理科ラボ

化学基礎｜物質量と化学反応式（4）化学反応式

化学反応式の係数は、物質量の比を表す

化学反応式は、反応の前後で原子の数がそろうように係数をつけて書きます。高校では、その係数が「物質量（mol）の比」を表すことが大切です。中学のふり返りから始めて、予想してから5つのステップで確かめよう。

ことばの準備

さきに知っておくこと

    ステップ1

    「H₂ ＋ O₂ → H₂O」のどこがおかしい？

    予想：水素と酸素から水ができる反応を「H₂ ＋ O₂ → H₂O」と書いた。何がおかしい？

    白＝H、赤＝O、灰＝C。表の ○ は左右の原子の数がそろっている、× はそろっていない。

    予想を選ぶと、ここで条件を変えられるようになります。

    公式

    この単元の式

    名前式ことばで言うと・単位
    係数の比係数の比 ＝ 物質量の比反応する「数」の比2H₂ ＋ O₂ → 2H₂O は 2：1：2
    気体の体積の比係数の比 ＝ 体積の比同じ温度・圧力の気体のときH₂ 2 L と O₂ 1 L が反応
    燃焼の例C₃H₈ ＋ 5O₂ → 3CO₂ ＋ 4H₂OC → H → O の順に合わせるO：3 × 2 ＋ 4 ＝ 10 → O₂ は 5

    係数の比は「質量の比」ではない。質量で考えるときは、いったん物質量になおす。

    重要語句

    この単元でおさえること

    確認問題へ問題ページへ →実験道具：化学反応式の係数あわせいろいろな反応式で、係数をあわせる練習をしよう →

    実験のあとに読む

    なぜ係数の比は「質量の比」ではないのか

    何を比べる？

    係数のない反応式と係数をつけた反応式、メタンの燃焼の原子の数、水素の量と水の量、プロパンの燃焼、反応前後の分子の数・原子の数・質量を比べます。

    結果をどう考える？

    係数は「分子が何個ずつ反応するか」を表しています。2H₂ ＋ O₂ → 2H₂O なら、H₂ 2 個と O₂ 1 個が反応します。個数の比はそのまま物質量の比になりますが、H₂ と O₂ では 1 個の重さがちがうので、質量の比は 2：1 ではなく 4 g：32 g ＝ 1：8 になります。

    まちがえやすい点・モデルの条件

    「係数の和は左右で同じになる」はまちがいです。原子の数と質量は変わりませんが、分子の数（係数の和）は変わることがあります。

    制作：現役の理科教員 ／ 制作の考え方