高校の化学基礎 - 第3章
物質量と化学計算

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このページは、「物質量と化学計算」に関する内容をまとめたページです。

ポイント

物質量(モル)の定義や基本的な関係(質量とモル量の関係)について説明しています。 また、モル質量や標準状態の気体のモル体積、化学反応式における物質量の比についても確認できます。

使い方

見出しごとに整理された本文を読み進めてください。 各節ごとに質量・モル量・気体の体積・反応式との関係などが示されており、順に確認できます。

1.物質量(モル)

原子は、中心にある原子核と、その周囲を動く電子からできています。

化学反応では原子や分子の数を扱う必要がありますが、粒子は非常に小さく直接数えることはできません。

そこで、6.02 × 10²³ 個(アボガドロ数)をひとまとまりとした単位を用います。

これがモル(mol)です。

モルの基本関係

物質の量(mol)= 物質の質量(g) ÷ モル質量(g/mol)

この式を使うと、手元にある物質の質量(g)から、物質の量(mol)の粒子が含まれているかを求めることができ、モル数が分かると、化学反応式を使って他の物質の量も計算できるようになります。

モル質量

元素の原子量または化合物の式量を g 単位で表したもの。

例)

H₂O のモル質量

2 × 1(H)+ 16(O)= 18 g/mol

モル質量が分かると、質量(g)と物質量(mol)を自由に変換できるようになります。

化学計算の出発点となる重要な値です。

標準状態の気体 気体は標準状態(0℃、1 atm)で 1 mol 当たり 22.4 L の体積をもちます。

この性質を利用すると、気体の体積からモル数を求めたり、反応で発生・消費する気体の量を体積で計算したりできます。

化学反応式とモル

化学反応式の係数は物質量の比(mol比)を示します。

例)

2H₂ + O₂ → 2H₂O

H₂ と O₂ は 2 : 1 の割合で反応し、生成する H₂O は H₂ と同じ 2 mol です。

この比を使うことで、反応に必要な物質量や生成物の量を計算できます。

また、どちらの物質が先に使い切られるか(制限試薬)を判断することもできます。