H30年度第１回高認化学基礎大問４解説

大問４【物質量と化学反応式】

問１【アボガドロ数】

　スクロース（分子量$\mathrm{C_{12} H_{22} O_{11}} = 342$）342gには、$6.0 \times 10^{23}$個のスクロース分子が含まれています。
$6.0 \times 10^{23}$個の粒子を一つの単位として考えると取り扱いやすくなります。
この数をアボガドロ数といい、$6.0 \times 10^{23}$個の粒子の集まりを１molといいます。
スクロースが171gだと$\dfrac{171}{342} = \dfrac{1}{2} = 0.5$molで、その中に$6.0 \times 10^{23} \times \dfrac{1}{2} = 3.0 \times 10^{23}$個のスクロース分子が含まれています。

問２【化学反応式と物質量】

$\mathrm{C + O_2 \longrightarrow CO_2}$

・１molの炭素と１molの酸素が反応し、１molの二酸化炭素が生成する。
よって、２molの炭素と２molの酸素が反応し、２molの二酸化炭素が生成する。（⑤）

問３【物質量】

　原子量は$\mathrm{H} = 1.0, \mathrm{C} = 12, \mathrm{N} = 14, \mathrm{OH} = 16$とする。

・$\mathrm{CO_2} = 12 + 16 \times 2 = 12 + 32 = 44$、
$\mathrm{O_2} = 16 \times 2 = 32$、
$\mathrm{C_3 H_8} = 12 \times 3 + 1 \times 8 = 36 + 8 = 44$、
$\mathrm{NH_3} = 14 + 1 \times 3 = 14 + 3 = 17$

問４【物質量と気体の体積】

　原子量は$\mathrm{C} = 12, \mathrm{O} = 16$、アボガドロ数は$6.0 \times 10^{23}$/mol、標準状態は0℃、$1.01 \times 10^5$Paとする。

・標準状態で22.4Lの二酸化炭素の物質量は１molである。
よって、分子の数は$6.0 \times 10^{23}$個である。
$\mathrm{CO_2} = 12 + 16 \times 2 = 12 + 32 = 44$
質量は44gである。

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