問2 次の表は0 ℃，1．0 × 105 Pa における16 g のメタンCH4…
物質量と化学反応式について，問1 ～問4 に答えよ。
問2 次の表は0 ℃，1．0 × 105 Pa における16 g のメタンCH4 と32 g の酸素O2 それぞれの分 子の個数，気体の体積，物質量をまとめたものである。表中のＡ～Ｃに当てはまる数値の組 合せとして正しいものはどれか。下の1 ～5 のうちから一つ選べ。ただし，原子量は H = 1．0，C = 12，O = 16 とし，アボガドロ定数は6．0 × 1023 /mol とする。
| メタンCH4 | 酸素O2 | |
|---|---|---|
| 質量（g） | 16 | 32 |
| 分子の個数（個） | 6．0 × 1023 | Ａ |
| 気体の体積（L） | Ｂ | 22．4 |
| 物質量（mol） | Ｃ | 1．0 |
- 1 Ａ：6．0 × 1023 Ｂ：11．2 Ｃ：1．0Ａは正しいのですが、1molの気体の体積は11.2Lではなく22.4Lです。
- 2 Ａ：6．0 × 1023 Ｂ：22．4 Ｃ：1．0どちらも1.0molなので、分子は6.0×10の23乗個、体積は22.4L、物質量は1.0molです。
- 3 Ａ：1．2 × 1024 Ｂ：22．4 Ｃ：1．0Ａが誤りです。1.0molの分子の個数はアボガドロ定数と同じ6.0×10の23乗個です。
- 4 Ａ：6．0 × 1023 Ｂ：22．4 Ｃ：0．50Ｃが誤りです。32gの酸素は32÷32＝1.0molであって0.50molではありません。
- 5 Ａ：1．2 × 1024 Ｂ：11．2 Ｃ：0．50三つとも誤りです。どちらの気体も1.0molで、体積は22.4Lになります。
解説
正解は2です。まず物質量を求めます。メタンCH4の分子量は12＋1.0×4＝16なので、16gは16÷16＝1.0molです。酸素O2の分子量は16×2＝32なので、32gも32÷32＝1.0molです。どちらも1.0molですから、分子の個数はアボガドロ定数と同じ6.0×10の23乗個になり、Ａはこの値です。また0℃、1.0×10の5乗Paでは気体1molの体積は22.4Lなので、Ｂは22.4です。Ｃは物質量そのもので1.0molとなります。
出典：文部科学省ホームページ（https://www.mext.go.jp/a_menu/koutou/shiken/kakomon/1411255_00011.htm）を加工して作成