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単語帳
中学3年生 (14-15歳)

気体反応の法則

Gay-Lussac's Law of Combining Volumes

同じ温度・圧力で気体どうしが反応するとき、体積比は簡単な整数比になる、というのが気体反応の法則です。 たとえば水素2Lと酸素1Lが反応すると水蒸気2Lができ、体積比は2:1:2です。 アボガドロの法則により同じ体積には同じ数の分子が入るので、体積比=分子数比=反応式の係数比になります。 このページでは反応の種類と体積を変えて、気体の体積比がどうそろうかを確かめてみましょう。

気体反応の体積比
🎈 直観 — 風船の合体
①気体同士が反応するとき体積比は簡単な整数比
②H₂ 2L + O₂ 1L → 水蒸気 2L (2:1:2)
③ゲイ=リュサックの法則: 気体反応の体積比 = 簡単な整数比
0
📝 反応の解釈
①0番: H₂ + Cl₂ → 2HCl (1:1:2)
②1番: 2H₂ + O₂ → 2H₂O (2:1:2)
③2番: N₂ + 3H₂ → 2NH₃ (1:3:2)
アボガドロの法則
🔬 同じ体積 = 同じ分子数
①同じ温度・圧力で
②気体の種類によらず
③同じ体積に同じ数の分子
④これがアボガドロの法則!
22.4 L
体積比 = 分子数比
💡 鍵となる結びつき
①アボガドロの法則のおかげで
②気体反応の体積比 = 分子数比
③H₂ + Cl₂ → 2HClでは
④体積 1:1:2 = 分子数 1:1:2
⑤化学反応式の係数 = 体積比 = 分子数比
総まとめ
気体反応の法則
反応気体の体積比 = 簡単な整数比
同じ温度・圧力下での反応前後の体積比
アボガドロの法則
同T・P → 同V = 同分子数
0°C・1気圧で気体1mol = 22.4 L
核心関係
体積比 = mol比 = 係数比
気体反応では体積比・分子数比・係数比がすべて等しい
🎯 試験ポイント
①気体反応法則: 体積比 = 簡単な整数比
②アボガドロ: 同T,P → 同V = 同N
③気体反応では V比 = 係数比 = mol比
④0°C・1気圧で1mol = 22.4L
⑤反応前後で原子の種類と数は変わらない
例題と単元テスト
例題 1
同じ温度・圧力で、水素と酸素が反応して水蒸気をつくる(2H₂ + O₂ → 2H₂O)。水素20 mLがすべて反応するには酸素は何mL必要で、水蒸気は何mL生じるか?
1
気体反応の法則で体積比=係数比なので、H₂ : O₂ : H₂O = 2 : 1 : 2。
2
水素20 mLなら、酸素 = 20 ×(1/2)= 10 mL、水蒸気 = 20 ×(2/2)= 20 mL。
酸素10 mL必要 / 水蒸気20 mL生成
気体反応では体積比が化学反応式の係数比に等しい。
例題 2
同じ温度・圧力で同じ体積の水素と酸素を比べると分子数はどうか?この事実は体積比とどうつながるか?
1
アボガドロの法則: 同じ温度・圧力では、気体の種類に関係なく同じ体積中に同じ数の分子が入っている。
2
したがって気体反応では体積比=分子数比=係数比がすべて等しくなる。
同じ体積=同じ分子数(アボガドロ)→ 体積比=分子数比=係数比
アボガドロの法則のおかげで、体積を数えることが分子数を数えることになる。
単元テスト
気体反応の法則とアボガドロの法則についての説明として正しいものは?
気体反応の体積比は常に複雑な小数比である
同じ体積の気体には種類によって分子数が異なる
気体反応の体積比は化学反応式の係数比に等しい
アボガドロの法則は固体でのみ成り立つ
0°C、1気圧で気体1モルの体積は11.2 Lである
③ 気体反応の体積比は化学反応式の係数比に等しい
1
気体反応の体積比は簡単な整数比で(①誤)、同じ体積の気体には種類に関係なく同じ数の分子がある(②誤・アボガドロ)。
2
アボガドロの法則は気体で成り立ち(④誤)、0°C・1気圧で気体1モル = 22.4 Lである(⑤誤)。気体反応では体積比=係数比である(③正)。
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