水素と酸素から水ができるとき、残る物質の質量を計算する方法

水素と酸素を反応させて水（H₂O）を作る化学反応において、反応後に残る物質の質量を求める問題です。水素と酸素の質量が与えられた場合、どのようにして残りの物質を計算するのかを解説します。

反応式と質量比を理解する

水素と酸素が反応して水を生成する反応式は次の通りです。

2H₂ + O₂ → 2H₂O

この反応からわかるように、2モルの水素（H₂）が1モルの酸素（O₂）と反応して2モルの水（H₂O）を作ります。反応に使われる水素と酸素の質量比を理解することが重要です。

水素のモル質量は約2.0g/mol、酸素のモル質量は約32.0g/molです。問題に与えられた水素4.0gと酸素32.0gを反応させる場合、どちらが完全に反応するかを判断する必要があります。

水素4.0gの場合、4.0g ÷ 2.0g/mol = 2モルの水素が存在します。一方、酸素32.0gの場合、32.0g ÷ 32.0g/mol = 1モルの酸素が存在します。反応式に基づいて、水素2モルと酸素1モルが反応するため、酸素が1モル全て消費されると予測されます。

酸素1モルと水素2モルが反応して、2モルの水が生成されます。水のモル質量は18.0g/molですから、生成される水の質量は、2モル × 18.0g/mol = 36.0gとなります。

したがって、反応後に残る物質はありません。すべての水素と酸素は水に変わり、残る物質は0gです。

水素4.0gと酸素32.0gを反応させると、反応後には水36.0gが生成され、残る物質はありません。この問題を解くためには、化学反応式に基づいて反応に使われる物質の質量比を計算し、残る物質を求めることが重要です。