2017年07月17日

危険物乙4 過去問2017 類題16 原子量、分子量、化学式に関する計算

【問】二硫化炭素(SC)が38g、硫酸(H2SO4)が98gある。この時それぞれに含まれる硫黄原子(S)の量について正しく述べたものはどれか。ただし、原子量はそれぞれ硫黄Sは32、炭素Cは12、水素Hは1、酸素Oは16とする。

①二硫化炭素の方が硫酸に比べ硫黄原子の量は2倍多い。
②二硫化炭素の方が硫酸に比べ硫黄原子の量は1.5倍多い。
③二硫化炭素と硫酸の硫黄原子の量は等しい。
④硫酸の方が二硫化炭素に比べ硫黄原子の量は1.5倍多い。
⑤硫酸の方が二硫化炭素に比べ硫黄原子の量は2倍多い。



【正解】③


【解説】
今回は分子量、原子量、化学式の意味するものに関する問題です。これも実際の過去問より少し難易度を上げて作成していますが、この文章を読んだ時、生理的に拒否反応を示してしまった方はおられませんでしょうか。


この問題文章はとっつきにくい感じですが、慣れてしまえばかなり易しい点取り問題となりますので、できればマスターしておきたい知識となっております。


今回は文系の方でも理解できるようなるべく噛み砕いてご説明できればと思います。



さて、まずは原子とは何かと言うところからですが、世の中の物質を構成するものの最小単位と言われるものであり、これが118種類となります。例えをあげると水素(H)、ヘリウム(He)等です。


これは最小単位と言われるだけあって非常に小さく、不安定なものであり、単独で存在できるのは希ガスと言われる物質だけで、他は全て何かとくっついて存在しています。これが分子と言われるもので例えば水素分子(H2)、水分子(H2O)等が挙げられます。


そしてこの何かと何かとがいくつづつくっついたかを表したものが化学式となります。


例えば上記の水素分子(H2)であれば水素原子(H)が2つ、水分子(H2O)であれば水素原子(H)が2つと酸素原子(O)が1つくっついたものであることが分かります。


次に原子量ですが、原子はそれぞれ重さが違い例えば水素原子(H)は1、酸素原子(O)は16と決まっています。つまり酸素原子は水素原子の16倍重いということです。


それでは水分子(H2O)の重さはいくつか分かりますでしょうか。






答えは18です。水素原子(H)1が2つ、酸素原子(O)16が1つを足すだけですので簡単ですよね。これが分子の重さ=分子量ですので、水分子(H2O)の分子量は18となります。



ここまでくればこの計算はもうできたも同然です。問題に戻るとそれぞれの分子の原子量が与えられているので、まずはそれぞれの分子量を計算してあげます。



二硫化炭素(S2C)→32×2つ+12=76

硫酸(H2SO4)→1×2つ+32+16×4つ=98



ここで問題ではそれぞれ、38gと98gで与えられているため、上記の式もgをつけてあげましょう。


二硫化炭素(SC)→32g×2つ+12g=76g

硫酸(H2SO4)→1g×2つ+32g+16g×4つ=98g


そして二硫化炭素は38gしかないので、76gを38gに減らす必要があるのですが、ここで注意頂きたいのは二硫化炭素は必ずS2つとC1つの割合で構成されているため、この比率は変えられません。そのため、引き算で計算すると割合がよくわからなくなってしまうので、必ずかけ算、割り算で計算します


=の左と右を同じ数でかけたり割ったりしても=であることは皆さん大丈夫ですよね?


ですので、76を38に減らしてやるにはいくつでかけたり割ったりすれば良いのか。それは次の計算で求められますよね。


76÷38=2(もしくは38÷76=0.5)


どちらでもかけるか割るかの違いだけなので問題ありません。何れにしても左と右を2で割る(0.5をかける)と右は38gになります。


(32g×2つ+12g)÷2=76g÷2


32g×2つ÷2+12g÷2=38g
(分配の法則も大丈夫ですよね?全体を半分にするには全部2で割ってあげないといけないですよね)


32g+6g=38g


ここでもともとの構成を思い出していただくと、32g×2つは硫黄S、12gは炭素Cでしたので、左側の32gが硫黄Sの重さとなります。


次に硫酸(H2SO4)→1g×2つ+32g+16g×4つ=98gですが、与えられている重さも98gですので、これは簡単に左の2つ目が硫黄Sの重さですので32gと分かります。


そのため、それぞれの硫黄Sの重さを比較すると同じ32gであることが分かりました。


少し長い記載となりましたが、苦手としている人は化学式は単に含まれるものの数を表しているだけれ、それを計算し、比較するだけで解ける問題ですので、是非とも他の問題等で練習することでマスターして頂きたいです。


molとかの話もあるのですが、それはまたの機会に。



posted by yuth at 20:06| Comment(0) | 過去問 | このブログの読者になる | 更新情報をチェックする
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