この問題では、ダイヤモンド12g中に含まれる炭素原子の質量を求める方法について解説します。質問者が疑問に思っているのは、炭素原子一個の質量をどのように求め、また、1.0✖︎10^22個の炭素原子が何gになるのかを計算する方法です。さらに、なぜmolを使わないのかについても説明します。
(1)炭素原子一個の質量の求め方
まず、ダイヤモンド12gに含まれる炭素原子が6.0✖︎10^23個であることから、炭素原子一個の質量を求めることができます。
ダイヤモンドの質量12gと、そこに含まれる炭素原子数6.0✖︎10^23個を使って、炭素原子一個の質量は次の式で求めます。
炭素原子一個の質量 = ダイヤモンドの質量 ÷ 炭素原子の数 = 12g ÷ 6.0✖︎10^23個 = 2.0✖︎10^-23g
(2)1.0✖︎10^22個の炭素原子の質量
次に、1.0✖︎10^22個の炭素原子の質量を求めます。先ほど求めた炭素原子一個の質量(2.0✖︎10^-23g)を使って計算できます。
1.0✖︎10^22個の炭素原子の質量 = 1.0✖︎10^22個 ✖︎ 2.0✖︎10^-23g = 2.0g
なぜmolを使わないのか?
質問者がmolを使わない理由について疑問を持っている点も解説します。mol(モル)は、物質の量を示す単位であり、1molはアボガドロ数(6.022✖︎10^23個)の粒子を含みます。ここでは、すでにアボガドロ数に相当する炭素原子の数が与えられているため、molを使わずに直接的な質量の計算ができます。もしmolを使用すると、1molが何gに相当するかを考慮する必要があり、複雑になりますが、今回は直接的な計算が可能です。
まとめ
ダイヤモンド中の炭素原子の質量を求める際、アボガドロ数を使用せずに直接質量計算を行いました。炭素原子一個の質量は2.0✖︎10^-23gであり、1.0✖︎10^22個の炭素原子は2.0gに相当します。molを使わない理由は、すでに粒子数が与えられているため、直接的な計算が可能だからです。
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