6−1 原子量
原子量……原子の重さを原子量という。
厳密には質量数12の炭素原子12C=12としたときの各原子の相対的な質量を 原子量という。これは6×1023個という途方もない数の原子の集合である。
さらに,各原子には質量数の異なる同位体があるので,その存在比に応じて 平均したものとなるので整数値とはならない。しかし,実際の計算においては 概数値を用いればよい。
以下の原子量を覚えよ。
H=1 水素は何でも1番
C=12 黒鉛は鉛筆の芯,鉛筆1ダースは12本
炭をおこして火に手をかざす
C 12
O=16 一郎さんは0点だ
16 O
N=14 窒息で医師よ薬と大騒ぎ
N 14
Na=23 兄さん生意気ナトリウム
23 Na
Mg=24 西に曲がればマグネシア
24Mg
Al=27 アルミニウムは窓わくになる
Al 27
P=31 マッチは最初にリンが燃え(箱のほうが赤リンで発火) 31 P
S=32 硫黄火山に産出し
S 32
Cl=35.5遠足やっとさあごはん
Cl 3 5.5
K=39 かあさんサンキュー
K 3 9
Ca=40 かかあのすねかじれ
Ca 40
Cr=52 苦労は子にさせよ
Cr 52
Mn=55 漫画ごっこ
Mn 55
Fe=56 鉄の五郎さん(鉄人28号2人分)
Fe56
Cu=63.5どうせ虫だらけ Cu 64
Zn=65 亜鉛は鉄の向こうがわ
Zn 65
Ag=108 銀の入れ歯
Ag108
I=127 いつになったら愛してくれる
1 27 I
Ba=137 ばあさん先祖はいざなみみこと
Ba 137
Au=197 金を取りにいくな
Au 197
Pb=207 鉛に触れるな
20 7
原子量には単位はつかない。しかし,g/mol と考えると理解しやすい。
問い1 ナトリウム原子1個の質量はおよそ何gか。原子量は概数を用いよ。
問い2 炭素には,12Cと13Cの2種の同位体が存在するとして,その原子量を 計算せよ。ただし,13Cの質量を13.01 ,12Cと13Cの存在比は,それぞれ
98.90 %,1.10%とする。
6?2 分子量
分子量……分子式の中の原子量をすべて加えたものを分子量という。
これは,分子6.02×1023個の集団の質量である。
分子量には単位はつかない。しかし,g/mol と考えると理解しやすい。
(例) 水H2Oでは
構成する原子の原子量はH=1,O=16 だから
H2O=1 2+16=18
分子量を求めよ。原子量は上記のものを見よ。また( )に分子名を記せ。
CO2 = ( )
O2 = ( )
H2 = ( )
CO = ( )
C3H8 = ( )
HCl= ( )
H2SO4 = ( )
HNO3 = ( )
ここに出てきた物質の分子量は覚えておくとよい。
6?3 化学式量
分子からできていないものは分子式とはよばず,化学式という。そのときの原子量の総和を「化学式量」または「式量」といい,分子量をも含めて使われる。 化学式量にも単位はない。しかし,g/mol と考えると理解しやすい。
以下の物質の式量を求めよ。また( )の中に物質名を記せ。
NaCl=( ) ( )
NaOH=( ) ( )
CaCO3 =( ) ( )
Ca(OH)2 =( ) ( )
CuSO4 =( ) ( )
ここにでてきた物質はいずれもイオン結晶で,組成式で表されている。
問い3 次の各物質の分子量または式量を求めよ。
エタノール
水酸化カルシウム
硫酸銅(?)五水和物
6?4 物質量
物質を構成粒子の集団としてあつかうとき,これを物質量という。物質量の単位としてmolを用いる。1molは粒子6.02×1023個の集団のことである。
分子量にg単位をつけた質量中には分子数が1mol存在するので,これを1molという。
CO2(二酸化炭素)の分子量は44(原子量:C=12,O=16)
したがって 44gがCO2 の1molである。
2molは88g
0.1molは4.4g
CO2 の22gは0.5mol
例
H2O=18 ( 水 )
H2Oの18gがH2Oの( )molである。
2molは( )g
1molは( )g
36gは( )mol
9gは( )mol
◎ 一般的な計算法
化学式量にgをつけた質量を1molという。
NaOH=40 …… 40gが1molである。
(例1) 20gは何molか? ← χmolとすると
1mol χmol 1mol×20g
・・・・ = ・・・・ χ= ・・・・・・・・ =0.5mol
40g 20g 40g
(例2) 2molは何gか? ← χgとすると
40g χg 40g× 2mol
・・・・ = ・・・・・ χ= ・・・・・・・・・ =80g
1mol 2mol 1mol
例題 H2SO4 について以下の( )を満たせ。
物質名( ) 分子式か? ( yes,no )
原子量:H=( ),S=( ),O=( )
式量(分子量)はいくらか。( )
1molは何gか?( g) 1molは何gか?( g)
2molは何gか?( g) 98gは何molか?( mol )
49gは何molか?( mol ) 147gは何molか?( mol )
問い4 アルミニウムの単位格子は一辺が4.05 の長さの面心立方格子である。アルミニウムの密度を2.70g/cm3,アボガドロ定数を6.02×1023mol-1としてアル ミニウムの原子量を計算せよ。
問い5 次の各物質1.0g中に含まれる原子の数が最も多い物質はどれか。
ヘリウム 炭素 アルミニウム
問い6 次の各物質に含まれる酸素原子の物質量が多い順に並べよ。
二酸化炭素66g グルコース36g 水酸化カルシウム37g
6−5 気体1mol の体積
1mol=6×1023=(分子量)g
(原子量)g
1molの気体の体積は22.4 (標準状態 )
1 =1000
1 =1cm3 1辺1cmの立方体の体積は
1cm×1cm×1cm=1cm3
1cm
1辺10cmの立方体の体積はいくらか
10cm×10cm×10cm=1000cm3
=1000
=1
1辺1mの立方体の体積はいくらか
1m×1m×1m=1m3
100cm× 100cm× 100cm=1000000cm3
=1000×1000cm3 =1000
∴1m3 =1000
22.4 =22400 =22400cm3
3√22400 =28.189
1辺約28.2cmの立方体の体積が22.4Lになる。
28.2cm
◎ 気体の体積は温度や圧力によって変化する。
1molが22.4 というのは,0℃,1気圧の時である。
6×1023 標準状態
どんな気体でも(気体の種類に関係なく)
◎ アボガドロの法則
どんな気体でも同温,同圧のもとでは
0℃ 1気圧
同体積中に同数の分子を含む。
22.4 6×1023個
まとめ
1mol
(原子量)g
6×1023個
(分子量)g
0℃,1気圧
22.4
問い7 ( )内を満たせ。
酸素O2の分子量は( )であるから,酸素分子1molは( )gで,標準状態では( )の体積になる。また,2molは( ),3molでは( ) となる。
また酸素が標準状態で11.2 のとき( )gで分子は( )mol であり,( )個ある。そのとき,酸素原子は( )個である。
◎ アボガドロの法則から気体の分子量を求める方法
? (標準状態の気体の密度)g/ ×22.4
この値からg単位を除いたものが分子量
? 同温・同圧・同体積での比較
ある気体の質量
(基準気体の分子量)×・・・・・・・
基準気体の質量
同温・同圧・同体積での比較
問い8 ヘリウムの標準状態における密度は0.178g/ である。ヘリウムの分子 量を求めよ。
問い9 一定体積の気体の質量を比較すると,ある気体は酸素の1.5倍である。 この気体の分子量を求めよ。
問い10 次の[A]に定義された記号を用いて,[B]に該当する数値を示す式を記せ。
[A] m:気体の質量(g) M:分子量 A:原子量
N:アボガドロ数 D:標準状態における気体の密度(g/ )
V:標準状態における1mol の気体の体積( )
[B] 原子1個の質量
気体mg中の分子数
標準状態における気体v 中の質量(g)
標準状態における密度Dg/ の気体の分子量
6 物質量(玉野光南高校)
6?1 原子量
原子量……原子の重さを原子量という。
厳密には質量数12の炭素原子12C=12としたときの各原子の相対的な質量を 原子量という。これは6×1023個という途方もない数の原子の集合である。
さらに,各原子には質量数の異なる同位体があるので,その存在比に応じて
平均したものとなるので整数値とはならない。しかし,実際の計算においては
概数値を用いればよい。
以下の原子量を覚えよ。
H=1 水素は何でも1番
C=12 黒鉛は鉛筆の芯,鉛筆1ダースは12本
炭をおこして火に手をかざす
C 12
O=16 一郎さんは0点だ
16 O
N=14 窒息で医師よ薬と大騒ぎ
N 14
Na=23 兄さん生意気ナトリウム
23 Na
Mg=24 西に曲がればマグネシア
24Mg
Al=27 アルミニウムは窓わくになる
Al 27
Cl=35.5( )
・
Cu=63.5( )どうせ虫だらけ (64と覚えてもよい) ・・・
Ag=108 ( )銀の入れ歯
・
Mg=24 ( )マグネシウムは西を向け
・・
(10)Al=27 ( )アルミニウムは窓枠になる
(11)S=32 ( )
(12)K=39 ( )
(13)Ca=40 ( )
・・
(14)Fe=56 ( )鉄の五郎さん
・・
(15)Zn=65 ( )亜鉛は鉄の向こうがわ
(16)I=127 ( )
(17)Pb=207 ( )
3?2 分子量
分子量……分子式の中の原子量をすべて加えたものを分子量という。
(例) 水H2 Oでは
構成する原子の原子量はH=1,O=16 だから
H2 O=1×2+16=18
分子量を求めよ。原子量は前ページのものを見よ。また( )に分子名を記せ。
CO2 =( )+( )×2=( ) ( )
O2 =( )×2=( ) ( )
H2 =( )=( ) ( )
CO=( )=( ) ( )
C3 H8 =( )=( ) ( )
HCl=( )=( ) ( )
H2 SO4 =( )=( ) ( )
HNO3 =( )=( ) ( )
分子からできていないものは分子式とはよばず,化学式という。そのときの原子量の総和を「化学式量」または「式量」といい,分子量をも含めて使われる。
以下の物質の式量を求めよ。また( )の中に物質名を記せ。
NaCl=( )=( ) ( )
NaOH=( )=( ) ( )
CaCO3 =( )=( ) ( )
Ca(OH)2 =( )=( )
( )
CuSO4 =( )=( )( )
3?3 モル
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・分子量にg単位をつけた重さを1molという・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
CO2 二酸化炭素 の分子量は44 (原子量:C=12,O=16)
したがって 44gがCO2 の1molである。
2molは88g
1molは4. 4g
CO2 の22gは 5mol
H2 O=18 ( 水 )
H2 Oの18gがH2 Oの( )molである。
2molは( )g
1molは( )g
36gは( )mol
9gは( )mol
◎ 一般的な計算法
NaOH=40 …… 40gが1molである。
(例1) 20gは何molか? ← χmolとすると
1mol χmol 1mol×20g
・・・・ = ・・・・ χ= ・・・・・・・・ = 5mol
40g 20g 40g
(例2) 2molは何gか? ← χgとすると
40g χg 40g× 2mol
・・・・ = ・・・・・ χ= ・・・・・・・・・ =20g
1mol 2mol 1mol
◎ H2 SO4 について
物質名( ) 分子式か? ( yes,no )
原子量:H=( ),S=( ),O=( )
式量(分子量)はいくらか。( )
1molは何gか?( g) 1molは何gか?( g)
2molは何gか?( g) 98gは何molか?( mol)
49gは何molか?( mol) (10) 147gは何molか?( mol)
◎ NaCl について 物質名( ) 分子式か? ( yes,no ) 原子量:Na=( ),Cl=( )
式量はいくらか。( ) 1molは何gか?( g) 1molは何gか?( g) 2molは何gか?( g) 58.5gは何molか?( mol)
585gは何molか?( mol) (10) 5.85gは何molか?( mol)
◎ C3 H8 について
物質名( ) 分子式か? ( yes,no ) 原子量:C=( ),H=( )
式量(分子量)はいくらか。( ) 1molは何gか?( g) 1molは何gか?( g) 2molは何gか?( g) 44gは何molか?( mol)
66gは何molか?( mol)(10) 8.8gは何molか?( mol)3?4 原子とモル
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・原子量にg単位をつけた重さを原子1molという ・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
炭素 C=12
よって炭素原子は12gが1mol。
6gが 5mol。
24gが2mol。
3molは36g。
1molは1.2 g。
酸素 O=16
酸素原子 1molは( )g。 2molは( )g。
4molは( )g。 10molは( )g。
1molは( )g。 5molは( )g。
酸素原子 8gは( )molである。
16gは( )molである。
4gは( )molである。
40gは( )molである。
O2 =32 酸素(分子)
酸素32gは酸素分子( )molである。
酸素32gは酸素原子( )molである。
酸素分子1molは( )gである。これは酸素原子( )mol
したがって酸素分子1mol中に酸素原子が( )molあることになる。
《復習》
1 次の各原子の原子記号と原子量を記せ。
水素( )( ) 炭素( )( )
窒素( )( ) 酸素( )( )
塩素( )( ) 鉄 ( )( )
ナトリウム( )( ) マグネシウム( )( )
2 次の物質の化学式と化学式量を記せ。
塩化水素 ( )( )
水酸化ナトリウム ( )( )
水酸化マグネシウム( )( )
塩化アンモニウム ( )( )
3?5 アボガドロ定数
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・1モルというのは個数でいえば6×1023個のことである。 ・
・ ・
・6×1023をアボガドロ数という。 ・
・ ・
・また単位をつけて6×1023 mol-1をアボガドロ定数という。・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
指数の計算
100=102 ,1000=103 ,10000000=107
70000=7×104 , 5×102 =( )
23 =2×2×2=8, 45 =4×4×4×4×4
102 ×104=( )=10( )
102 +104=( )
6×105×2=12×105 =1200000
100 102 1
・・・・ = ・・ = ・ =10-1
1000 103 10
106 ÷104 =106.4 =102
H2について
H2=2 2gが水素分子の1モル……これは水素分子6×1023個のこと 4gなら水素分子2×6×1023=12×1023=1.2 ×1024
1gなら
H2 の1gは水素分子( )mol
( )mol× 6×1023=( )
CO2 =44
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・ 分子が ・
・ 44g 1mol 6×1023個 ・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
◎H2Oについて
物質名( ) 原子量:H=( ),O=( )
分子量( ) 1molは( )g
1mol中にH2O分子は何個あるか。( )個。
9gは何molか。( )mol。
9gは分子何個か。( )個。
分子3×1023個は何molか。( )mol。
分子3×1023個は何gか。( )g。
◎O2 について
物質名( ) 原子量:O=( )
分子量( ) 1molは( )g 1mol中にO2 分子は何個あるか。( )個。 16gは分子( )mol。原子( )mol。 16gは分子何個か。( )個。 分子3×1023個は何molか。( )mol。 分子3×1023個は何gか。( )g。
1mol=( )個 1mol=( )個
2mol=( )個 5mol=( )個
3mol=( )個 10mol=( )個
6 物質量
6?1 次の文中の( )内に適当な語句または数値を入れよ。
原子量は,質量数( ア )の( イ )原子1個の質量を( ウ )と定め,これを基準とした原子1個の相対的な質量である。この基準元素( ウ )gの中には実際に( エ )個の原子が含まれている。この数を( オ )数という。
6?2 二酸化炭素について,次の問いに答えよ。
二酸化炭素2.2gは何molか。また,この体積は標準状態で何 か。
標準状態でで5.6 の二酸化炭素中には酸素原子は何個含まれるか。
二酸化炭素1分子の質量は何gか。
6?3 次の各問いに答えよ。
プロパンC3H8の分子0.2mol中には,炭素原子および水素原子はそれぞれ何mol含まれるか。
硫酸銅(?)・五水和物CuSO4・5H2Oの0.1molに含まれる酸素原子は何molか。
硫酸イオンを0.3mol含む硫酸アルミニウムAl2(SO4)3は何molか。
6?4 次のうち,酸素原子が最も多く含まれるものを選べ。
3.2gの酸素ガス 0 ,1atmで2.24 の酸素ガス
1.8gの水 0 ,1atmで1.12 のオゾン
0.2molの二酸化炭素 6.02×1022個の酸素ガス
0 ,1atmで2.24 の二酸化炭素
6?5 標準状態である気体の密度をはかったら1.16g/ であった。
この気体の分子量はいくらか。
この気体は次のどれか。
? CO ? NO ? CH4 ? C2H2 ? CH4O
6?6 次の( )内に適当な語句または数値を記せ。気体は標準状態で考えよ。 酸素分子1.5×1023個は( ) をしめる。
窒素8.4gと酸素6.4gの混合気体の分子数は( )個である。
水銀1cm3(密度13.6g/cm3)中には( )個の原子がある。
塩化水素0.2molは( )gであり,その体積は( ) である。
二酸化炭素1gの体積は二酸化硫黄1gの体積より( )い。
6?7 次に示す質量の気体について,標準状態での体積が最も小さいものと,最も大きいものはどれか。番号で答えよ。原子量:H=1.0,N=14,O=16,S=32 ? 水素 H2の1.0g ? 酸素 O2の8.0g ? 二酸化硫黄 SO2の6.4g ? 窒素 N2の5.6g ? アンモニア NH3の6.8g
6?7 最小のもの:? 最大のもの:?
6?8 次の記述のうち,アボガドロ数と一致しないものはどれか。2つ選び,番号で記せ。 ? 水素(気体)1g中の水素分子の数。 ? 1molのアンモニア中の窒素原子の数。 ? 1molのアルゴン(気体)中のアルゴン原子の数。 ? 1molのダイヤモンド中の炭素原子の数。 ? 0℃,1atmでの酸素(気体)11.2 中の酸素原子の数。 ? 1molの窒素(気体)中の窒素原子の数。 6?8 ? ?
6?9 次の問いに答えよ。 カルシウム1molに対してアルミニウム2molの割合の合金がある。この合金中 のカルシウムの重量百分率(%)はいくらか。次の中から最も近いものを選び, 番号で答えよ。原子量:Ca=40,Al=27 ? 2.5 ? 3.7 ? 28.7 ? 33.3 ? 42.6 ? 67.5 ? 74.0
ある金属元素Mの原子量は150である。この金属25gは酸素4gと化合して,酸 化物をつくる。この酸化物の式(組成式という)として正しいものはどれか。 番号で答えよ。原子量:O=16
? M2O ? MO ? M2O3 ? MO2 ? M2O5 ? MO3
6?9
?
6?10 次の問いに答えよ。答えは,最も近いものを選び,番号で答えよ。 ある金属の密度は0.97g/cm3で,1cm3中に2.54×1022個の同種の原子が存在している。この金属を構成する原子の原子量はいくらか。アボガドロ定数:6.02×1023mol-1 ? 6.9 ? 9.0 ? 23.0 ? 24.3 ? 27.0 ? 39.1
0℃,1atmで10?の気体の質量が19.7gであった。この気体の分子量はいくらか。
? 4.1 ? 28.1 ? 32.1 ? 38.1 ? 44.1 ? 64.1 3.0%の過酸化水素水100gが完全に分解したとき,発生する気体の体積は0℃, 1atmで何?になるか。原子量:H=1.0,O=16.0
? 0.11 ? 0.33 ? 0.55 ? 0.77 ? 0.99 ? 1.11
6?10
6?11 次の各問いに答えよ。原子量:H=1.0,C=12,O=16,Na=23,Ca=40
式量(分子量など)を計算せよ。 ? CH4 ? NaOH ? Ca(OH)2 ? Na2CO3・10H2O 二酸化炭素CO2の分子量は44である。 ? 二酸化炭素分子1molの質量はいくらか。
? 二酸化炭素分子2molの質量はいくらか。
? 二酸化炭素分子0.5molの質量はいくらか。
? 二酸化炭素の4.4gは二酸化炭素分子の何molか。
? 二酸化炭素2.2g中には二酸化炭素分子が何個存在するか。
? 二酸化炭素2.2gの体積は標準状態(0℃ 、1atm)で何? か。
? 二酸化炭素2.2g中には酸素分子が何mol存在するか。
? 二酸化炭素5.6? (標準状態)は何gか。
==?1
? 16 ? 40 ? 74 ? 286 ? 44g ? 88g ? 22g ? 0.1mol
? 3.0 1022 ? 1.12 ? 0 mol ? 11
6?12 次の問いに答えよ。原子量:H=1.0,C=12,N=14,O=16,Na=23,S=32 アンモニアNH3の22.1gは,0℃,1atmで何? になるか。また,このなかには 何個のアンモニア分子が含まれているか。 ブドウ糖C6H12O6の0.30molは何gか。また,この中には,炭素・水素・酸素 の各原子は何個ずつ含まれているか。 硫黄の結晶16g中の硫黄原子の数と同数の原子を含むナトリウムは何gか。ま た,同数の酸素原子を含む二酸化硫黄は何gか。
6?12 29 7.8×1023個 54 g C 1.1×1024個 H 2.2×1024 個 O 1.1×1024 個 Na 11.5 g SO2 16 g 6?13 次の問いに答えよ。原子量:O=16,S=32 100 の空気に二酸化硫黄が1.40 含まれている。この二酸化硫黄を含む空気 10.0 中には,何molの二酸化硫黄が含まれているか。ただし,気体の体積は標 準状態で測定するものとする。 ある気体の標準状態における10.0 の質量が12.5gであった。この気体の密度 (g/ )ど分子量を求めよ。
6?13
6.25×10-7 mol 密度: 1.25 g/ 分子量: 28.0
6 物質量
6?1
ア 12 イ 炭素 ウ 12 エ 6.02×1012 オ アボガドロ
6?2
0.05mol,1.12 3・01×1023個 7.3×10-23g
6?3
0.6mol,1.6mol 0.9mol 0.1mol
6?4
6?5
26 ?
6?6
5.6 3.0×1023 0.4×1023 7.3,4.48 大きい
6?7 最小のもの:? 最大のもの:?
6?8 ? ?
6?9 ? ?
6?10
? ? ? 6?11 ? 16 ? 40 ? 74 ? 286 ? 44g ? 88g ? 22g ? 0.1mol ? 3.0 1022 ? 1.12 ? 0 mol ? 11 6?12
29 ,7.8×1023個
54g,C:1.1×1024個,H:2.2×1024個,O: 1.1×1024個
Na:11.5g,SO2:16g
6?13
6.25×10-7mol 密度:1.25g/ ,分子量:28.0 目次