ページ1:

5.化学変化と化学反応式90
プロセス
P.62~71
1.氷が融解して水になるような状態変化を(物理変化)という。
一方、ある物質が、他の物質に変わる変化を(化学変化)という。
化学変化を、化学式を用いて表したものを(化学反応式)という
2.化学変化において、反応する物質を(反応物)、生成する物質を(生成物)という。
3.メタンCH4が完全燃焼すると、二酸化炭素CO2と水H2Oが生じる。
算
法
(1) CH4+ (2) 02 (1)CO2+(2)H2O
CH4の係数を1として、両辺の炭素原子の数を合わせるとCO2の係数は1となる
次に両辺の水素原子Hの数を合わせるとH2Oの係数は2となる.最後に
両辺の酸素原子の数を合わせると02の係数は2となる。
★物理変化
てい
・物質の構成粒子の状態が変わる変化
ex) 状態変化、鉄くぎが曲がる変化 etc
☆化学変化
構成粒子の組み合わせが変わり、別の物質になる変化。
ex) 水素Hzと酸素O2から水H2Oを生じる変化 etc.
化学反応式
反応物の化学式を左辺に、生成物の化学式を右辺に書き、
左辺と右辺を→で結ぶ
②左辺と右辺の原子の数が等しくなるように係数をつける。
(例)
HH + Cl cl
H2
clz
cl+ cl
2HCl
③溶媒、触媒などの化学変化をおこさない物質は化学反応式に入れない
(例)過酸化水素 H2O2の水溶液に、触媒として酸化マンガンはりMaOz
を加え、酸素を発生させる
2H2O2→2H2O +02
& MuOzは式に入れない!

ページ2:

(原子量) H=1,0
C=120=16
★イオン反応式
・・・反応に関係しないイオンを省略した化学反応式
イオン反応式では、両辺のイオンの電荷の総和が等しい
(例) Ag+
+cl
→ Agcl
4(1)、(1)Hz±(1)cle (2) Hcl
(2) (2) CO
+
(()02 → (2)002
(3) (1) N2
+
(3)Hz (2)NH3
5(1) (1) C2H4.
+
(3)02→(2) CO2 + (2) H2O
(2) (2) C2H6+(7) 02
→ (4) CO2
(6)H2O
(3) (1) C2H6O
+
(3)02 → (2) CO2+(3)H120
6
CH4
+
202 →
CO2
+2H2O
物質量[mol] 0,500
1,00
0,500
1,00
気体の体積[L] 11,2
・22,4
11.2
基本例題12
プロパン
C3H8+5023CO2+4H2O
(1)プロパンが2.0molのとき CO2は、3×2.0=6.0 [mol]
9
(2) 5.0Lのプロパンを燃焼させるのに必要な酸素は5.0×5=25[L]
(3) C3H8
44 [g/mol]
11gのプロパンは、[woe]なので、水の物質量は×4=1.0[mol]
H2O
18 [g/mol] より
質量は18×1.0=
18C97

ページ3:

(原子量)
Al=27
基本例題 (3
2Al+
6HCl
→ 2Alcls
3H2
(1) 2.7gのアルミニウムの物質量は
2.7
0.10 [mal]
・27・
2Al+6HCl
←
2Alcl
+3Hz
0 moe
Omnee
0.10mol
0.50mal
変化量 -0.10mol -0.30mol
あと
Omol
0.20mol
+0.10mol+0.15mol
0.10mol.
0.15mol
残る物質は塩化水素で0.20moly
(2)発生したH2の物質量は0.15molなので
基本問題
気体の体積は22.4×0.15=
3,36
109目算法で
(1)(3)02 → (2)03
(2) (2) CH4O+(3)02 (2)CO2+(4) H20.
(3)(2) Al+(6) HCl → (2) Alcl3+(3)H2
(4)(2) Na+ (2) H2O → (2) NaOH+(1)H2
(5)(1) MnO2+
110.未定係数法で
(4)HCl →(1)Mncez+ (1) Clz+ (2) H2O
(1) (3) NO2 + (1) H2O → (2)HNO3+ (1) NO
CHNO3+dNO とおく。
aNO2+bH2O→
a = std
C=1612 α====
:2a+b=3c+d なるべく多くの
↓
:2b=c
32
式に含まれている
//NOz+1/2H2O→HNO3+/NO
ものを1をおく
→2倍する!

ページ4:

(2) (1) Cu + (2) H2504
→ (1) CuSO4 + (2) H₂0 + (1) 50 =
と
aca+H2504 → c Cusoq + d H₂O + еSO - 402
C = a = c
H
: 24 = 2d
C=12732 a=1, h=2, d=2, e=1
すべてが整数になったときは
: b = c + e
: 4b = 4c+d+ze
そのまま答えたらOK!
(3). (3) Cu + (8) HNO 3 → (3) Cu (NO 3 ) 2 + (4) H₂0 + (2)NO
acu+ HNO3 → C Cu(NO3)2 + H2O + eNO εoz
Cu: a
=C
⑦: h = 2d
N: b = 2cte
①: 3b = 6c+d+e
C=1とすると a-l,lf.cd=1
↓
3倍する!
(4) (1) Cu
+ (4) HNO 3 → (1) Cu(NO3/2
4
(2)120
+
(2) NO₂
a Cu + HNO 3
→
Cu): a = c
: b = 2d
c Cu (NO 3 ) 2 + dH₂O + eNO+ 73
C-1ε932 a=1, e1=4, d= 2, e=2
!!!
: b = 2c+e
: 3 b = 6c+d+ ze
(1) (1) Pb2+ + (2) ce → (1) Pbce 2
(2) (21 Agt
+
(1) Cu → (2) Ag + C/1 Cu²+
(3) (21 Al + (6) H+ → (2) Al³+ + (31H₂.
(4) (1) Cr₂On² + (14)H" + (6) I` ⇒ (2) (r²+ + (7) H2O + (3) Iz

ページ5:

(原子量) H=1.0C=12
.112. (1) 4 Al
0=16
+3022Al2O3
(2) 2.C4H10 +1,302
←
8CO2+10H2O.
(3)
Zn+H2SO4
→
ZnSO4+ H2
(4)
Ca+2H2O
→ Ca(OH)2
+ H2
(5)2NaHCO3
→Na2CO3+H2O+CO2
(6)
2302+02
←
2503
☆触媒は化学反応式
にはいれない!
113
4M+302 →
2M203
(1) Mが4.0molのとき
反応した02は 3.0moly
生成したM203は 2.0moly
(2)Mが2.0molのとき
反応した02は1.5mol/
生成したM20mは1.0moly
(3) 生成したM203が3.0molのとき、反応したMは6.0mol
反応した02は
4.5mol
"
114.
2C2H6+702→4CO2+6H2O
エタン
エタン12gの燃焼について考える。エタンのモル質量は(30)g/molなので
その12gは
(0.40.)molである。化学反応式から、エタン1molと酸素(3.5)mol
が反応することがわかるので、この燃焼で消費される酸素は(14) malを
なり、その質量は(45)gである。
△3.5×0.40
→ 32×114
同様に、生成する二酸化炭素は(0.80)molで(35)g、水は(1,2)molで
40,80×44
(22)gである
51.2x.18

ページ6:

(原子量)H=1.0C=120=16Mg=24 Al:27 S=32 Cl=3515
115.
(1)
Mg
+
2HCl
→>>>
Macle
+
He
物質量[moz] 5.0×10-2
0.10
質量[ま]
1.2
3.7
5.0×10-25.0×10-2
4,8
0.10
(2)
C2H6O
+
302
→
2002
+
3H2O
物質量[mol]
0,50
1.5
1.0
1.5
質量します
23
48
44
27
116.
2H2+
02
→2H2O
(1)
0.50molの
水素と反応する酸素は0.25moly.
生じる水は
0.50mol
316
(2)
3.6gの水は
18-
0.20 [mol]なので
17.
反応した酸素の物質量は0.10[mol]
よってその質量は0.10×32=3.2[4]〃
(3)
5,60Lの水素は
5,60
22.4
[0,250 [mol] [なので
反応する酸素の物質量は0.125 [mol]
0.125×22.4
2,80[レコー
よってその体積は
(2)Al+(3)H2SO4
→ (1) Alz(SO4)3
+ (3) H2
(1)
(2)
1.2gのアルミニウムの物質量は2[mol]なので
反応する硫酸の物質量は2×2/2/2[mol]
27
よってその質量は
(×1/2)×98
=6,53...
:6.5gy
(3) 1.4Lの水素は
1,4
[mol]なので
22.4
アルミニウムは
114
22,4
3/23 [mol]
その質は(×)×27=1,125
- 1.19.

ページ7:

(原子量) H=1.0C=120=16.
Zu=65
118.
Zn t
2HCL
→
ZnCl2 + Hz.
(1)
Zn + 2Hce
←
-ZnCl2
+ H2
まえ
110 mal
4.0 mor
Omve
Omge
残ったHClは
分化
-1.0mpe -2,0 moe
+1.0mee
+1.0 mod
2,0 mor
あと
Omoe
20mol
1.0 mol
Homol
(2)
Zu +
2HCe
→
まえ
0.20mal
0.50mal
ZnCl2
Omol
+
He
Omal
- 0,20mol -0,40 mol
+020mor +0,20mor
(めと
·Omol
0.10mol
0120-mol
0,20mol
よって、Hclが、0.10mol
残る
4
(3)
2.6gの亜鉛は
2.6
= 0.04 [moe]
65
0.10mol/Lの塩酸500mLは
Zullz & H₂
500
0.10×
= 0.05 [mol]
1000
Za + 2HCl →
(12)
0.04 mol 0.05mol
-0.025ml -0,05 mol
Omoe
Omol
よって、
+0,025mol 10,025mo e
In pill 115 × 10th mol 334
The
01015302
Omoe
0.025moe
01025000
119. 3.9gのアセチレン C2Heと112の酸素の燃焼
(1)
2C2H2 + 502 → 4002 + 2H20
(2) 3,99 or C2H2 18 319 = 0.15 [me]
11,2
22.4 -0.50 [more]
+0.30mol +0.15moe
111229 0212
2C2H2 + 502 →
4002 + 2H2O.
0,15 moe
0.50mal
Omal
Omol
変化
-0.15mol -0.375mol.
あと
Omol
01125000
反応せずに残る気体は酸素
4
は
15/17 01/25 [mal] × 32 [9/moe] = 4.0 [9].4.
030mol
0.15 mol
(3)生成した二酸化炭素は
0.30molより、
0,30×22.4 = 6.72
1617224
また、生成した水は、0.15molより
質量は915×18=2,7
2.799

ページ8:

120.
(原子量) C-120=16 Al=27
2AR3H2S04
→ Al2(SO4)3+3H2.
(1)
発生した水素が0.10moleより
アルミニウムの物質量は、
0.10x32/
0.0666····
(2)アルミニウムの質量は、27×(0.10)×1/23=1.80 [g]
よってアルミニウムの純度は
1,80
2.0
※100=90
6.7.x 10th mol
4
90%
☆純度…混合物に含まれる純物質の割合のこと
(2111) 標準状態の酸素5.6L中に含まれる酸素分子の数は(1.5×1023)個である。
5.6
22,4
x
6.0×1023
XC=1.5×1023
アボガドロの法則(アボガドロ)
(2)温度・圧力が一定の状態では、1体積の窒素と、3体積の水素
が反応すると(2)体積のアンモニアが生じる。
・N2+3Hz→2NH3
④ 気体反応の法則(ゲーリュサック)
(3) 一酸化炭素中の炭素と酸素の質量比は、常に3:14)である
炭素:12g/mol、酸素16g/mol
→炭素・酸素=12:16:3:4
★質量比=モル比
→①定比例の法則(プルースト)
(4) 一酸化炭素と二酸化炭素について、一定量の炭素と化合している酸素
の質量比は1:(2)である。
一酸化炭素 lmoe中の炭素の質量は12g、酸素の質量は16g(CO)
二酸化炭素
12g.
32g (CO2)
→16:32:1:2
→③倍数比例の法則(ドルトン)

ページ9:

☆質量保存の法則(ラボアジェ)
化学反応の前後で反応物の質量の総和と生成物の質量の
総和は等しい
☆定比例の法則(プルースト)
化合物を構成する成分元素の質量比は常に一定
(例)一酸化炭素CO中のCOの質量は常に3
☆倍数比例の法則(ドルトン)
(モル比)
2種類の元素A、Bからなる化合物が2種類以上あるとき、
Aの一定質量と化合するBの質量は、化合物どうしで簡単な
整数比になる。
(例) H2O : H2.0gに016gが化合する
H2O2:H2.0gに032gが化合する
このようにHが一定量2.0gであるとき、化合するOの質量比は
16:32=12となり、簡単な整数比となる。
☆気体反応の法則(ゲーリュサック)
10
気体が関係する化学反応式では、反応・生成する気体の体積
は、同温・同圧のもとで簡単な整数比になる。
☆アボガドロの法則(アボガドロ)
・同温・同圧のもとで、同体積の気体は、気体の種類に
関係なく、同数の分子を含む

ページ10:

122
(原子量) Mg=24
2体積の水素と1体積の酸素が反応すると、2体積の水蒸気ができる
この事実は、ゲーリュサックの(気体反応)の法則として知られる。また、
ドルトンの(原子)説では、水素や酸素は分割できない(原子)1個
からできているとされた。いま、Aのように、同体積中に同数の(原子)
が含まれると考えると、(原子)が分割される必要があり、(気体反応
の法則と(原子)説が矛盾する。一方、アボガドロは、水素や酸素は
2個の(原子)が結合した(分子)からなるとした。(分子)説を提証
した。Bのように、同体積中に同数の(分子)が含まれると考えると
(原子)の組み合わせを変えるだけでよく、(気体反応の法則をうまく
説明することができた。
A
水素 H
酸素0
水蒸気 HO
B
+
→
水素 H.2
酸素02
水蒸気 H2O
発展例題 9
Mg+.
2HCl
→
Macl2
+ H2
13
①
水素の体積
[L]
→[g]
0.06
マグネシウムの質量
(1) グラフの折れ曲がる点が、マグネシウムと
塩化水素がちょうど反応したときであるので、
グラフより 0,060 gu
(2)反応したマグネシウムは0.060[g] =2,5×10] [MOR]
24 [g/mol]
よって塩化水素は①から
2,5×10-3×2=5.0×10-3 [mol]
5.0×10-3molが塩酸10mLに含まれるので
・モル濃度は、
5.0×10-3
10
1,000
0:50 [max/2]

ページ11:

(原子量) C=12.
0:16
Ca=40
123 (1) 302
→>>
203
(2)生じたオゾンの体積をx[mL]とする
302
→
203
まえ
1,000mL
0mL
合計
1,000mL
変化
- 1x ML
+XML
あと(1000-2x)(L
XmL 980mL
124
よって(1000-2x)+x=980が成り立つ
1/2x=20
x=40 [mu]
混合気体中のオゾンの体積百分率は、
40
980
x100=4.08.
4.1%1
[mal]
過不足
なく反応
炭酸カルシウム・2.5gのとき、炭酸カルシウム
と塩化水素が過不足なく反応して、
0.025
発生した
物 0.01
のの物質量
0
AgNOろが
HClが
残る
残る
2,5
CaCO3の質量
0.025molの二酸化炭素が発生する
CaCO3+2HCl → Cacl2+H2O+Coz
[g]
4
よって
CO2が0.025molのとき、
HCl は2x0,025 = 0,050 mal
塩酸の濃度をc[mol/L]とすると、塩化水素の物質量について、
[[mol/L]×
25
1,000
-[L]= 0,050 [mol] が成り立つ
ic=2.0mol/L
よって④

ページ12:

(原子量) N=140=16Mg-24 Cl=35.5 Ag=108
125. 硝酸銀AgNO3水溶液に塩酸を加えると塩化銀Agceの
沈殿が生じるので..
AgND3 + HCl →
HNO3+
Agce.
AgNO3は170g/moeより1.7gの物質量は
1.7 =
1.0×102[mol]
170
1,0x10molの硝酸銀とちょうど反応する塩化水素HCl は
①から10×10molとわかる
1.0mol%の塩酸の体積をひ[mc]とすると、次式が成り立つ。
110[mol/L]×
ひ
[L]=110×10[mol]
1,000
…び10[m]]]
よって、塩酸を10m加えたとき過不足なく反応する
1.0×102molの硝酸銀が過不足なく反応したときに生じる。
塩化銀は①から10×10mlであり、モル質量が143.5g/mol
なので質量は
143.5 [g/mol]×110×102[mol]=1,435[g]
以上から求めるグラフは、塩酸を10mL加えたとき沈殿が14g
生成し、その後は沈殿の質量が一定となる④である
126.
22.4Lの空気には1,00molの
分子が含まれ、そのうちの80%が窒素、
20%が酸素なので、窒素は、0.80mal、酸素は0.20molである
1,2
また、Mgのモル質量は24g/moℓなので1,2gでは、
24
=0,050 [mol]
2Mg
+
02
←
2MgO
まえ
0,050ma
0.20mol
0mol
-0.050 moe
-0.025mol
+9050mol
あと
0mol
0.175mol
0,050mol
(1)生成するMgOは0,050molでMgoのモル質量は40g/moe より
質量は
0.050×40=
2.0 [g]4
(2)残った気体には酸素か、175molと窒素 0.80molが含まれるので
酸素の体積の割合は、
0.175
0:175+0,80
×100=17.9.
in 18%
7

ページ13:

(原子量) C=12
0=16 Na=23
Ca=40
127
炭酸カルシウムの質量[g]
1,00
2100
3,00
400
5,00
気体の体積[mL]
224
448
560
560
560
炭酸カルシウムと塩酸の反応
CaCO3 + 2HCl → Cacle+ H2O+CO2.
表から、グラフをかくと次のようになる。
CO2
600
A
の体積
[mL]
400
200
0
2
3
4
5
Caco3の質量[g]
炭酸カルシウムと塩酸がちょうど反応するのはA点
A点での炭酸カルシウム(100g/mol)の質量を求める。
このとき CO2の体積は560mLであるから、
10,560
224
い
0.025 [mol]
@から1molの炭酸カルシウムの反応で1molの
CO2が発生するから、炭酸カルシウムの
物質量は0.025mol..
よって、A点での炭酸カルシウムの質量は
(1)① 5,00gのCaCO3を加えたときに発生するCO2は
0.025[mol]×100[g/mol]=2,50[]ⓑ
表から0,560 でありCO2のモル質量は44g/molであるから、
質量は44[g/moe1x
0,500
22.4
[mol] = 1.10[7である。
よってX
よってX
②グラフより CaCO3が1,50gのとき、CO2の体積は336mL
⑧ 22.4×10 [ml/mol]
1,50[g]
x
700[9/mo
336[mL]
⑥から塩酸100mLとちょうど反応する炭酸カルシウムの質量は2,50gである
5,00gの炭酸カルシウムを加えたとき、反応せずに残るのは5,00-2,50=2,50[7よってX
④ 炭酸カルシウム2.00gを加えたとき炭酸カルシウムはすべて反応するので
カルシウムイオンの物質量は
2.0[
1000/max]
0,020 [moe]
よって×
⑤濃度が2倍の塩酸100mLと反応する炭酸カルシウムの質量は⑥の2倍となるので、5.0g
このとき発生する二酸化炭素は560[mL×2=112[1]
よって○
以上から、正しいのは
5
"

ページ14:

(原子量) C=120=16.Na=23Mg=24.Al=27
(2)求める塩酸の濃度をC[mozu]をすると、この塩酸中の塩化水素HCl の
物質量はCX-1000[L]= 0.10C [mol]
ⓐから、2molのHclの反応で1molのCO2が発生する
また、塩酸100mLがすべて反応すると二酸化炭素が0,560L発生するので
次の式が成り立つ.
0,560
x2=
0.10c
22,4
C=0,500 [mol/L]
4
128 (1) Na2CO3+2HCl → 2NaCl+H2O+CO2
(2) (1)から炭酸ナトリウムがlwol反応すると、二酸化炭素がlmoe発生する。
発生した二酸化炭素 218Lは
2,8
221401125 [mol]なので、
炭酸ナトリウムも0.125molである
炭酸ナトリウムNa2CO3のモル質量は100g/molなので
質量は0.125 [mol] x 106[g/mol]
13,25
混合物20g中にNa2CO3が13.25gあったので
13,25×100=66,25
純度に
20
66%
129. (1) マグネシウム: Mg+2HCl
→ MaClz+H2
111
①
アルミニウム:2Al+6HCl →2Alce3+3Hz
(2) 2,24の物質量は
2,24
[0,100 [mol]
22,4
①から1molのマグネシウムから発生する水素は1mol
②から1molのアルミニウムから発生する水素は1/2=1,5mal
1,86g中のMgの質量をX[]とするとAlの質量は(1,86-x)gである
Mgから発生した水素は、
ALから発生した水素は、
よって
X
24
(1,86-x)×3
+
54
197 ※1 [mol]
24 [g/mol]
1,86-x
•27 [3/mol]
=0.100
X
12/2/2 [mol]
X=0,240(g)
したがって、求める割合は
0,240
・×100
1186
12.90...
12.9% 11

ページ15:

(原子量) H=1,00=16
130 (1) メタン:CH4+202→CO2+2H2O
プロパン:C3H8+5023CD2+4H2O.
(2) 生じたCO2は156.8mLより
01568
22.4
7:00x10-2 [mol]
0.198
また、生じたH2O(=18g/mol)は0.198gより
18
110×10 [mol]
混合気体中に含まれるメタンの物質量をx[mol]、プロパンの物質量をy [mol]]とすると、
(1)の係数から次式が成り立つ
CO2:
SC+3y=7,00×10-3
H2O
2x+4xy=1110×10-2
①、②から
-3
x=2,50×10 [mol],y=1,50×103 [mol]
以上から
メタン:プロパン=2,50×10-3:1,50×10^
5:3
(3)(2)から、メタンは2,50×10mol、プロパンは1,50×100mol
(1)の係数から、消費される酸素の物質量は
2,50×10-3 ×2
-3
1,50×10×5
=
1,25×102[mol]
よって、標準状態での体積は、1.25×10×22.4=0,280[L]=2,80×10[mL]y
131 (1) メタン: CH4+202→CO2+2H2O
①
エタン: ZC2H6+702 →
4CO2+6H2O
プロパン: CD8+502
→
3CO2+4D20
い
(3.
(2) (1)から重水 D20はプロパンの燃焼だけで生じる
D20は20g/moℓより、20.0gの物質量は、20,0(g)
③の係数から、C3D8の物質量は、
1,00×11=0.250[mol] y
その体積は0,250×22.4=
5,60 [L]
20[/mae]
1,00 [mol]

ページ16:

(3)③の係数から
1,25×22.4=2810
0,250molのプロパンの燃焼で消費される
酸素は0,250×
その体積は
5=1,25 [mol]
228,014
(4)
混合気体16.8Lの気体の分子は
16.8
22.4
0.750 [mol].
(2)よりこのうちの0.250molがプロパンなので
メタンとエタンの物質量の合計は0.750-0,250
=0,500 [mol]
(5) はじめの混合気体中のメタンの物質量をx[mol]とすると、
エタンの物質量は(0,500-x)molである
また、プロパンの燃焼によって消費される酸素は、(3)より、28,0しなので、
メタンとエタンの燃焼により消費された酸素は、
57.12-2810=29,12 [L]
その物質量は29.12
1,300 [mol].
2214
①①①
から1molのメタンの燃焼で2molの酸素
1molのエタンの燃焼で1molの酸素が消費されるので
xx2
+(0,500-x)×
//= 1,300
x=0,300 mol
よって
メタン:0.300mol
エタン:
: 0.200mol
Y
(6) (2),(5)からプロパンは0,250mol、メタンは0,300mol、エタンは0,200mol
燃焼するので生じるCO2の物質量は(1)の係数から
0,250×1+0,300×2+0,250×3
1,450 [mol]
その体積は
1,450 [mol]×22.4 [mol]= 32,48
.: 345Ly