【共通テスト対策】mol計算を速く正確に解くには?|文系のための高校化学基礎 

「molの計算のやり方がわからない」

「どの数値を使って計算すればよいのかで間違える」

「計算問題が多すぎて試験時間が足りない」

molの計算で時間が足りなかったり、思いがけない計算ミスをしてしまうことはありませんか?

一見難しく感じるmolの計算ですが、
素早く正確に解くためのコツがあります。

それは、考え方・計算のやり方を固定することです。

「molを出すには割り算(分数)」
「molから他の値を出すには掛け算」

いつでも同じフォームで問題を解くというイメージです。

この記事では、molの計算を速く正確に行うための具体的な方法を、
化学基礎が苦手な生徒にもわかりやすく解説をします。

ここでmolへの苦手意識をなくして、
共通テストや定期テストへの良いスタートを切りましょう!

molとは?

molから分かることに入る前に、
まずはmolとはどういったものなのかを整理しましょう。

mol(モル)は、
「粒の数を表すための単位」です。

例えば、

  • 1ダース = 12個

という単位がありますよね。

molもそれと似ています。

化学では、
6.0×10²³個をまとめて1 mol
と表します。

非常に大きな数ですが、
「粒をまとめて扱うための単位」
と考えればOKです!

molの計算を速く正確に行うには?

ここからが今回のメインテーマ。

「molを出すには割り算(分数)」
「molから他の値を出すには掛け算」

これをもとに

  • 質量からmolを出す計算
  • 粒子数からmolを出す計算
  • 気体の体積からmolを出す計算
  • molから質量を出す計算
  • molから粒子数を出す計算
  • molから気体の体積を出す計算

これらについて見ていきます。

まずはmolを出す計算から。

molを出す計算は特に難しいので、一つ一つ丁寧に解説します。

質量からmolを出す計算

酸素64gは何mol?

これはmolを出す計算です。

「molを出すには割り算(分数)」

まずはこのことを思い浮かべる。

次に考えるべきは「何で割るか」

これは1molあたりの重さ(分子量・原子量・式量)で割ります。

酸素分子の分子量は32。

ここまでわかったら立式して計算です。

64÷32=264\div32=2

よって2.0mol

6432=2\frac{64}{32}=2

このように分数を立てることができると、さらに計算速度は上がります。

分数を立てる場合は、分母が1molあたりの重さです。

粒子数からmolを出す計算

炭素原子1.8×10²³ 個は何mol?

「molを出すには割り算(分数)」

ここまでは速攻で。

次に考えるべきは「何で割るか」

これは1molあたりの粒子数(アボガドロ定数)で割ります。

アボガドロ定数は6.0×10²³。

ここまでわかったら立式して計算です。

1.8×1023÷6.0×10231.8\times 10^{23} \div 6.0 \times 10^{23}

これは少し計算しにくいので分数に

1.8×10236.0×1023=1.86.0=0.30\frac{1.8\times 10^{23} }{6.0 \times 10^{23} }=\frac{1.8 }{6.0 }=0.30

よって0.30mol

粒子数の計算では、分数の立式の方がおすすめです。

10の累乗とそれ以外の数値をそれぞれ分けて考えると解きやすくなります。

気体の体積からmolを出す計算

※ここでは標準状態を想定して計算を行います

標準状態について詳しく知りたい方はこちら
「【コラム】気体の体積ってどう決まる?標準状態と22.4L|文系のための高校化学基礎」

酸素56Lは何mol?

「molを出すには割り算(分数)」

次に考えるべきは「何で割るか」

これは気体1molあたりの標準状態における体積で割ります。

気体1molあたりの標準状態における体積は22.4L。

ここまでわかったら立式して計算です。

粒子数同様、気体の体積も分数の立式をおすすめします。

5622.4=11.2×511.2×2=52=2.5\frac{56}{22.4}=\frac{11.2\times5}{11.2 \times2}=\frac{5}{2}=2.5

よって2.5L

22.4 = 11.2 × 2 = 0.1 × 7 × 2⁵

気体の体積を求める問題では、
与えられた数値が11.2 × □ や7×□で表せるかチェックするとすぐに解ける可能性があります。

割り算のひっ算は必要最低限にしましょう。

分数を立てる場合は、分母が標準状態における気体1molあたりの体積です。

次はmolから質量・粒子数・気体の体積を出す計算。

これらはそれほど難しくないので、まとめて解説します。

molから質量・粒子数・気体の体積を出す計算

※ここでは標準状態を想定して計算を行います

窒素2.5molの質量・粒子数・気体の体積は?

これはmolをもとに各値を出す問題です。

「molから他の値を出すには掛け算」

まずはこれを思い浮かべましょう。

次に考えるべきは「何をかけるか」

質量 … 1molあたりの重さ(分子量・原子量・式量)

粒子数 … 1molあたりの粒子数(6.0×10²³)

気体の体積 … 気体1molあたりの体積(22.4)

窒素の分子量は28なので

質量は

2.5×28=52×28=702.5\times28=\frac{5}{2}\times28=70

よって70g

粒子数は

2.5×6.0×1023=15×1023=1.5×10242.5\times6.0 \times 10^{23}=15\times10^{23}=1.5\times10^{24}

よって1.5×10²⁴個

気体の体積は

2.5×22.4=52×22.4=562.5\times22.4=\frac{5}{2} \times22.4=56

よって56L

まとめ

「molを出すには割り算(分数)」
「molから他の値を出すには掛け算」

この原則をもとに各パターンの計算を解説しました。

molを出す計算問題は特によく練習をしてください。

molの計算は化学基礎・化学のどの単元においても必須なので、
ここでしっかりと練習をして土台を固めましょう。

次に読むべき記事

mol計算に自信がついた方は、見かけの分子量に進んでください。

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