分子に含まれる原子の個数を求める問題の解き方

目次

はじめに

【プロ講師解説】このページでは『分子に含まれる原子の個数を求める問題の解き方』について解説しています。


酸・塩基反応に関する化学反応式

問題

水分子(H2O)2.0molに含まれる水素原子(H)・酸素原子(O)の数をそれぞれ求めよ。

  • 今回の問題は次の3STEPを用いて解いていく。

●STEP1
分子の個数を求める。
●STEP2
分子1個に各原子が何個含まれるかを考える。
●STEP3
STEP1で求めた分子の個数に、分子1個に含まれる各原子の数をかける。

STEP
分子の個数を求める。

まずは、分子(今回はH2O)の個数を求めていく。

\[ \mathrm{2.0(mol) × 6.0×10^{ 23 }(個/mol) = 1.2×10^{ 24 }(個)} \]

molにアボガドロ定数6.0×1023(個/mol)をかければ個数を求めることができる。

参考:【モル計算】単位を駆使!物質量molが絡む問題の解法(原子量・体積・アボガドロ数など)

STEP
分子1個に各原子が何個含まれるかを考える。

今回は、水分子(H2O)1個に含まれるH原子とO原子の数を考える。

\[ \begin{align}&\mathrm{【H原子】} \\
&\mathrm{H_{ 2 }O1分子に2個} \\
&\mathrm{【O原子】} \\
&\mathrm{H_{ 2 }O1分子に1個} \end{align}\]

H2Oという分子式を見ればわかるように、H2O1個の中にはH原子が2個、O原子が1個存在している。

STEP
STEP1で求めた分子の個数に、分子1個に含まれる各原子の数をかける。

最後に、STEP1で求めた分子の個数に、分子1個に含まれる各原子の数をかけていく。

\[ \begin{align}&\mathrm{【H原子】} \\
&1.2×10^{ 24 }(個) × 2 = 2.4×10^{ 24 }(個)\\
&\mathrm{【O原子】} \\
&1.2×10^{ 24 }(個) × 1 = 1.2×10^{ 24 }(個)\end{align} \]


演習問題

問1

CO20.30molに含まれるO原子の数を求めよ。

解答/解説:タップで表示

解答:3.6×1023

STEP
分子の個数を求める

まずは、分子(今回はCO2)の個数を求めていく。

\[ \mathrm{0.30(mol) × 6.0×10^{23}(個/mol) = 1.8×10^{23}(個)} \]

molにアボガドロ定数6.0×1023(個/mol)をかければ個数を求めることができる。

参考:【モル計算】単位を駆使!物質量molが絡む問題の解法(原子量・体積・アボガドロ数など)

STEP
分子1個に各原子が何個含まれるかを考える

今回は、水分子(H2O)1個に含まれるH原子とO原子の数を考える。

\[ \mathrm{CO_{2}1個の中にO原子は2個存在する} \]

CO2という分子式を見ればわかるように、CO21個の中にはO原子が2個存在している。

STEP
STEP1で求めた分子の個数に、分子1個に含まれる各原子の数をかける

最後に、STEP1で求めた分子の個数に、分子1個に含まれる各原子の数をかけていく。

\[ 1.8×10^{23}(個) × 2 = 3.6×10^{23}(個) \]

問2

CH41.0molに含まれるH原子の数を求めよ。

解答/解説:タップで表示

解答:2.4×1024

STEP
分子の個数を求める

まずは、分子(今回はCH4)の個数を求めていく。

\[ \mathrm{1.0(mol) × 6.0×10^{23}(個/mol) = 6.0×10^{23}(個)} \]

molにアボガドロ定数6.0×1023(個/mol)をかければ個数を求めることができる。

参考:【モル計算】単位を駆使!物質量molが絡む問題の解法(原子量・体積・アボガドロ数など)

STEP
分子1個に各原子が何個含まれるかを考える

今回は、メタン分子(CH4)1個に含まれるH原子とO原子の数を考える。

\[ \mathrm{CH_{4}1個の中にH原子は4個存在する} \]

CH4という分子式を見ればわかるように、CH41個の中にはH原子が4個存在している。

STEP
STEP1で求めた分子の個数に、分子1個に含まれる各原子の数をかける

最後に、STEP1で求めた分子の個数に、分子1個に含まれる各原子の数をかけていく。

\[ 6.0×10^{23}(個) × 4 = 2.4×10^{24}(個) \]

問3

CH3COOH0.50molに含まれるH原子の数を求めよ。

解答/解説:タップで表示

解答:1.2×1024

STEP
分子の個数を求める

まずは、分子(今回はCH3COOH)の個数を求めていく。

\[ \mathrm{0.50(mol) × 6.0×10^{23}(個/mol) = 3.0×10^{23}(個)} \]

molにアボガドロ定数6.0×1023(個/mol)をかければ個数を求めることができる。

参考:【モル計算】単位を駆使!物質量molが絡む問題の解法(原子量・体積・アボガドロ数など)

STEP
分子1個に各原子が何個含まれるかを考える

今回は、メタン分子(CH3COOH)1個に含まれるH原子とO原子の数を考える。

\[ \mathrm{CH_{3}COOH1個の中にH原子は4個存在する} \]

CH3COOHという分子式を見ればわかるように、CH3COOH1個の中にはH原子が4個存在している。

STEP
STEP1で求めた分子の個数に、分子1個に含まれる各原子の数をかける

最後に、STEP1で求めた分子の個数に、分子1個に含まれる各原子の数をかけていく。

\[ 3.0×10^{23}(個) × 4 = 1.2×10^{24}(個) \]

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著者情報

元講師、薬剤師、イラストレーター
数百名の中高生向け指導経験あり(過去生徒合格実績:東工大・東北大・筑波大・千葉大・岡山大・早稲田大・慶應義塾大・東京理科大・上智大・明治大など)。
2014年よりwebメディア『化学のグルメ』を運営
公式オンラインストアで販売中の理論化学ドリルシリーズ・有機化学ドリル等を執筆
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