化学反応式に基づく計算で、H2が燃焼して生成するH2Oの質量を求める問題があります。特に、物質量を計算する際の式の立て方や係数の取り扱いに関して混乱が生じることが多いです。本記事では、H2が0.40g燃焼する際に生成するH2Oの質量を計算し、その過程で注意すべきポイントを解説します。
化学反応式を理解しよう
まず、H2の燃焼反応式を確認します。水素（H2）が酸素（O2）と反応して水（H2O）を生成する反応式は以下のようになります。
2H2 + O2 → 2H2O
この反応式からわかることは、水素2モルが酸素1モルと反応して水2モルを生成するということです。このように、反応式の係数は物質量の比を示しており、正しい計算を行うためには、これらの係数を適切に使用する必要があります。
物質量の計算方法
問題で求められているのは、H2が0.40g燃焼する際に生成するH2Oの質量です。これを求めるためには、まず水素のモル数を計算します。
水素のモル質量は2g/molなので、0.40gの水素は0.40/2 = 0.20モルです。
なぜ0.4/4ではないのか
質問の中で「0.4/4はなぜ間違いなのか？」という疑問がありましたが、これは反応式の係数を適切に解釈していないためです。反応式の係数は、物質のモル数の比を示しており、1モルのH2が水2モルに変わるということです。
もし0.4gのH2に対して「0.4/4」を使うと、H2の質量に関して誤った比率を適用することになり、計算結果が間違ってしまいます。係数「2」は、モル数に基づく比であり、質量に直接関わるのはモル質量であることを理解しておくことが重要です。
H2Oの質量計算
次に、生成されるH2Oの質量を計算します。水のモル質量は18g/molです。反応式からわかるように、0.20モルのH2から生成される水は0.20モルのH2Oです。
したがって、生成される水の質量は0.20モル × 18g/mol = 3.6gです。これがH2が0.40g燃焼したときに生成するH2Oの質量です。
まとめ：化学反応式と物質量の取り扱い
H2が燃焼して生成するH2Oの質量を求める際には、化学反応式に基づく係数の比を正しく解釈し、物質量を計算することが重要です。今回の問題では、0.40gのH2から生成するH2Oの質量は3.6gであり、0.4/4という誤った式の使用は間違いであることがわかります。正しい計算手順に従って問題を解くことが、化学反応に関する正確な理解を深める鍵となります。
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