【中学理科】有機物の燃焼 発生する物質と含まれる原子

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中学2年理科の酸化の単元で、有機物の燃焼実験が出題されます。中学1年では、有機物は、炭素を含む物質で、燃やすと二酸化炭素が発生すると学習しましたが、中学2年生ではもっと詳しく学習していくことになります。

有機物の燃焼実験

集気びんに石灰水を入れ、その中でエタノールやろうなどの有機物を燃焼させます。集気びんの中の酸素と反応して、次のような反応が起こります。

有機物の燃焼

有機物+酸素O₂→二酸化炭素CO₂水H₂O

まず、有機物を燃焼させると、次の2つの物質が発生します。

  • 二酸化炭素(CO₂)
    石灰水が白くにごったことからわかる
  • 水(H₂O)
    集気びんの内側が白くくもったことからわかる

また、二酸化炭素と水が発生したことから、有機物には次の2つの原子が含まれているとわかります。

  • 炭素原子C
    二酸化炭素(CO₂)が発生したことからわかる
  • 水素原子H
    水(H₂O)が発生したことからわかる

つまり、有機物は炭素Cと水素Hを含む化合物であることがわかります。
酸素原子Oは、空気中の酸素O₂から来ているのか、有機物から来ているのかわかりません。

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どんな物質が有機物

有機物がどんな原子を含んでいて、燃焼するとどんな物質が発生するかがわかったと思います。しかし、実際にどんな物質が有機物か選ぶ問題が解けない生徒も多く見かけます。

有機物かどうかを判断するには、次の3点を考えてみるとわかりやすいと思います。

  1. フライパンに入れて加熱すると黒く焦げるか?
  2. 燃やすと炭やすすが発生するか?
  3. 燃料として使用されているか?

例えば、砂糖と食塩ですが、フライパンに入れて加熱してみてください。砂糖は融けてだんだん茶色になり、最後には黒く焦げてしまします。このような物質は有機物です。食塩は加熱しても白いままです。このような物質は無機物になります。

木やプラスチックのように、燃えた後に炭やすすが発生するような物質も有機物になります。

石油や石炭、天然ガス、エタノール、油、ろうのように燃料となる物質も有機物です。

燃焼とは?

ここでは有機物が燃焼しています。では、燃焼とはどういう化学変化になるのでしょうか。化合、酸化、燃焼の違いをしっかりと理解してください。

  • 化合
    2種類以上の物質が結びつき、別の1つの物質になる化学変化。
  • 酸化
    酸素と結びつく化合のこと。
  • 燃焼
    熱や光を激しく出しながら酸化すること。
  • さび
    ゆっくりと酸化すること。

光や熱を出しながら、激しく反応するのが燃焼になります。有機物の他にマグネシウムなども空気中で燃焼します。

有機物の燃焼の化学反応式(応用

燃焼実験で、いろいろな有機物を燃焼させる実験が登場します。その中でも、燃焼の化学反応式を書かせる問題が登場しますので、書かせられる可能性がある反応式を紹介します。

エタノールの燃焼

エタノールの化学式はC₂H₅OHです。HをまとめてC₂H₆Oと書かれる場合もあります。これを燃焼させると、空気中の酸素O₂が化合し、二酸化炭素CO₂と水H₂Oが生じます。

エタノール+酸素→二酸化炭素+水

C₂H₅OH+3O₂→2CO₂+3H₂O

化学変化の前後、原子の数を合わせるために、上手に係数をつけてください。

ブタンの燃焼

ブタンの化学式はC₃H₈です。燃焼させると酸素と反応し、二酸化炭素と水が生じます。

ブタン+酸素→二酸化炭素+水

C₃H₈+5O₂→3CO₂+4H₂O

エタンの燃焼

エタンの化学式はC₂H₆です。燃焼させると酸素と反応し、二酸化炭素と水が生じます。

エタン+酸素→二酸化炭素+水

2C₂H₆+7O₂→4CO₂+6H₂O

有機物の燃焼の練習問題

  1. 有機物を燃焼させると何という物質が発生するか。物質名で2つ答えよ。
  2. 有機物を燃焼させると何という物質が発生するか。化学式で2つ答えよ。
  3. 1から有機物には何という原子が含まれているとわかるか。原子の名称を2つ答えよ。
  4. 1から有機物には何という原子が含まれているとわかるか。原始の記号で2つ答えよ。
  5. 燃焼とはどんな化学変化か。簡潔に答えよ。
  6. 次の中から、有機物をすべて選べ。
    ア:砂糖 イ:食塩 ウ:卵 エ:酸素 オ:マグネシウム カ:エタノール キ:水

解答

  1. 二酸化炭素、水
  2. CO2、H2O
  3. 炭素原子、水素原子
  4. C、H
  5. 光や熱を激しく出しながら酸化すること。
  6. ア、ウ、カ

有機物の燃焼に関する入試レベル問題

基本が理解できたところで、次は入試レベルの問題に挑戦しましょう。発生する物質とその調べ方、そのことから判る、有機物に含まれる原子について聞かれます。
参考有機物の燃焼に関する問題!点数が上がる高校入試理科問題

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