質量と化学式について問題です。(中高レベル)

質問

マークシート方式の試験過去問題なのですが、解き方がわからないため、
この場で皆様の方の力をお借りしたいと思い投稿させて頂きますm(__)m

※問題文はうろ覚えなので一言一句まで正確という訳ではありません。

問題文：水素と炭素から成る気体（分子？）がある。それは11gである。
うち炭素は9gであり水素は2gとなっている。ここで炭素の質量が水素の
12倍とすると、当該気体（分子？）を表す化学式はどれか。（問題文終わり）

回答の選択肢については失念してしまいました。
そのため正答というよりは、正答を導くための思考法といったものを
ご教授して下さりますと、幸いです。

それでは、よろしくお願いを申し上げますm(__)m

回答No.1

NiPdPt · ベストアンサー

「炭素の質量が水素の12倍とする」という条件から、原子数の割合は、9/12:2とうことになります。
これをできるだけ単純な整数比に直せばそれがその分子の「組成式（実験式）」になります。実際の分子式はその構成元素のそれぞれを整数倍したものということになります。
すなわち、9/12:2＝3:8となり、組成式（実験式）はC3H8ということになります。この結果から分子式はC3H8、C6H16、C9H24・・・といろいろ考えられなくもないですが、炭素の価数を考えればC3H8以外は不可能です。したがって、その場合であればC3H8＝プロパンということになります。

炭化水素のなかで水素の割合がもっとも大きいのはアルカンでその分子式はCnH(2n+2)で表されます。C6H16などではそれよりもHの割合が大きいので、あり得ない分子式ということになります。
一般的には分子式を来舞えるためのヒントが問題に含まれていて、組成式から分子式を決められるようになっています。

お礼

この度は早速にご回答を下さりまして、誠にありがとうございました。

本問の回答はやはりC3H8となるのですね。

必要充分かつ簡潔な分かりやすい説明で、すっかりと腑に落ちました。
素晴らしい回答者様で、とても感謝しております。

またの機会がございましたら、何卒よろしくお願い申し上げますm(__)m