高校化学基礎

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5分で解ける!物質の変化(テスト1、第2問)に関する問題

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5分で解ける!物質の変化(テスト1、第2問)に関する問題

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この動画の問題と解説

問題

一緒に解いてみよう
演習2

高校 理科 化学基礎2-4 演習2 答えなし

解説

これでわかる!
問題の解説授業
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演習2です。

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同位体に関する問題を解いてみましょう。

「○○分子は何種類?」と聞かれたら、同位体の組合せに注目

高校 理科 化学基礎2-4 演習2(1) 答えなし

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まずは、(1)です。
この問題では、 塩素分子が何種類あるか を聞かれていますね。

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塩素分子といえば、 分子式はCl2 です。
つまり、Clが2つくっついているということですね。

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ここで疑問がでてきます。
「同じClでできているのだから、塩素分子も1種類しかない」と思いませんでしたか?

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ここでヒントになるのが問題文です。
35Clと37Clの2種類の同位体が存在」 と書かれていますね。
つまり、 Clの質量数の組み合わせによって、何種類かの塩素分子ができる のです。
試しに書き出してみましょう。
  35 Cl- 35 Cl
  35 Cl- 37 Cl
  37 Cl- 37 Cl

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ちなみに、以下の2つは、同じ物質を指しています。
2回数えないようにしましょう。
  37 Cl- 35 Cl
  35 Cl- 37 Cl

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以上より、答えは、 「3種類」 です。

高校 理科 化学基礎2-4 演習2(1) 答えあり

同位体の存在比がわかれば原子量がわかる、原子量がわかれば同位体の存在比がわかる

高校 理科 化学基礎2-4 演習2(2) 答えなし

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(2)は、37Clの存在比を求める問題です。
一見難しい問題に見えますね。
しかし、この問題も、これまでに学習した内容を使って、解くことができます。

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ポイントは、問題文の 「原子量は35.5」 というところです。
みなさんは、原子量の求め方を覚えていますか?
各同位体について、 「質量」×「割合(存在比)」 で求めるのでしたね。
例えば、炭素の原子量は、次のように求めました。

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「炭素の原子量」
  =12Cの相対質量×12Cの割合+13Cの相対質量×13Cの割合
この場合は、「質量数」と「存在比」がわかっていて、そこから「原子量」を求めました。

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さて、今回の問題は、 「質量数」と「原子量」がわかっていて、そこから「存在比」を求める ものです。

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まずは、「原子量」と「質量数」、「存在比」が出てくる式を立てましょう。
「塩素の原子量」
  =35Cl×35Clの割合+37Clの相対質量×37Clの割合…(※)

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次に、計算に使う数値を整理しましょう。
質量数については、35Clが 3537Clが 37 です。
問題は存在比ですね。
求める 37Clの存在比をx% (0 < x < 100)としましょう。
Clの同位体は2種類だけなので、35Clと35Clを足すと100%になります。
ですから、35Clの存在比は、 100-x% となります。

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あとは、(※)の式に代入しましょう。
 35.5=35×x/100+37×(100-x)/100

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最後に、式を展開して、整理すると、次のようになります。
 37x+3500-35x=3550
 x=25%

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よって、答えは、 25% となります。

高校 理科 化学基礎2-4 演習2(2) 答えあり
物質の変化(テスト1、第2問)
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