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理科 中学生

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79 次の文章を読んで、あとの問いに答えなさい。 [土佐] 物質は化学式で表されるので, 化学変化も化学式を使って表せる。 化学変化を 化学式で表した式を化学反応式という。 原子は化学変化で, なくなったり,新し くできたり、別の原子に変わったりしない。 したがって, 化学反応式で表すとき 式の左側(化学変化の前) と式の右側 (化学変化の後)では原子の種類と数は変 わっていない。次の気体の燃焼の実験により化学反応式の意味を考えてみる。こ れらの気体はすべて同じ温度,同じ圧力で測ったものとし,また,化学反応式に おける気体の係数の比は, 反応する気体の体積比を表すものとする。 〔実験〕 水素(H2)にメタン (CH) を混合した気体が10Lある(これを気体Aとす る)。これに酸素(O2)20Lをさらに混合して燃焼させ,体積を測ったところ, 全体の体積が12Lになった。 (1)この実験では2種類の反応が起こっている。 水素(H2)とメタン (CH〟)の燃焼 の化学反応式を書きなさい。 ただし, メタンが燃焼したときには, 二酸化炭素 と水が生成する。 (2) はじめにこの実験で酸素の量が燃焼に十分であるかを調べた。 もし, 気体A のすべてがメタンとすると, 化学反応式より ( ① )Lの酸素が必要である。 それゆえにこの実験で加えた酸素の体積は20Lなので酸素は(②)である ことがわかった。次に,気体A中の水素をa L, メタンをbL とすると, 反応 後の水素は(③)L, メタンは( ④)L,酸素は(⑤ L, 二酸化炭素は (⑥ L, 水はすべて気体だとして ⑦ ) Lとなる。ただし、普通の実験条 件では生成した水は液体としてよいので体積は無視できるから,反応後の気体 の体積は(⑧)Lと表すことができる。これが12Lに等しいとして,水素は (9)L, メタンは( ⑩ ) Lと求めることができる。 上の文中の( の①~⑩にあてはまる数値, 語句, 数式を書きなさい。 ※燃焼:物質が,熱や光を出しながら激しく酸素と結びつくこと。 アドバイス (1)の化学反応式ができれば、その式で各物質の化学式の前の係数の比が 反応 生成する物質の体積比となるので, あとは数学的に考えていけばよい。

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