seegongsik
中学3年生 (14-15歳)

中3 定比例の法則 わかりやすく

Law of Definite Proportions

川からくんだ水でも、実験室で水素を燃やしてできた水でも、水にふくまれる水素と酸素の質量の比はいつも1 : 8です。化合物をつくる元素の質量の比がいつも一定であるというこの事実を、定比例の法則といいます。 銅を加熱して酸化銅をつくるときも、銅と酸素はいつも4 : 1の質量の比で結びつきます。銅原子と酸素原子が1 : 1で結びつき、銅原子が酸素原子の4倍の質量をもつからです。 図で酸素を4 gにしたまま銅の量を変えると、比に合う分だけが酸化銅になり、多すぎる方は反応できずに残ります。 そのため、この法則を知っていれば、どの物質がどれだけ残るかも計算できます。

化合物はいつも同じ比で結びつく

🧩 変わらないレシピ
①水の分子は、いつも水素原子2個と酸素原子1個でできている
②だから、どこで得た水でも、水素と酸素の質量の比は1 : 8で同じである
③プルーストがいろいろな場所の化合物を分析して、この法則をはじめて明らかにした
④図では酸素を4 gに決めておき、銅の量だけを変える
16 g

余った物質はどうなるか

🔍 比をこえた分は残る
①銅16 g + 酸素4 g → 酸化銅20 g。比がちょうど合い、何も残らない
②銅24 g + 酸素4 g → 酸化銅20 g、銅8 gが残る
③銅8 g + 酸素4 g → 酸化銅10 g、酸素2 gが残る
④反応した質量の和は、いつもできた酸化銅の質量と等しい（質量保存）

まとめ

定比例の法則
化合物をつくる元素の質量の比は、いつも一定である
例：酸化銅 CuO では、銅 : 酸素 = 4 : 1（質量の比）
水の成分の比
H₂O → 水素 : 酸素 = 1 : 8（質量の比）
水素1 gと酸素8 gが反応すると、水9 gができる
🎯 テストでよく問われること
①定比例の法則：化合物をつくる元素の質量の比はいつも一定である
②水 H₂O：水素 : 酸素 = 1 : 8
③酸化銅 CuO：銅 : 酸素 = 4 : 1
④比より多く入れた物質は、反応できずに残る
⑤銅の質量と酸化銅の質量のグラフは原点を通る直線で、酸素がなくなると折れて水平になる

例題と単元テスト

例題 1
酸化銅では、銅と酸素はいつも4 : 1の質量の比で結びつく。銅16 gをすべて反応させるのに必要な酸素は何gか。また、できる酸化銅は何gか。
1
銅 : 酸素 = 4 : 1 なので、必要な酸素は 16 ÷ 4 = 4 g である。
2
質量保存の法則より、できる酸化銅は 16 g + 4 g = 20 g である。
▸ 酸素4 gが必要で、酸化銅20 gができる
銅を32 gにふやすと酸素も8 g必要になり、酸化銅は40 gになる。比はそのままである。
例題 2
銅24 gと酸素4 gを反応させた。酸化銅は何gでき、どの物質が何g残るか。（銅 : 酸素 = 4 : 1）
1
酸素4 gと反応できる銅は 4 × 4 = 16 g なので、酸化銅は 16 + 4 = 20 g できる。
2
入れた銅24 gのうち16 gだけが反応するので、銅 24 − 16 = 8 g が残る。
▸ 酸化銅20 gができ、銅8 gが残る
残る物質を見つけるには、2つの物質のうち比より足りない方がどちらかをまず確かめる。
単元テスト
定比例の法則についての説明として正しいものは？
①化合物の成分元素の質量比は作り方によって変わる
②水（H₂O）で水素と酸素の質量比は1 : 8である
③決まった比より多く入れた物質もすべて反応する
④定比例の法則は混合物でも成り立つ
⑤酸化銅で銅と酸素の質量比は1 : 4である
▸ ② 水（H₂O）で水素と酸素の質量比は1 : 8である
1
化合物の成分元素の質量比は常に一定で（①誤）、決まった比を超えた物質は反応できず残る（③誤）。
2
定比例の法則は化合物でのみ成り立ち混合物は比が一定でなく（④誤）、酸化銅では Cu : O = 4 : 1である（⑤誤）。水では H : O = 1 : 8である（②正）。
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