

 

係数の意味

 

Kp101-1

 

Kp.101-2

 

係数の意味を書いておこう。

よく左辺と右辺の係数の合計が合わないといわれることがあるが、左辺と右辺の合計は合わなくても構わない。

キューピーの絵の例にもあるように、左辺と右辺の合計を合わせる必要はないのである。

 

 

1mol の重さ原子量・分子量(式量) 例:H2O…18

1mol の体積 = 気体の場合、

        標準状態(0℃、1.0×105Pa)で22.4 L

             地球上の平均圧力

1mol の個数6.02 × 1023

 

化学式から得られる情報はたくさんある。

特に重さや体積・個数などは反応式から計算で求めることができる。

その基準となるものが1molである。

1molの重さは分子量や式量などである。

分子が1mol集まれば必ず分子量や式量にgをつけた重さとなる。

また、気体のみに限られるが、標準状態で体積は22.4Lである。

そして、1molの個数は常に6.02×1023個である。

 

 

下の反応式において、H2 が8 g 反応した場合のN2 は何g NH3 は何L

 

KP.102-1

 

Kp.102-2

次の問題をやってみよう。

Hが8g反応したときのNHの重さと体積を求める問題である。

重さや体積は必ずmolに直してから考えなければならない。

まず8gHは何molあるかである。

は1mol2gであるからKp.103-1 である。

反応式の係数は1:3:2になっている。

これは1molと3molが反応したら2molの物質が出来るということを意味している。

 

まずは反応したN2の量を考えよう。

N2と Hの係数の比は1:3である。つまり、N21molとH3molが反応する。

今、Hが4molあるから、Kp.103-2

Kp.103-6 N2が反応したことになる。

1mol28gなので、Kp.103-3

 

一方、生成したNHは HNH32より

Kp.103-4

アンモニアは気体で1mol22.4Lであるから

Kp.103-5

つまり、60L生成したことが分かる。

 

 

】下の反応式において、N2 が14g 反応した場合のH2 は何L必要か?NH3 は何g できる?

 

Kp104-1

 

Kp.104-2

 

同様にやってみよう。

Nは14gなので、0.5mol(Nは1molが28g)。

比率は1:3:2であるので

HKp.104-3 反応し、NHKp.104-4 生成する。

Hは体積を問われているので、1.5mol×22.4=33.6L

NHは重さなので、1mol×17=17g である。

 

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