表中の空欄①から③⓪に当てはまる適切な数値を求める問題です。気体の体積は、0℃、1.013×10⁵ Paでの値とし、体積は有効数字3桁で答えます。

1. 問題の内容

表中の空欄①から③⓪に当てはまる適切な数値を求める問題です。気体の体積は、0℃、1.013×10⁵ Paでの値とし、体積は有効数字3桁で答えます。

2. 解き方の手順

まず、基本的な関係式を確認します。

* 物質量 (mol) = 質量 (g) / 分子量 (g/mol)

* 分子の数 = 物質量 (mol) × アボガドロ定数 (6.02 × 10²³)

* 標準状態における気体の体積 (L) = 物質量 (mol) × 22.4 L/mol

この関係式を使って、表の空欄を埋めていきます。

水素H₂:

① 分子量は2.0。

② 質量 = 物質量 × 分子量 = $2.5 \times 2.0 = 5.0$ g

③ 分子の数 = 物質量 × アボガドロ定数 = $2.5 \times 6.02 \times 10^{23} = 1.505 \times 10^{24} \approx 1.51 \times 10^{24}$ 個

酸素O₂:

⑤ 分子量は32。

⑥ 質量 = 物質量 × 分子量 = $0.50 \times 32 = 16$ g

⑦ 分子の数 = 物質量 × アボガドロ定数 = $0.50 \times 6.02 \times 10^{23} = 3.01 \times 10^{23}$ 個

⑧ 気体の体積 = 物質量 × 22.4 = $0.50 \times 22.4 = 11.2$ L

塩素Cl₂:

⑨ 分子量は71。

⑩ 物質量 = 気体の体積 / 22.4 = $22.4 / 22.4 = 1.0$ mol

⑪ 質量 = 物質量 × 分子量 = $1.0 \times 71 = 71$ g

⑫ 分子の数 = 物質量 × アボガドロ定数 = $1.0 \times 6.02 \times 10^{23} = 6.02 \times 10^{23}$ 個

アンモニアNH₃:

⑬ 分子量は17。

⑭ 物質量 = 気体の体積 / 22.4 = $4.48 / 22.4 = 0.20$ mol

⑮ 質量 = 物質量 × 分子量 = $0.20 \times 17 = 3.4$ g

⑯ 分子の数 = 物質量 × アボガドロ定数 = $0.20 \times 6.02 \times 10^{23} = 1.204 \times 10^{23} \approx 1.20 \times 10^{23}$ 個

二酸化硫黄SO₂:

⑰ 分子量は64。

⑱ 物質量 = 質量 / 分子量 = $0.64 / 64 = 0.010$ mol

⑲ 分子の数 = 物質量 × アボガドロ定数 = $0.010 \times 6.02 \times 10^{23} = 6.02 \times 10^{21}$ 個

⑳ 気体の体積 = 物質量 × 22.4 = $0.010 \times 22.4 = 0.224$ L

エタンC₂H₆:

⑳ 分子量は30。

(22) 物質量 = 質量 / 分子量 = $12 / 30 = 0.40$ mol

(23) 分子の数 = 物質量 × アボガドロ定数 = $0.40 \times 6.02 \times 10^{23} = 2.408 \times 10^{23} \approx 2.41 \times 10^{23}$ 個

(24) 気体の体積 = 物質量 × 22.4 = $0.40 \times 22.4 = 8.96$ L

エタノールC₂H₆O:

25 分子量は46。

26 物質量 = 分子の数 / アボガドロ定数 = $7.2 \times 10^{23} / (6.02 \times 10^{23}) \approx 1.20$ mol

27 質量 = 物質量 × 分子量 = $1.20 \times 46 = 55.2$ g

硫酸H₂SO₄:

28 分子量は98。

29 物質量 = 分子の数 / アボガドロ定数 = $3.0 \times 10^{22} / (6.02 \times 10^{23}) \approx 0.0498$ mol

30 質量 = 物質量 × 分子量 = $0.0498 \times 98 = 4.88$ g

3. 最終的な答え

① 2.0

② 5.0

③ 1.51×10²⁴

④ 22.4

⑤ 32

⑥ 16

⑦ 3.01×10²³

⑧ 11.2

⑨ 71

⑩ 1.0

⑪ 71

⑫ 6.02×10²³

⑬ 17

⑭ 0.20

⑮ 3.4

⑯ 1.20×10²³

⑰ 64

⑱ 0.010

⑲ 6.02×10²¹

⑳ 0.224

(21) 30

(22) 0.40

(23) 2.41×10²³

(24) 8.96

25 46

26 1.20

27 55.2

28 98

29 0.0498

30 4.88