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化学反応式について
先日、授業でやった化学反応式の「右辺と左辺の原子の数と種類が等しくなるように書き表す」というのがよくわかりません。 N2＋H2→NH3を書き直すとします。 モデルを使って、Nが1個あまるから加えて、Hが足りないから・・・・・・・・・。 こんな具合でとても時間がかかり、それによく間違えてしまします。 学校の先生はどんな式でも、一目みただけで書き直せるので、簡単に直す方法があるってことですよね？ 図を使わずに、早く解くにはどのような方法があるのでしょうか？
- jblbasketball
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- 化学
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未定係数法という連立方程式を使った方法が確実ですが、その方法は時間がかかるので目算で行う方法を書きます。コツは、化学反応式の中で出てくる回数の少ない原子から順に合わせていくことです。これを間違うと苦労します。 ★N2 + H2 → NH3 この場合、NもHも２回ずつ出ているので、どちらから合わせてもかまいません。Hから合わせるなら左辺が2個、右辺が3個ですから左辺を3倍、右辺を2倍して、6にそろえればよいのです。この場合、Nのほうは同時に合っています。 Nから合わせる場合は、まずNH3に係数2がついて、それでHが6個になるので左辺のH2に係数3をつけます。 N2 + 3H2 → 2NH3 ★CH4 + O2 → CO2 + H2O この場合は、CとHは２回、Oは3回出ています。この場合、決してOから合わせてはいけません。Cはもう合っていますから、最初に合わせるのはHです。Hは左辺が4個、右辺が2個ですから、H2Oに係数2をつければよいことがわかります。ここで右辺のOを数えると4個なので、左辺のO2に係数2をつけてあわせます。 CH4 + O2 → CO2 + H2O ★C2H6 + O2 → CO2 + H2O この場合は、CとHは２回、Oは3回出ています。この場合も、決してOから合わせてはいけません。Cは左辺1個、右辺2個ですから、右辺のCO2に係数2をつけます。つぎにHですが、左辺が6個、右辺が2個なので、H2Oに係数3をつけます。ここで右辺のOを数えると7個です。左辺のO2に係数をつけた場合、奇数にならないので困ります。この場合、とりあえず7/2と分数で係数をつけます。そして、４か所すべての係数を２倍して整数にします。 2C2H6 + 7O2 → 4CO2 + 6H2O このように、出てくる回数の少ない原子から順に合わせることを守れば、たいていの化学反応式は容易に合わせることができます。
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#4です。 ＞N2＋xH2→yNH3でなく、xN2＋H2→ｙNH3のようにxとyのおくところは、どこでもいいのですか？ どこでもいいと思いますよ。 こうでなければいけないということはありません。 色々なケースがあって、むしろ例示されているような見ただけで答えがわかるようなケースのほうが少ないと思いますので、臨機応変にされたら良いと思います。 （なるべくxやyが変な分数にならないように） 要は、たくさん問題をこなしてjblbasketballさんなりの解法のパターンを確立されたら良いと思います。 頑張ってくださいね。
お礼
ありがとうございます。 自分なりの解法を確立できるように頑張って行きたいと思います。
普通に基本どおりだと思いますよ。 どこが違うかといえば経験ではないでしょうか？ 反応式なんてよく出てくるものはそんなに多くはありません。 さらに，周期表で縦に並んでいる物は入れ替えてもＯＫな 場合が多いです。 学校の先生みたいに毎日化学を教えていたら授業で出てくる くらいの反応式はすべて頭の中じゃないかな？ そのうち分かるようになると思います。
お礼
周期表の縦列を入れ替えてもいいとは知りませんでした。参考になりました。
- k_a_z_u_n_o_r_i
- ベストアンサー率44% (4/9)
N2＋H2→NH3はaN2＋bH2→cNH3となるはずですよね。この式の左辺と右辺のそれぞれの文字(N,H)のに注目します。 すると、左辺にはNが2*a個、右辺にはNがc個あることになります。Nについて左辺と右辺で数が合うように方程式をたてると、 2a=c...(1) となります。同様にHについて考えると、 2b=3c...(2) となります。この二つの式から、a:b:cの比が求まります。それをaN2＋bH2→cNH3に入れると完成です。 つまり、(1)式から、a:c=1:2であることがわかります。 (2)式からはb:c=3:2であることがわかるので、a:b:c=1:3:2となります。 よって、N2＋3H2→2NH3となります。 わかりにくい説明ですみません。
お礼
ぬ～む・・・比を使ったやり方は少し難しいですね。 でも、がんばって使っていきたいと思います。説明ありがとうございました。
- Ichitsubo
- ベストアンサー率35% (479/1351)
先生は高校の授業で出てくる式は覚えてしまってる可能性もありますね。 さて、化学反応式の係数あわせには２つの方法があります。 １つ目は目算法です。N2 ＋ H2 → NH3の例で説明します。 (1)どれか一つの原子に着目します。まずNに注目しましょう。 N2 ＋ H2 → NH3 NはN2に２、NH3に１、NH3を２倍する。 N2 ＋ H2 → 2NH3 (2)(1)であわせた原子以外の原子に注目します。Hに注目しましょう。 N2 ＋ H2 → 2NH3 HはH2に２，2NH3に６，H2を３倍する。 N2 ＋ 3H2 → 2NH3 場合によっては繰りかえし行って完成です。 目算法は「慣れる」ことで非常に素早くできます。しかし、複雑な化合物では避けた方がよいことがあります。 ２つ目の方法が複雑な化合物に適した、未定係数法です。 (1)化合物の係数をそれぞれa,b,c……とおいて連立方程式を作ります。 aN2 ＋ bH2 → cNH3 Ｎ原子：2a=c Ｈ原子：2b=3c (2)a,b,c……のどれか一つを=1とします。a=1がおおいですね。 a=1とおくと 2*1=c 2b=3c (3)方程式を解きます。ここで公約数があれば割っておき、分数であれば整数にするために何倍かしておきましょう。 a=1,b=3,c=2 これには公約数も分数もないのでこのままで答えです。最初の式に代入して N2 ＋ 3H2 → 2NH3 です。
お礼
解説ありがとうございます。 複雑な式はまだ出てこないのですが、とても使えそうなので覚えて使えるようにしたいとおもいます。
簡単な数学（２元連立方程式）の問題です。 N2＋xH2→yNH3 とおいて、 Nに着目すると、 2=y・・・(1) Hに着目すると、 2x=3y・・・(2) (1)と(2)を解いて y=2、x=3 よって、 N2+3H2→2NH3 いかがですか？
お礼
なるほど！！連立方程式を使う手もあったのですね。 参考になったのですが、N2＋xH2→yNH3でなく、xN2＋H2→ｙNH3のようにxとyのおくところは、どこでもいいのですか？
- z-knight
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こんにちは 化学は必修授業でやった程度ですが… 基本通りにやればいいと思います。時間が掛かるのは慣れていないからであり、書き換えた後にきちんと左辺と右辺の原子の数を確認するように気をつければ、間違いも減ってくると思います。 学校の先生が簡単そうにやっているのは所謂「慣れ」だと思います。そもそも学校の授業でやるレベルは専門の人から見ればそれほど難しいわけではないだろうし、パターン自体も限られているのでしょう。 基本をしっかり覚えて焦らずゆっくり問題をこなしていけば身に付くと思います。
お礼
やっぱり解き方だけじゃなくて、慣れもだいじですね。回答ありがとうございました。
- ats_ats
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こんにちは、 最小公倍数と比を使えばすぐでしょ。 Ｎ2+Ｈ2→ＮＨ3ならば(あまりいい例ではないですが・・・) 右辺ＮとＨは1:3です。 で左辺を考えればＮ2:Ｈ2=1:3にすればいいのですから Ｎ2+３Ｈ2→２ＮＨ3 となりますね。 わかりました?
お礼
Ｎ2:Ｈ2=1:3まではわかりました。 Ｎ2:Ｈ2=1:3をＮ2+３Ｈ2→２ＮＨ３するところがよくわかりません。申し訳ありませんが、その間のところも解説していただけませんか？
お礼
いろんなパターンで説明していただきありがとうございます。とても参考になりました。