化学：物質量と化学反応式で量的関係を読む
本試験の化学分野は、物質の構成、化学変化の表し方、イオン、酸・塩基と中和、化学変化と質量の関係を中心に問う。用語の定義と、化学反応式の係数が表すmol比を結びつけることが得点の分かれ目になる。
核となる規則
- 原子は陽子数で元素が決まり、同位体は中性子数が異なる。
- 化学反応式は原子の種類と数が両辺で一致するように係数を決める。
- 1 molは6.0×10²³個。モル質量[g/mol]は原子量・分子量にグラムを付けた値。
- 酸はH⁺を放出、塩基はH⁺を受け取る。中和はH⁺+OH⁻→H₂O。
- 酸化は電子を失う反応、還元は電子を得る反応。酸化剤・還元剤は反応相手を変える側で判断する。
- 標準状態の気体1 molは22.4 L。状態条件を確認してから使う。
計算例
マグネシウム2.4 gを完全に燃焼させると酸化マグネシウムは何gか。Mg=24、O=16とする。反応式は2Mg+O₂→2MgO。Mgの物質量は2.4/24=0.10 mol。係数比よりMgOも0.10 mol生成する。MgOのモル質量は24+16=40 g/molなので、0.10×40=4.0 g。質量保存から、反応した酸素は4.0−2.4=1.6 gと検算できる。
失点しやすい点
化学反応式の係数を付けずに質量計算を始める。molを個数や質量と混同する。水和物の水を質量に含め忘れる。中和でH⁺とOH⁻の物質量比を考えず、体積だけで判断する。酸化と還元を「酸素の出入り」だけで処理し、電子の移動が出る設問に対応できない。気体の体積で標準状態の条件を確認せずに22.4 L/molを使うのも危険である。