物質量について

質問

大学受験問題です。よろしくお願いします。
問題は、物質量が最も多いものを選べです。
１－４省略
５．標準状態で11.2ｌのアンモニアガス中に含まれる水素原子の物質量、

という選択肢で、これが答えです。

私は、これは、0.5molだと思ったのですが、解答は1.5molでしたがこの解答内容が納得できません。

解答は、アンモニア分子の物質量は、0.5mol
アンモニア１分子中には３個の水素原子が含まれるので、0.5molのアンモニア中に含まれる水素原子の物質量は、1.5mol
とあります。

でも、なんとなくおかしいと思います。私は、水素は全部で、0.5mol。３分子だから、一分子は、0.5/3molといなると思うのですが。また、全体で、０．５molしかないにもかかわらず、水素が、1.5mol、窒素が0.5molならこれは全体で2molになりませんか
考え方のどこの過程が間違っているのかわかりません。
どなたかご存知の方、アドバイスをよろしくお願いいたします。

回答No.8

keydaimon · ベストアンサー

#3です。

ちょっと補足ですが、分子と原子についてです。

イメージそのものを覚えてもらいたいので、例えではなく、実際の例で説明しますね。

水素原子が6.02×10^23個あったとします。これは「水素原子1mol」です。しかし、水素原子が全てペアになって、「水素分子」を作ったとしたら、水素分子は、半分の3.01×10^23個しかできません。

ということで、「水素分子は0.5mol」になります。

基本的な考え方はこれです。

最後にチョコで言えば、チョコレート箱が２４個、つまり２ダースあった。しかし社長命令で2個をテープで留めてセットにして売るよう命じられたので、１２セットすなわち１ダース分しかなくなってしまった、ということです(笑)

お礼

keydaimonさま、度々の御回答ありがとうございました。今回のご説明で分子と原子、いまさらながらですが、理解できたような気がします。基本なのかもしれませんが、私にはまだまだ難しいです。またお聞きすることもあるかと思いますが、よろしくお願いいたします。ありがとうございました。

回答No.7

noname#62864

「分子」と「原子」の区別を明確にしなければなりません。
１個のアンモニア分子は、１個の窒素原子と３個の水素原子の、合計４原子からできています。
そのため、0.5mol、すなわち、アボガドロ数×0.5個のアンモニア分子に含まれている窒素原子の数は、0.5mol、すなわちアボガドロ数×0.5個であり、水素原子はその３倍である1.5mol、すなわち、アボガドロ数×1.5個ということになります。

釈然としないかもしれませんが、単原子分子でない限り、1molの分子に含まれる原子の数は2mol以上になります。アンモニアのように４個の原子からできている分子には4molの原子が含まれることになります。

No.3のご回答の例をまねて説明しますと、たとえば、チョコレート１個とキャンディーが３個入った包みが１ダースあったとします。この包みをアンモニア分子、チョコレートを窒素原子、キャンディーを水素原子と考えて下さい。
そうすると、1ダースの包み（すなわちアンモニア分子）をバラバラにする（すなわち原子に分ける）とすると、チョコレート（すなわち窒素原子）が1ダース、キャンディー（すなわち水素原子）が3ダースになるというのと似たような事です。

お礼

w-palaceさま、ご解答ありがとうございます。
#5の方の例でも今回のチョコレートの例でも個、とダースと単位をわけているので考えやすいのですが、この問題の場合、どちらもmolで話を進めているので理解がこんがらがってしまっているのだと思います。アンモニアの単位を一ダースと置き換えるとよいということですね。未だ理解があやふやな感がありますが、練習問題を解いて慣れていきたいと思います。ありがとうございます。

回答No.6

noname#33761

４です、補足です。
最後のほう「水素原子と窒素原子を区別しないで、一くくりにmolとして考えてしまっているので」は少し誤解を生じるかもしれないので、気にしないで下さい。

確かにそこに存在する原始の粒の数は2.0molになってしまいますが、その原子たちを最後にアンモニア分子としてまとめて考えるという事をしてないので、わからなかったんだと思います。
説明が下手ですみません。。

お礼

baliumaさま、早速のご解答ありがとうございました。先ほどの式は大変わかりやすかったです。私の考え方がおかしいのは、分子と原子を区別しないで考えていたのがだめだったのですね。書いていただいた式を1/2すると解答どおりになりました。

また再度フォローいただきありがとうございました。今は理解したつもりでもまた疑問に思うところがあるかもしれません。そのときはよろしくお願いいたします。

回答No.5

happy2bhardcore

1です。
説明が雑でした、すみません。

モルで理解し難いのでしたら、個数で考えてみてはどうでしょうか？
ＮＨ3というのはＮ1個につきＨ3個で構成されてるわけです。

ちょっと例が微妙になりますが勘弁してください。
人間が1人います。これを1モルとします。
人間1モルにつき目はその2倍、つまり2モル。同様に指は20モルのようになります。
ですから、もし人間1モルに対し、目や髪の毛が1モルしかないと・・・・
っていうことです。

お礼

happy2bhardcoreさま、度々のご解答ありがとうございました。例が確かに微妙です…。

回答No.4

noname#33761

標準状態で11.2lということは、その中には0.5molのアンモニア分子が存在していると言うことを意味しています。
そもそもアンモニア分子というのはNが1個、Hが3個くっついて[セットになったもの]なので、
アンモニア分子１mol＝水素原子３mol＋窒素原子１mol
となります。
したがってこの問題文では、上の式を1/2して
アンモニア分子0.5mol＝水素原子1.5mol＋窒素原子0.5mol
となり、水素原子は1.5molであるといえます。
質問者さんは、水素原子と窒素原子を区別しないで、一くくりにmolとして考えてしまっているので、分子を構成する物質の比などを用いて考えるといいと思います。

回答No.3

keydaimon

まずは正解から。

11.2lなので、0.5mol。つまり、「アンモニアは0.5mol」。これは正しいです。さて、水素「原子」は、１つのアンモニア「分子」の中に３つあります。
ということは、「水素原子は1.5mol」で正解です。

さて、それではどこがまちがっているかです。
水素は全部で、0.5mol。これが間違いです。

1molとは、１ダースのようなもので、6.02×10^23個集まって、初めて1molです。その際、「水素原子」が何モルなのか、それとも「水素分子」が何モルなのかは全然違います。

ということで、最後に列挙すると、
アンモニア：0.5mol
水素原子：1.5mol(0.5mol×3)
水素分子：0.75mol(1.5mol÷2)
窒素原子：0.5mol
窒素分子：0.25mol

ということです。おわかりいただけたでしょうか？

お礼

keydaimonさま、ご解答ありがとうございました。
細かくご説明いただいてよくわかりました・・・といいたいところですが、原子については納得できましたが、分子のところでひっかかってしまいました

アンモニア：0.5mol
水素原子：1.5mol(0.5mol×3)
水素分子：0.75mol(1.5mol÷2)
窒素原子：0.5mol
窒素分子：0.25mol
とありましたが、私の考えだと分子＝原子*2より
水素分子0.5mol*2
窒素分子0.5mol*2となってしまいました。
なんだか私の考えはやはりおかしいようです。

回答No.2

sittaka-kun

問題に「水素*原子*の物質量」とあるのですから分子は考慮しなくていいのではないでしょうか。

お礼

ありがとうございます。

回答No.1

happy2bhardcore

NH3 →N + 3H

となりますので、1.5molです