２　化学反応式か

【化学変化を粒子で考える】

例）水H2Oを分解すると水素H2と酸素O2になる。
 
 

このままでは何かがおかしい。何がおかしいのか考えてみよう。

　　　（ヒント：原子の性質の1つ「原子は新しくできたり，消滅したりしない」）

　　分解する前と後でO原子の数が合っていない。
 
 

では，どうすればいいか考えよう。

（ヒント：水分子を2つにしてみる。そのとき，水素分子と酸素分素を何個にするか。）
 

H原子4つ，O原子2つになるので，H2分子2つ，O2分子１つにすればよい。

　★　数が合わないときは，最も複雑な化学式（原子の種類，数が多いもの）の物質を2つにしてみるとよい。

結果的に，水分子2個から水素分子2個と酸素分子1個ができることがわかる。
 

例題　次の化学変化を，例にならって図示せよ。

例）水素H2と酸素O2が化合すると，水H2Oになる。

  
 

　ヒント　次の手順でやってみる

①　反応前の物質と反応後の物質を「→」で結ぶ。「→」は「反応（分解や化合）する」の意味になる。

　　　　　　②　「→」の左右で原子の数が合うように，それぞれの物質の数を考える。

　　　　　　　　　最も複雑なもの（原子の種類，数が多いもの）を2つにして他の物質の数を考えるとよい。

 

(1)　炭素CとO2が化合すると二酸化炭素CO2になる。
 

 (2)　水素H2と窒素N2が化合するとアンモニアNH3になる。
 

 (3)　酸化銀Ag２Oが分解すると銀Agと酸素O2になる。 
 

【化学反応式】

　これまでに化学反応を粒子で図示することで表してきた。これを化学式で表してみよう。

 

例）水H2Oを電気分解すると酸素O2と水素H2になる。

（→の左側と右側で原子の数が同じでなければならない。この場合，H2Oを2つにするとうまくいった。）

 
 

このように，化学反応を化学式と係数で表した式を〔　化学反応式　〕という。化学反応式では，物質の変化のみを示す。「電気分解」などは示さない。

 

化学反応式の作り方

　粒子で図示したときと同じやり方でできる。

①　反応前の物質の化学式と反応後の物質化学式を「→」で結ぶ。「→」は「反応（分解や化合）する」の意味になる。

②　「→」の左右で原子の数が合うように，それぞれの物質の数を考える。最も複雑なもの（原子の種類，数が多いもの）を2つにして他の物質の数を考えるとよい。

③　2つや3つにした物質の化学式は，係数を使って表す。　例）H2Oが2つなら，2H2O

　　(係数をつけたとき，反応式全体で係数が約分できるときは約分する。)

 

例）一酸化炭素COが酸素O2と反応すると二酸化炭素CO2になる。

 

①　　CO　＋ O2　→　CO2　（左C＝１，O＝3　右C=1，O＝２）

 

②　CO2を2つにしてみる。

CO　＋ O2　→　CO2

CO　　　　　 　CO2　　（左C＝2，O＝4　右C=2，O＝4）

 

　③　2CO2　＋　O2　→　2CO2

 

例題　次の化学反応を化学反応式で表せ。

ヒント　次の手順で考える

①　反応前の物質の化学式と反応後の物質化学式を「→」で結ぶ。

②　最も複雑なもの（原子の種類，数が多いもの）を2つにして他の物質の数を考えてみる。

③　2つや3つにした物質の化学式は，係数を使って表す。

 

(1)　過酸化水素H2O2を分解すると，水H2Oと酸素O2になる。

　　①　H2O2　→　H2O　＋　O2

②　H2O2を2つにしてみる　　　　　H2O2　→　H2O　＋　O2

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 H2O2　　　H2O

③　2H2O2　→　2H2O　＋　O2　…　(答)

 

(2)　窒素N2と水素H2が反応するとアンモニアNH3になる。

　　①　N2　＋　H2　→　NH3

②　NH3を2つにしてみる　　N2　＋　H2　→　NH3

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　H2　　　NH3

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　H2

③　N2　＋　3H2　→　2NH3　…　(答)

 

(3)　 鉄Feが酸素O2と反応すると酸化鉄Fe2O3になる。

　　①　Fe　＋　O2　→　Fe2O3

②　Fe2O3を2つにしてみる　Fe　＋　O2　→　Fe2O3

　　　　　　　　　　　　　　　 Fe　　　O2　　　Fe2O3

　　　　　　　　　　　　　　　 Fe　　　O2

　　　　　　　　　　　　　　　 Fe

③　4Fe　＋　3O2　→　2Fe2O3　　…　(答)

 

(4)　銅Cuと硫黄Sが化合すると硫化銅CuSになる。

　①　Cu　＋　S　→　CuS　　…　(答)

　　　この時点でCuとSの数が左右であっている。

 

(5)　亜鉛Znと塩酸HClが反応すると，水素H2と塩化亜鉛ZnCl2になる。

　①　Zn　＋ HCl　→　H2　＋ ZnCl2

②　ZnCl2を2つにしてみる　Zn　＋ HCl　→　H2　＋ ZnCl2

Zn　　 HCl　　　H2　　 ZnCl2

　　　　　　　　　　　　　　　　　　HCl　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　HCl　　

　（ZnとClの数を合わせてからHの数を合わせる）

 

③　2Zn　＋　4HCl　→　2H2　＋　2ZnCl2　（係数が約分できる）

　　　Zn　＋ 2HCl　→　H2　＋ ZnCl2　…　（答）

（この場合，ZnCl2を1つのままで考えればよかった）

 

(6)　 プロパンC3H8と酸素O2が反応すると，二酸化炭素CO2と水H2Oになる。

　①　C3H8　＋　O2　→　CO2　＋　H2O

　②　C3H8を2つにしてみる　 C3H8　＋　O2　→　CO2　＋　H2O

　　　　　　　　　　　　　　 C3H8　　　10個　　　6個　　　8個

            （CとHの数を合わせてからOの数を合わせる）

③　C3H8　＋　5O2　→　3CO2　＋　4H2O　…　（答）