化学計算問題のコツ【中学編】グラフと比で軽々突破するワザとは?

苦手な人が多い1分野の計算問題

 中学の理科1分野の中で、化学については知識問題の他に、計算問題が出てきます。

 これについては数学が得意な生徒でも苦手意識をもつ生徒が多いのではないでしょうか。

今日は化学の計算を乗り切るためのコツを書きます。


まずグラフの意味を読み取れるようにする

 化学の計算問題でオーソドックスな出題パターンとして、グラフを読み取りその数値を組み合わせて、化学反応の結果どのような量になるかを問うものが多くみられます。

 まず基本的にはグラフをしっかり読み取ることが重要です。

 縦軸と横軸に書いてあることが何かをしっかり把握して問題文を読めばできそうですが、少し応用になり、二種類の物質が化合して中和するタイプの問題(V字型のグラフ)や、途中から完全に反応しきってしまうタイプの問題などでは、慣れないと何が書いてあるのか、どういう状況なのかがわかりません。

 しかし、これは何回かやれば必ず意味がわかってきます。パターンも限られています。

 したがって同じタイプの問題を何回かやって慣れるということですぐに突破できます。


まず比でできないか考えてみる

 これは高校の化学でも同じですが、化学の計算問題は、その多くが単純に量を比較することで解答を出せます。

したがって、同じものは何かに目をつけて、比を作れば、それだけでできてしまうことが実はほとんどなのです。

 高校で化学の得意な生徒ほど、計算問題をやる前に先入観を持たずに問題文をよく読んで、比較する量はどれとどれかということを一生懸命に探しています。比で出せてしまうことが多いからです。

 これは高校の化学の基本バージョンとも言える中学の化学にはよりあてはまることです。

 ただし、少しだけ知識が必要な点がある場合もあるので、そこは覚えます。

 化学の計算は、中学レベルでは数学のように応用の幅が深くありませんので、このように比で容易にできてしまうことを知れば、早めに苦手意識も消えていくのではないでしょうか。

苦手な人が多い、一方に過不足がある場合の化合問題も比でラクラク解ける

 化合の計算問題で、物質の一部だけ反応したがまだ反応の途中である場合の計算は、非常によく出題されるのに、とても多くの生徒が苦手にしています。

 これは、物質の状況が自分の頭の中に浮かばないため、漠然と難しいと思い込んでいることに原因があります。

 しかしこれから先の化学の学習では、こういう問題がむしろ主流になりますから、突破の仕方をぜひ覚えておきたいところです。


 実際の問題の例を挙げて説明します。

問題 3.0gのマグネシウムを加熱したら、加熱後の質量が3.8gであった。このとき反応せず残っているマグネシウムの質量を求めなさい。

 やり方はまず、①マグネシウムと化合した酸素(加熱すると酸素と化合して酸化マグネシウムになる)の質量を求めます。3.8-3.0=0.8で0.8gとわかります。増えたのは化合する相手の酸素に決まっているので、酸素の質量は引き算で出せます。

②この0.8gの酸素と実際に化合しているマグネシウムxgは、x:0.8=3:2より x=1.2gと比の計算で求められます。

③ここで3:2とはマグネシウムと酸素が過不足なく化合する場合の割合です。決まった割合で、できれば覚えておきたい数字です。

 実際に反応したのが1.2gということですから、まだ残っているマグネシウムは、全体の3.0から反応した1.2を引いて、3.0-1.2=1.8で1.8gということになります。 

以上から、答えは1.8gです。


さて、この問題を正答するために必要なことは3つあります。

①増えたのは酸素で、その化合相手のマグネシウムの質量を出すことが必要という、そもそもの解法を知っていること

②マグネシウムと酸素の化合の比が3:2だと知っていること(暗記していなくても普通は問題文のグラフなどでわかります)

③比の計算ができることです。

①と②は2、3回やって覚えておけば大丈夫です。

③については言うまでもありません。


複雑そうに見えるのはパターンとして頭に入っていないから

 どうでしょうか。問題文を読むだけでは、多くの人が、これいったいどうやったらいいの?と思うのではないかと思います。

 しかし、一見複雑そうな問題も実は上述したようにパターン化したやり方があります。聞いてみれば簡単だとわかると思います。

 そして化学の場合、簡単な知識+比の計算だけで解けるこのようなタイプの問題は実は非常に多いのです。

それを頭に入れておくだけで化学の計算問題への見方も大分変ってくると思います。

 今後もお役に立つ学習のコツを書いていきます。



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