問 題
（２）次の文章は、炭素・水素・酸素からなる芳香族化合物 X の分子式の求め方を説明したものである。㋐ ㋑ ㋒には適切な語句を、ａ～ｅには適切な数字を、Ａには適切な分子式を入れよ。ただし㋐ ㋑ ㋒の語句は語群の中から選ぶこと。
「化合物X を10.8mg とり完全燃焼させると二酸化炭素30.8mg と水7.2mg が生成した。この完全燃焼により生成した二酸化炭素は化合物X の ㋐ 由来生成した水は化合物X の㋑ 由来である。
二酸化炭素中の㋐ の質量はａmg水中の ㋑ の質量はｂ mg と考えることができる。㋒ の質量については化合物 X を10.8mg 燃焼させたことを考慮するとｃmg となる。
この結果から原子数の比を求めると、C：H：O = ｄ ： ｅ ：1 となる。
また，化合物X について質量分析を行ったところその分子量が108であったことから化合物 X の分子式は Ａ となる。」
＜語群＞ 酸素,水素,炭素
解 説
化合物 X の組成式を、CxHyOz とおきます。完全燃焼の化学式は酸素を加えて二酸化炭素と水が生成なので、CxHyOz + aO2 → bCO2 + cH2O です。すると、二酸化炭素は、化合物 X の C,すなわち炭素由来です。また、生成した 水は、化合物の H 由来です。
二酸化炭素（CO2）中の炭素（C）の質量は30.8mg × 12/44 で求めることができます。計算すると 8.4mg です。同様に、水（H2O）における水素の質量は7.2 mg × 2/18 で求めることができます。計算すると 0.8mg です。
酸素の質量についてはX が 10.8mg だったのでX における C と H の質量を引けばわかります。すなわち、10.8ー（8.4 + 0.8）で求めることができます。計算すると 1.6mg です。
原子数の比は、それぞれの質量を原子量で割れば
C：H：O = 8.4/12 ： 0.8/1 ： 1.6/16 です。計算すると、0.7：0.8：0.1 です。酸素の比を 1 にするために、辺辺 10 倍すれば、７：８：１です。よって、組成式は(C7H8O)n と表すことができます。そして、分子量が 108 とのことなのでn = 1 です。よって、分子式は C7H8O です。
以上より、㋐ 炭素、㋑水素、㋒酸素
a 8.4
b 0.8
c 1.6
d 7
e 8
A C7H8O です。
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