技能一覧 › 高校化学 物質量と化学反応式

物質量と質量・粒子の数

モル質量とアボガドロ定数を使って、物質量・質量・粒子の数を相互に換算できる()

前提

この技能までの道筋(2 技能)
算数中学高校大学大学院

読み込み中…

右端(太枠)がこの技能です。左へドラッグすると、さらに前の前提をさかのぼれます。技能を押すと、そこまでの道筋が光ります。

一覧で見る(前提が先)
  1. 原子・分子と化学式 (中学理科 化学分野の用語と知識)
  2. 原子量・分子量・式量 (高校化学 物質量と化学反応式)

説明

化学では、原子や分子を「 個で 1 まとまり」として数え、そのまとまりの数を物質量(単位 mol)といいます。この技能では、物質量を仲立ちにして、物質の質量(g)と粒子の数(個)を互いに換算できるようになります。「水 9.0 g の中に水分子は何個あるか」のように、はかれる量(質量)から目に見えない粒子の数を求めるときや、このあとの化学反応の量的関係の計算で使います。

なぜそうしてよいのか

原子や分子は小さすぎて 1 個ずつ数えられないので、鉛筆を 12 本で 1 ダースと数えるように、粒子 個を 1 まとまりとして数えます。このまとまり 1 つ分を 1 mol とよび、1 mol あたりの粒子の数 をアボガドロ定数 といいます。したがって、粒子が 個あるとき、その物質量 は「何まとまりあるか」なので です。

この という数は、炭素原子(原子量の基準になる、質量数 12 の炭素原子)をこの個数だけ集めると質量がちょうど 12 g になるように決められています。原子量・分子量・式量は粒子 1 個の質量を同じ基準で比べた値なので、どの物質でも、粒子を 個集めた質量は「原子量・分子量・式量の数値に g をつけた値」になります。たとえば水(分子量 18)1 mol の質量は 18 g です。この 1 mol あたりの質量をモル質量 (単位 g/mol)といいます。

すると、質量 [g] の物質は、1 mol あたり [g] なので、物質量は [mol] です。まとめると

となり、質量と粒子の数は物質量を通して行き来できます。

手順

  1. 問題文から、わかっている量(質量 [g] か粒子の数 [個])と、求める量を確認する

  2. 必要なら、原子量から分子量・式量を求め、それに単位 g/mol をつけてモル質量 とする

  3. わかっている量から物質量を求める。質量からなら 、粒子の数からなら

  4. 物質量から求める量を計算する。質量なら 、粒子の数なら

  5. 問題文で指定された有効数字の桁数に丸める

例題

水 9.0 g に含まれる水分子の数は何個か。有効数字 2 桁で求めよ。ただし、原子量は , 、アボガドロ定数は とする。

例題の解答

手順 1: わかっている量は質量 、求める量は水分子の数 である。

手順 2: 水の分子量は なので、モル質量は 。

手順 3: 物質量は

手順 4: 粒子の数は

手順 5: 有効数字 2 桁で 個。

答え:

よくある誤り

この説明は AI が書き、別の AI が例題を独立に解いて答えを確かめ、説明を一歩ずつ査読しました。

入口の問題

この技能を使う問題

この技能の次に学べること