問題編

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理科 第7章

化学変化と原子・分子

問題編

【既習/完成/最低25問】反応式・質量保存。

問題編 — 手を動かして記録を残す。まだ不安なら先に要点編で復習。

解く前に:この章の覚え方・戦い方

別冊を開かなくてよい。ここで対応表を指差し確認してから問題に入る。解けたあとも誤答はこの一覧に戻す。

覚え方元素・化学の語呂1 1〜10(水兵リーベ僕の船)

正本「水兵リーベ僕の船」。水=H/兵=He/リーベ=Li・Be/僕=B・C/の=N・O/船=F・Ne。塊で指差し確認する(音節1対1版は使わない)。

覚えの手がかり対応する答え
1番 水(すい)H(水素)
2番 兵(へい)He(ヘリウム)
3番 リーベ(りーべ)Li(リチウム) ※リーベ=Li・Be
4番 リーベ(りーべ)Be(ベリリウム) ※リーベ=Li・Be
5番 僕(ぼく)B(ホウ素) ※僕=B・C
6番 僕(ぼく)C(炭素) ※僕=B・C
7番 の(の)N(窒素) ※の=N・O
8番 の(の)O(酸素) ※の=N・O
9番 船(ふね)F(フッ素) ※船=F・Ne
10番 船(ふね)Ne(ネオン) ※船=F・Ne

覚え方元素・化学の語呂2 11〜20(名前があるシップスクラークか)

正本「名前があるシップスクラークか」。名前が=Na・Mg/ある=Al/シップス=Si・P・S/クラーク=Cl・Ar・K/か=Ca。七曲がり版と混ぜない。

覚えの手がかり対応する答え
11番 名前が(なまえが)Na(ナトリウム) ※名前が=Na・Mg
12番 名前が(なまえが)Mg(マグネシウム) ※名前が=Na・Mg
13番 ある(ある)Al(アルミニウム)
14番 シップス(しっぷす)Si(ケイ素) ※シップス=Si・P・S
15番 シップス(しっぷす)P(リン) ※シップス=Si・P・S
16番 シップス(しっぷす)S(硫黄) ※シップス=Si・P・S
17番 クラーク(くらーく)Cl(塩素) ※クラーク=Cl・Ar・K
18番 クラーク(くらーく)Ar(アルゴン) ※クラーク=Cl・Ar・K
19番 クラーク(くらーく)K(カリウム) ※クラーク=Cl・Ar・K
20番 か(か)Ca(カルシウム)

覚え方元素・化学の語呂3 希ガス(変なねーちゃん歩いてくると奇声を連発)

「変なねーちゃん歩いてくると奇声を連発」。変な=He/ねーちゃん=Ne/歩いて=Ar/くると=Kr/奇声を=Xe/連発=Rn。

覚えの手がかり対応する答え
2番 変な(へんな)He(ヘリウム)
10番 ねーちゃん(ねーちゃん)Ne(ネオン)
18番 歩いて(あるいて)Ar(アルゴン)
36番 くると(くると)Kr(クリプトン)
54番 奇声を(きせいを)Xe(キセノン)
86番 連発(れんぱつ)Rn(ラドン)

覚え方元素・化学の語呂4 ハロゲン(ふっくら周囲暖かい)

「ふっくら周囲暖かい」。ふっくら=F・Cl/周囲=Br・I/暖かい=At。陰イオンになりやすい族としてまとめて覚える。

覚えの手がかり対応する答え
9番 ふっくら(ふっくら)F(フッ素) ※ふっくら=F・Cl
17番 ふっくら(ふっくら)Cl(塩素) ※ふっくら=F・Cl
35番 周囲(しゅうい)Br(臭素) ※周囲=Br・I
53番 周囲(しゅうい)I(ヨウ素) ※周囲=Br・I
85番 暖かい(あたたかい)At(アスタチン)

覚え方元素・化学の語呂5 1族(は!リッチな彼女がルビーをせしめてフランスへ)

「は!リッチな彼女がルビーをせしめてフランスへ」。H・Li・Na・K・Rb・Cs・Fr(アルカリ金属+水素)。

覚えの手がかり対応する答え
1番 は!(は)H(水素)
3番 リッチ(りっち)Li(リチウム)
11番 な(な)Na(ナトリウム)
19番 彼女が(かのじょが)K(カリウム)
37番 ルビーを(るびーを)Rb(ルビジウム)
55番 せしめて(せしめて)Cs(セシウム)
87番 フランスへ(ふらんすへ)Fr(フランシウム)

覚え方元素・化学の語呂6 2族(ベルとマグカップをCarryするならバッグが楽勝)

「ベルとマグカップをCarryするならバッグが楽勝」。Be・Mg・Ca・Sr・Ba・Ra(アルカリ土類金属)。

覚えの手がかり対応する答え
4番 ベル(べる)Be(ベリリウム)
12番 マグカップ(まぐかっぷ)Mg(マグネシウム)
20番 Carry(きゃりー)Ca(カルシウム)
38番 するなら(するなら)Sr(ストロンチウム)
56番 バッグ(ばっぐ)Ba(バリウム)
88番 楽勝(らくしょう)Ra(ラジウム)

覚え方元素・化学の語呂7 イオン化傾向(貸そうかな?まあ、あてにすんなひどすぎる借金)

「貸そうかな?まあ、あてにすんなひどすぎる借金」。K>Ca>Na>Mg>Al>Zn>Fe>Ni>Sn>Pb>H>Cu>Hg>Ag>Pt>Au。左ほどイオン化しやすい。

覚えの手がかり対応する答え
貸そう(かそう)K(カリウム)
か(か)Ca(カルシウム)
な(な)Na(ナトリウム)
ま(ま)Mg(マグネシウム)
あ(あ)Al(アルミニウム)
あ(あ)Zn(亜鉛)
て(て)Fe(鉄)
に(に)Ni(ニッケル)
すん(すん)Sn(スズ)
な(な)Pb(鉛)
ひ(ひ)H(水素)
ど(ど)Cu(銅)
す(す)Hg(水銀)
ぎる(ぎる)Ag(銀)
借(しゃっ)Pt(白金)
金(きん)Au(金)

覚え方元素・化学の語呂8 両性元素(ああすんなり溶けてゆく)

「ああすんなり溶けてゆく」。Al・Zn・Sn・Pb。酸にもアルカリにも溶ける。

覚えの手がかり対応する答え
13番 あ(あ)Al(アルミニウム)
30番 あ(あ)Zn(亜鉛)
50番 すん(すん)Sn(スズ)
82番 な(な)Pb(鉛)

覚え方元素・化学の語呂9 不溶性硫酸塩(硫酸塩は馬鹿なやつ)

「硫酸塩は馬鹿なやつ」。Ba・Ca・Pbの硫酸塩は溶けにくい(沈殿判定の定番)。

覚えの手がかり対応する答え
56番 ば(ば)Ba(バリウム) ※BaSO₄
20番 か(か)Ca(カルシウム) ※CaSO₄(やや溶けにくい)
82番 な(な)Pb(鉛) ※PbSO₄

覚え方元素・化学の語呂10 脂肪酸(パスなくて降りれん)

「パスなくて降りれん」。パス=パルミチン酸・ステアリン酸(二重結合なし)/降りれん=オレイン酸・リノール酸・リノレン酸(二重結合あり)。

覚えの手がかり対応する答え
パ(ぱ)パルミチン酸(飽和) ※パス=二重結合なし
ス(す)ステアリン酸(飽和) ※パス=二重結合なし
降り(おり)オレイン酸(不飽和) ※降りれん=二重結合あり
れ(れ)リノール酸(不飽和) ※降りれん=二重結合あり
ん(ん)リノレン酸(不飽和) ※降りれん=二重結合あり

必暗元素記号・化合物(この章で使う)

対応表で順番を固めたら、記号→名前→典型的な文脈(発生・検出・性質)の三点セットで使う。

  • H(水素)気体の発生・燃焼
  • He(ヘリウム)希ガス
  • Li(リチウム)アルカリ金属
  • Be(ベリリウム)中学で頻出の元素記号
  • B(ホウ素)中学で頻出の元素記号
  • C(炭素)有機物・二酸化炭素
  • N(窒素)空気の約8割
  • O(酸素)燃焼・呼吸
  • F(フッ素)中学で頻出の元素記号
  • Ne(ネオン)希ガス
  • Na(ナトリウム)食塩 NaCl
  • Mg(マグネシウム)燃焼実験
  • H2O(水)酸化水素
  • CO2(二酸化炭素)石灰水を白濁
  • O2(酸素)燃焼を助ける(助燃性)。酸素自体は燃えない
  • H2(水素)可燃性。空気・酸素との混合気体が爆鳴気
  • N2(窒素)空気の主成分
  • NH3(アンモニア)水に溶けやすい・上方置換
  • HCl(塩化水素)気体は塩化水素。水溶液は塩酸(酸性)
  • NaCl(塩化ナトリウム)食塩

覚え方この章の覚え方・語呂

語呂は「何と何が対応するか」が見えて初めて使える。下の矢印の左右を声に出してつなぐ。そのあと「なぜその性質/公式になるか」まで言える状態にする。

覚えの手がかり対応する答え
質量保存密閉なら前後の質量は同じ。減ったら気体が逃げた → 開放容器の落とし穴(化学変化)
酸化と還元酸化=酸素と結び付く。還元=酸化物から酸素を取り去る → 中学は酸素の授受で説明する(電子の定義は発展)(化学変化)

必暗実験定石

変えた条件・そろえた条件・測定値を先に書く。覚え方より手順が本命。手順を言えたら「なぜその集め方/検出か」を一言添える。

  • マグネシウム燃焼試料は酸素と結び付き質量が増える。系全体の保存は密閉で確認/試料増と系全体保存を混同しない
  • 酸化銅の還元水素(または炭素)で還元。加熱終了前に導管を抜く→火を消す(逆流防止)/質量変化を記録。銅の再酸化にも注意

戦い方理科の戦い方

知識で得点を確保し、計算・考察に時間を残す。単位を先に固定する。わからない用語は、定義→例→対比の順で戻す。

  • 手順知識問題で得点を確保し、計算・実験考察に時間を残す
  • 手順実験問題は「何を変えたか/何をそろえたか/何を測ったか」を先に書く
  • 手順単位・有効数字・グラフの軸を見直す。計算は式を残す
  • 手順生物・地学の用語は定義を一文で言えるかだけ確認して次へ
  • 手順毎日15分:学習中の単元の「受験で押さえる」を音読+書き
  • 手順毎日30〜50分:弱点単元の⑤⑥または⑦を1セット
  • 手順近い用語・近い年代・近い数値の取り違え
  • 手順問題文の一部だけ合っていて結論がずれる選択肢

① 導入

原子・分子・化学反応式・質量保存を数値つきで扱います。

学習のヒント

用語は定義と具体例(実験・図)で覚え、原子・分子や係数・右下の数字の違いも確認しましょう。質量計算は密閉・開放の条件と途中式を残してください。

② 基本概念

  • 化学変化では原子の結び付きが変わる。原子の種類と数は保存。
  • 反応式は係数で左右の原子数をそろえる(右下の数字は変えない)。
  • 質量保存:密閉系で反応前後の全質量が等しい。
  • 開放系で気体が逃げると測定質量は減って見える。

③ 図解

質量保存

密閉系では前後で等しい。 図では、矢印の始点と終点、数値や記号の位置を順に対応させて読み、条件を変えても同じ規則で確かめます。

反応式の係数

原子の数が左右で等しい。 図では、矢印の始点と終点、数値や記号の位置を順に対応させて読み、条件を変えても同じ規則で確かめます。

原子・分子の見方

粒子のモデルで変化を追う。 図では、矢印の始点と終点、数値や記号の位置を順に対応させて読み、条件を変えても同じ規則で確かめます。

④ 例題

例1
【図】質量保存(密閉)

密閉で A 10 g と B 6 g が完全反応。生成物は何 g か。

例2

2H₂O → 2H₂ + O₂ で、水分子 4 個から酸素分子は何個か。

例3

マグネシウムの燃焼:2Mg + O₂ → 2MgO。酸化マグネシウムの化学式は。

例4

反応式で変えてよい数字は係数か、右下の数字か。

⑤ 基本問題

5

H₂O の右下の 2 は何を表すか。

6

単体の例を一つ答えなさい。

7

化合物の例を一つ答えなさい。

8

CaCO₃ → CaO + CO₂ の反応の名称に近いのは。

9

原子と分子の違いを一言で。

10

開放で反応前 25 g、固体 17 g。逃げた気体は何 g か。

11

密閉で反応前 63.0 g。反応後の全質量は何 g か。

12

2Mg + O₂ → 2MgO で、Mg 原子 4 個が反応すると O₂ は何分子必要か。

13

化学反応式の係数をそろえる手順を述べなさい。

手順

14

質量パーセント濃度:(溶質/溶液)×100。溶質 10 g・溶液 50 g は何%か。

⑥ 標準問題

実験:炭酸水素ナトリウムの加熱(開放)
反応前の全体  12.0 g
反応後の固体   7.8 g
15

上の実験で逃げた気体は何 g か。

16

もし密閉容器なら反応後の全質量は何 g か。

17

H₂ + Cl₂ → 2HCl で左右の H 原子数はいくつずつか。

18

銅の酸化で黒色になった物質の化学式は(酸化銅)。

19

溶解度が水 100 g あたり 36 g のとき、水 50 g に溶ける最大は何 g か。

20

右下の数字を変えてはいけない理由を述べなさい。

化学式

⑦ 応用・入試形式

同じ反応を密閉・開放の条件で比べ、質量保存と反応式を連続して考える。

【大問】酸化と電気分解の実験(学習用・架空)

はじめに、ふたをした容器内でマグネシウム3.0 gを十分な酸素と反応させた。反応後の生成物は5.0 gだった。次に、水を電気分解した。

【図】密閉容器での質量保存
実験記録
密閉容器:反応前後の容器全体の質量 63.0 g
開放容器:反応前 63.0 g、反応後 61.2 g
水の電気分解:2H₂O → 2H₂ + O₂
21

(1) マグネシウム3.0 gに結び付いた酸素は何gか。

(2) 密閉容器の反応前後の全質量が同じである理由を、原子に触れて40字で説明しなさい。

密閉・原子

22

(3) 開放容器で減った質量は何gか。また、質量保存が破れたわけではない理由を答えなさい。

減少量・気体

(4) 水の電気分解で酸素分子3個を得るには、水分子は何個必要か。

【資料】化学反応の質量(架空・g)

反応前反応後
マグネシウム2.40
酸素1.60
酸化マグネシウム04.0

(1)〜(3)は同じ資料を用いる。

40

(1) 反応後にできた物質の質量は何 g か。

41

(2) 反応前の物質の合計質量は何 g か。

42

(3) この表が質量保存の法則を示す理由を40字以内で述べなさい。

合計|等しい

⑧ 確認テスト

25

密閉で 8 g + 2 g。生成物は何 g か。

26

水の化学式は。

27

質量保存が成り立つ条件(系)は。

28

係数をそろえる対象は原子の何を揃えるか。

⑨ 完全解説

解説編で密閉/開放と係数合わせを確認する。

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