発熱反応・吸熱反応の例（化学かいろ、炭酸水素ナトリウムとクエン酸など）を判定でき、密閉した容器とふたをしない容器での反応前後の質量の変化を質量保存の法則で説明した文を選べる
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化学変化が起こるとき、まわりに熱を出して温度が上がる反応（発熱反応）と、まわりから熱をうばって温度が下がる反応（吸熱反応）があることを学び、身近な例がどちらにあたるかを判定できるようになります。また、化学変化の前後で物質全体の質量が変わらないという質量保存の法則を使って、密閉した容器とふたをしない容器で質量の測定結果がどう変わるかを説明できるようになります。化学かいろや冷却パックのしくみ、気体が発生する反応の質量の実験の考察などで使います。
化学変化では、物質をつくる原子の組み合わせが変わって別の物質ができます。このとき、物質がもっていた化学エネルギーの一部が熱として出ていくことも、逆にまわりの熱を取りこむこともあります。熱を出してまわりの温度が上がる化学変化を発熱反応といいます。鉄粉が空気中の酸素と結びつく（酸化する）ときに出る熱を利用したものが化学かいろで、物質の燃焼も発熱反応です。反対に、まわりから熱をうばって温度が下がる化学変化を吸熱反応といいます。炭酸水素ナトリウムとクエン酸を水の中で混ぜると二酸化炭素が発生して温度が下がり、塩化アンモニウムと水酸化バリウムを混ぜるとアンモニアが発生して温度が下がるのが代表例です。どちらにあたるかは、反応のあと温度計の値が上がったか下がったかで判定します。
化学変化では原子の組み合わせが変わるだけで、原子が新しく生まれたり消えたりはしません。原子の種類と数が反応の前後で同じなので、反応に関係する物質全体の質量も変わりません。これを質量保存の法則といいます。たとえば、うすい硫酸とうすい塩化バリウム水溶液を混ぜると白い沈殿（硫酸バリウム）ができますが、全体の質量は変わりません。
ただし、気体が出入りする反応では、容器の状態によって「はかりの値」が変わって見えます。炭酸水素ナトリウムとうすい塩酸の反応では二酸化炭素が発生します。ふたをしない容器では二酸化炭素が空気中に出ていくので、はかりの値は反応後に小さくなります。容器を密閉すると気体も外に出ないので、はかりの値は変わりません。逆に、スチールウール（鉄）を空気中で加熱すると空気中の酸素が結びつくので、できた物質の質量は元の鉄より大きくなります。どの場合も、出ていった気体や結びついた気体の質量まで含めれば、全体の質量は保存されています。
温度の変化を見る：反応のあと温度が上がれば発熱反応、下がれば吸熱反応と判定する（化学かいろ・燃焼は発熱反応、炭酸水素ナトリウムとクエン酸の反応は吸熱反応）
反応で気体が発生するか、空気中の気体（酸素など）が結びつくかを確かめる（例： と塩酸では が発生する）
容器が密閉されていれば、物質が出入りしないので、はかりの値は反応の前後で変わらない（質量保存の法則がそのまま現れる）
ふたをしない容器で気体が発生する反応なら、気体が外に出た分だけはかりの値が小さくなる。空気中の酸素などが結びつく反応なら、結びついた分だけ大きくなる
選択肢を選ぶときは、「原子の種類と数は変わらないので全体の質量は変わらない」「値が変わったのは容器の外との気体の出入りのため」という説明になっているものを選ぶ
炭酸水素ナトリウムとうすい塩酸を、ふたをしない容器の中で反応させたところ、気体が発生し、反応後の全体の質量は反応前より小さくなった。この結果の説明として最も適当なものを、次のア〜エから 1 つ選べ。
ア 化学変化によって原子が消えたので、質量が小さくなった。
イ 発生した二酸化炭素が空気中に出ていったので、質量が小さくなった。
ウ 空気中の酸素が容器の中の物質と結びついたので、質量が小さくなった。
エ 反応で熱が発生して物質が軽くなったので、質量が小さくなった。
手順 2：炭酸水素ナトリウムとうすい塩酸が反応すると、二酸化炭素が発生する。
手順 4：容器にふたをしていないので、発生した二酸化炭素は空気中に出ていく。その分だけはかりの値が小さくなる。
手順 5：原子が消えたわけではなく（アは誤り）、酸素が結びつけば質量は大きくなるはずで（ウは誤り）、熱の出入りで質量が変わるわけでもない（エは誤り）。出ていった二酸化炭素の質量まで含めれば、全体の質量は変わっていない（質量保存の法則）。
よって、イが最も適当である。
答え: イ
ふたをしない容器で質量が減ったことから、質量保存の法則が成り立っていないとしてしまう誤り。正しくは、発生した気体（例：）が外に出ただけで、その質量も含めれば全体の質量は保存されている。密閉すればはかりの値は変わらない。
スチールウールを加熱すると質量が増えるのを「原子が増えたから」としてしまう誤り。正しくは、空気中の酸素が鉄と結びついた（酸化した）分だけ質量が大きくなったのであり、結びついた酸素を含めれば質量は保存されている。
炭酸水素ナトリウムとクエン酸の反応を、気体が勢いよく出るので発熱反応としてしまう誤り。正しくは、この反応ではまわりの熱をうばって温度が下がるので吸熱反応である。発熱か吸熱かは温度が上がったか下がったかで判定する。
密閉した容器のふたを反応後に開けても質量は変わらないとしてしまう誤り。正しくは、ふたを開けると中にたまっていた気体（例：）の一部が外へ出ていくので、はかりの値は小さくなる。
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。
ビーカーに水を入れ、炭酸水素ナトリウムとクエン酸を加えてガラス棒でかき混ぜた。すると気体が発生し、液の温度は反応前より下がった。
この化学変化について述べた文として最も適当なものを、次のア〜エから 1 つ選べ。
化学変化にともなう熱の出入りや、化学変化の前後の質量について述べた次のア〜エの文のうち、誤っているものを 1 つ選べ。
うすい硫酸を入れたビーカーと、うすい水酸化バリウム水溶液を入れたビーカーを、2 つともいっしょに電子てんびんにのせて全体の質量をはかった。次に、水酸化バリウム水溶液をうすい硫酸のビーカーに注いで混ぜ合わせたところ、水に溶けにくい白い物質（硫酸バリウム）ができて液が白くにごった。空になったビーカーもいっしょに電子てんびんにのせて全体の質量をはかると、混ぜ合わせる前と変わらなかった。
この実験のように、化学変化の前後で、その化学変化に関係する物質全体の質量は変わらない。この法則を何というか。
黒色の酸化銅を使って、次の実験 1、2 を行った。どちらの実験でも、試験管から出る気体はガラス管を通して石灰水に通した。加熱をやめる前にガラス管を石灰水からとり出し、加熱をやめたあとはすぐにゴム管をピンチコックで閉じ、試験管が冷えてから中の物質をとり出して調べた。
実験 1 酸化銅だけを試験管に入れて、ガスバーナーで十分に加熱した。
実験 2 酸化銅と炭素の粉末をよく混ぜ合わせたものを試験管に入れて、実験 1 と同じように十分に加熱した。
結果は次の表のようになった。
| 石灰水のようす | 加熱後に試験管に残った物質のようす | |
|---|---|---|
| 実験 1 | 変化しなかった | 黒色のままだった |
| 実験 2 | 白くにごった | 赤色の物質ができた。この物質を薬さじでこするとかがやき、電気を通した |
この実験の結果からわかることについて述べた文として最も適当なものを、次のア〜オから 1 つ選べ。