【質問】理科(中学):水を電気分解したときの体積が 水素:酸素=2:1になるのは、 H2O で水素が2つと酸素が1つであることと関係ありますか?

〔質問〕
水を電気分解したときの体積が
水素:酸素=2:1になるのは、
H2O で水素が2つと酸素が1つであることと関係ありますか?
〔回答〕
はい、関係あります。

この電気分解の化学反応式については、
2H2O → 2H2+O2 で、直接的には、水素分子と酸素分子の「数」が 2:1 ということを意味します。

その上で、「気体であれば、(同一温度、同一圧力なら)分子の個数の比は体積の比と一致する」という法則がありますので、結果的に、体積比も 2:1 となります。

〔詳細〕
「気体であれば、(同一温度、同一圧力なら)個数の比は体積の比と一致する」については、「気体の種類によらず、同じ容器内にある分子の数は同じ」というものです。ものすごく厳密には多少の違いはありますが、無視できる程度のものです。
「もし同じサイズの容器に(2倍の数の)水素分子を無理矢理つめこんだら?」という質問については、容器内から跳ね返す力強くなり(=圧力が上がる)、「同一圧力なら」という条件に反していることになります。

なお、あくまでも「分子の数」であることには注意してください。
原子・分子の1個1個の質量は異なりますので、質量比はまた別の値になります。

 

※ 理解を優先するために、あえて大雑把に書いてある場合があります

 
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