イントロ
係数を反応のmol比として読む
式から量の対応表を作る
整えた反応式の係数比は、反応する粒子数の比であると同時に物質量の比です。係数1 mol分を基準に比例させると、別の物質のmolを求められます。
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定義
係数比と物質量比
- 教科書では
- 反応式aA+bB→cCの係数a:b:cは、A、B、Cの粒子数比および物質量比a:b:cを表します。
- 言いかえると
- 2H₂+O₂→2H₂Oなら、H₂分子2個とO₂分子1個からH₂O分子2個ができる関係です。粒子束をmolへ拡大しても2 mol:1 mol:2 molです。しかし分子ごとのモル質量が違うので、質量比は2:1:2にはなりません。
公式
係数を使う比例
求める物質量を対応する係数に結び付けます。
物質量比
n(A) : n(B) : n(C) = a : b : c
整えた反応式aA+bB→cCの各物質量は係数に比例します。
- n(X)物質Xの物質量（mol）
- a, b, c最小整数比で整えた係数
使うときのコツ
比較する物質と係数を同じ列に置いた対応表を作ります。
解くコツ
反応式を整える→既知の物質の係数を読む→求める物質の係数を読む→比例させる、の順を崩しません。
手順
係数比を使う4段階
- 1
化学反応式が最小整数比で整っているか確かめる
- 2
既知量と未知量の物質名を反応式の下へ対応させる
- 3
係数比と物質量比の比例式を立てる
- 4
答えのmolを反応物が減る向き・生成物が増える向きと照合する
比較
| 2H₂ + O₂ → 2H₂O | 比 | 意味 |
|---|---|---|
| 係数 | 2 : 1 : 2 | 式を整える整数 |
| 分子数 | 2 : 1 : 2 | 粒子数の比 |
| 物質量 | 2 : 1 : 2 | molの比 |
| 質量 | 4 : 32 : 36 | モル質量を掛けた比 |
2H₂ + O₂ → 2H₂O係数
- 比
- 2 : 1 : 2
- 意味
- 式を整える整数
2H₂ + O₂ → 2H₂O分子数
- 比
- 2 : 1 : 2
- 意味
- 粒子数の比
2H₂ + O₂ → 2H₂O物質量
- 比
- 2 : 1 : 2
- 意味
- molの比
2H₂ + O₂ → 2H₂O質量
- 比
- 4 : 32 : 36
- 意味
- モル質量を掛けた比
質量は保存され4 g+32 g=36 gですが、係数比をそのまま質量比にはできません。
例
- 場面
- N₂(g)+3H₂(g)→2NH₃(g)で、N₂ 0.40 molが必要量のH₂と完全に反応するとき、NH₃は何molできるか。
- 順に考えると
- N₂とNH₃の係数比は1:2です。したがって0.40 mol: x mol = 1:2より、x=0.80 molです。必要なH₂は係数比1:3から1.20 molです。ここでは必要量があるという条件なので、N₂全量が反応すると判断できます。
- ここが結論
- 生成するNH₃は0.80 molです。係数と物質量を同じ物質の列に対応させました。
注意
係数比を質量比にしない
確認
確認テスト
Q1
2CO(g)+O₂(g)→2CO₂(g)で、CO 0.60 molが必要量のO₂と反応するとき、必要なO₂は何molですか。
まとめ
まとめ
- 1
整えた反応式の係数比は粒子数比・物質量比を表す
- 2
係数比は質量比そのものではない
- 3
未知量の単位が何でも、まずmolで係数比へ接続する
- 4
必要量・完全反応など、反応できる条件を問題文で確認する
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