反応式(特別)

反応式

　下記のような、反応式の係数を求める問題が時々出題されます。

CH₆ + a O₂ = b CO₂ +　c H₂O

出題される問題としては、蒸気のa、b、cに入る数値を解答する問題です
　この問題は比較的容易で、出題パターンも似たようなものが多いため、得点源にしたい問題です。

例題と解説

この問題の良い点は反応式が掛ける必要がないところです。問題文にヒントが記載されています。例題を元に計算方法を解説します。

例題

a P₄ + b NaOH + c H₂O → d PH₃ + e NaH₂PO₂

のa、ｂ、c、d、eの係数を解答せよ。

解説
反応式の係数を解く問題は、少し時間がかかりますが、コツさえつかめば解答しやすい問題です。ポイントは各原子の数に注目して解答しましょう。
一番最初の原子はリン(P₄)です。生成物にはリン酸(PH₃)とリン酸ナトリウム(NaH₂PO₂)があります。この時重要なことは左辺の原子の数と右辺の原子の数は同じだということです。
左辺のリンの数と右辺のリン酸のリン原子の数が同じであることから4a = d + eとなります。
同じようにしてナトリウム、酸素、水素の原子について左辺と右辺の数が同じになるように式を作ります。
リン(P)：4a = d + e ・・・・①
ナトリウム(Na)：b = e ・・・・②
酸素(O)：b + c = 2e ・・・・③
水素(H)：b + 2c = 3d + 2e ・・・・④
④－③より c = 3d　この等式を満たす最小の整数はc=3、d=1
C=3を③に代入してb + 3 = 2eここで②を代入するとe + 3 = 2e → e = 3
e =3 より b = 3となります。
e = 3、d = 1を①に代入して a =1

また、この問題の最大の良い点は、問題文にある係数をすべて代入し、左辺と右辺が同じであれば正解のため、上記のような計算は必要ない点です。