化学変化と原子・分子の問題
アルミニウム の粉末を酸素 中で加熱すると、アルミニウムは酸素と結びついて酸化アルミニウムになる。酸化アルミニウムは、アルミニウム原子 個と酸素原子 個の割合で結びついた物質で、化学式は と表される。この化学変化を表す化学反応式は
と書ける。ここで は、できるだけ小さい正の整数とする。
アルミニウム原子 個が、十分な量の酸素とすべて反応して酸化アルミニウムになるとき、反応する酸素分子 は何個ですか。
この問題で使うもの
- 化学反応式の係数（説明と入口の問題）
- 化学反応式と分子の数（説明と入口の問題）
この問題を解けるようになるまで（3 技能）
読み込み中…
右端（太枠）がこの問題で使う技能です。左へドラッグすると、さらに前の前提をさかのぼれます。技能を押すと、そこまでの道筋が光ります。
一覧で見る（前提が先）
ヒント
行き詰まったら、上から順に 1 つずつ開いてください。
ヒント 1
化学変化の前後で原子の種類と数は変わらないことを使って、まず化学反応式の係数 を決めよう。
ヒント 2
酸素原子は左辺の に 個、右辺の に 個ふくまれる。 と の最小公倍数の 個にそろえてみよう。
ヒント 3
化学反応式は となる。アルミニウム原子と酸素分子は の比で反応することを使おう。
答えと解説
答えを見る
どこでつまずきましたか？（選ぶと、戻る場所を案内します）
解説を読む
化学変化の前後で、原子の種類と数は変わらない。このことを使って、化学反応式の係数を決める。
酸素原子の数をそろえる。 左辺の には酸素原子が 個、右辺の には酸素原子が 個ふくまれる。 と の最小公倍数は なので、酸素原子を 個にそろえると、 は 個、 は 個になる。よって , 。
アルミニウム原子の数をそろえる。 右辺の にはアルミニウム原子が 個ふくまれるので、左辺の も 個必要である。よって 。
化学反応式は
となる。確かめると、左辺は が 個、 が 個、右辺は が 個、 が 個で、両辺の原子の数が等しい。
酸素分子の数を求める。 化学反応式の係数から、アルミニウム原子 個と酸素分子 個が反応する。反応する数の比はいつも なので、アルミニウム原子 個と反応する酸素分子の数を 個とすると
よって、反応する酸素分子は 個である。
別解
化学反応式の係数を求める。左右で原子の数をそろえると、Al は 、O は である。 を最小の正の整数にして も整数にするには とする。このとき 、 となり、反応式は である。
この式から、Al 原子 4 個に対して O₂ 分子 3 個が反応する。Al 原子 12 個は 4 個の 3 倍なので、反応する O₂ 分子も 3 倍の 個となる。
検算: Al 原子 12 個と O₂ 9 個から Al₂O₃ が 6 個できる。Al は 個、O は 個で、O₂ 9 個の O 原子 個と一致する。