二酸化炭素の計算問題では、原子量、モル、アボガドロ定数、標準状態の体積を理解しておくことが重要です。ここでは順を追って問題を解く方法を解説します。
(1) 二酸化炭素0.50molの質量
CO2のモル質量は、C(12) + O(16)×2 = 44 g/mol です。0.50 molの質量は、0.50×44 = 22 g となります。
(2) 二酸化炭素88gの物質量
物質量n = 質量 / モル質量 = 88 ÷ 44 = 2 mol です。
(3) 1.5×10^22個のCO2分子の体積（標準状態）
標準状態で1 molの気体は22.4 Lです。まず物質量n = 1.5×10^22 ÷ 6.0×10^23 ≈ 0.025 mol。体積V = n×22.4 ≈ 0.025×22.4 ≈ 0.56 L となります。
(4) 標準状態で5.6 Lの中のCO2分子の個数
物質量n = 5.6 ÷ 22.4 = 0.25 mol。分子数N = n × アボガドロ定数 ≈ 0.25 × 6.0×10^23 ≈ 1.5×10^23個です。
(5) 標準状態で5.6 Lの中の酸素原子の個数
CO2は1分子に酸素原子が2個含まれます。分子数は1.5×10^23個なので、酸素原子数 = 1.5×10^23 × 2 = 3.0×10^23個です。
まとめ
二酸化炭素の質量、物質量、分子数、体積の計算は、モル概念とアボガドロ定数、標準状態の体積を正しく使うことで解けます。ステップごとに整理して計算することが、問題をスムーズに解くポイントです。
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