おまけページ「計算問題の優しい解説」

物理化学の計算問題でつまずいている方に

色んな参考書や攻略サイトで検索した挙句に、
「結局どこで調べてもちっとも理解できなかった!」

何故?どの参考書でも攻略サイトでもダメだったのか?
それらには大事なものが伝えるべき事が抜けているからです。
公式以外にも必要なものがあります。
それらを盛り込んで解説します。

検索にくたびれた挙句にやっとたどり着いた当ブログが最後の手段として、
こちらに巡り着いた事が必ず無駄にならなかったと思える様に、
諦めずにこの解説に食らい付けば必ずこの物理化学の問題が一通り解ける様に解説します。

ルール通りのかたっ苦しい解説など、
特別詳しくは触れられませんので
「この表現は違うわね!」と思った方は、
もっと違った言葉足らずな普通の参考書をお読みになる事をお勧めします。

計算を忘れてしまった大きい大人に向けた優しい解説

 ・計算知識が中学生以下
 ・歳を重ね過ぎて数学を忘れてしまった

そんな人を対象に分かりやすく解説する事を目指した解説ページです。

この試験は平均年齢が非常に高く、
中学高校の数学は既に忘れてしまった人も多く居ます。
それでも試験には合格しなければなりません。
かく言う当ブログ筆者も、
まるで分からなくなっている中で解き方資料を制作しています。

こんなものでも無いよりはましです

解らない人にとってはもはやなぞなぞの世界です!
頑張って参考書等で調べてもヒントにさえたどり着けない!

ネットで調べた方は何処かの質問サイトで、

「__の問題の解き方を教えてほしいです」
と言った記事に沢山遭遇したかと思います。これは例えばですけれど、

「代入すればいいんですね!やっと理解できました感謝します!」と言うくだりです。

「なに納得しちゃってんだ!こっちは少しも理解できなかったよ!」と言うのがほとんどです。
結局はそうなりますがそれでも合格はしなければなりません。

途中で気力が持たなくなる事があっても、諦めずに食らい付いて挑めば理解できる様になっています。
優しい問題から難しい問題まで載せていますが、
ここで計算問題を特訓して得意になり
知っていたお陰ですれすれ合格できた!と救われる事もきっとありますので
知識はいくら積んでも損はないと思います。

始める前に知っておくべき計算のルール

●左辺と右辺(「=」や「→」の左側が左辺で、右側を右辺と言います)

・「=」は左右が同じ値という意味です。

  3 = 1 + 2

・「→」も左右が同じ量になります。
 (「→」は、燃焼すると左の物が右の形に化学変化するという意味です、今覚えなくて大丈夫です)

  下の様な化学反応式は、
  必ず左辺のC・H・Oの数も、右辺のC・H・Oの数も同じ量になっています。

  C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2O

  これはちょっと難しいと思うかもしれませんが、
  下へ読み進むうちに分かる様になっていますので今分からなくても大丈夫です!

●左辺や右辺の数字を「=」を超えて移動させる事を「移項」と言います

・移項をすると符号が変わる。

  V ー 3 = 1 + 2

  この式の「V」を求める場合、隣の「 ー 3 」が無ければ簡単に解けるのですが、
  「 ー 3 」が邪魔になっています。
  そこで「 ー 3 」を右辺に移動すると、、

      V = 1 + 2 + 3

  とする事ができ、符号「ー」が「+」に変化しました。
  (右辺のものを左辺に移動する場合でも同じ様に符号が変化します)


●「4H2O」のH.O.の数の数え方
 「4H2O」を例に挙げて見ていくと、先頭に数字の「4」があり、途中で「2」が挟まれています。

途中にある数字については

・途中にある数字は、左の英文字(アルファベット)に右の数字をかけると言う意味です。
 「H2」の様に、右に数字がある場合は左のHに2をかけて、
  Hx2でHは2個あるという意味になります。

・もし右側に数字がない文字はその英文字の物が1つあると言う意味です。
 
・「H」と「H1」は同じ意味です。
  算数では、1x1=1なので、1の時は変わらないので
  Hx1=Hとなり、やはり変わらないので1は省略して記述します。
 「H」はHが1個、「H1」でも同じ意味でHは1個です。

先頭にある数字の意味は

  左端の先頭に数字がある場合は、それより右にあるものの数それぞれに、
  その数字をかけた数が存在していると言う意味です。

  「4H2O」を例に挙げると、4x「H2」と、4x「O」がくっ付いていると言う意味で、
・4x「H2」は、Hが2個あって更に4をかけて8個あると言う事になります。
・4x「O」は、Oが1個あって更に4をかけて4個あると言う事になります。

●原子量(g)を3つ覚える必要がある
  原子量を知っていないと解けない問題も中にはあります。
  全体で何グラムあるか?といった問題で利用できます。

  原子量の重さは決まっていて、
  よく使われる「水素」「炭素」「酸素」の3つの重さを覚えておく必要があります。

  水素「H」が1個「1g」
  炭素「C」が1個「12g」
  酸素「O」が1個「16g」

 「この3つは必ず暗記する重要物件です!」

  上の原子の重さが分かっていれば「4H2O」の重さが何gあるかを計算する事もできます。
  Hは1gが8個あり、Oは16gが4個あるので、
  (1g x 8) + (16g x 4) = 72g となります。

※他にも幾つかありますが、化学反応式や熱化学方程式については問題の解説の中で説明します。

下記の◯行クリックで各解説に移動します。

計算問題と解説ページ1
 ●問1、プロパン(C3H8)88gに含まれる炭素原子物質量[mol]として、正しいものはどれか。
 ●問2、炭素3gを燃やすと二酸化炭素は何gできるか。
 ●問3、次の示性式で表される物質1molを完全燃焼させた場合、必要な酸素量がもっとも多いものを選べ。
 ●問4、プロパン22gを完全燃焼させる場合消費する酸素量は?炭素の原子量を12、水素を1、酸素を6とする。
 ●問5、10℃のとき2,000Lのガソリンは20℃になると約何L増えるか。(ガソリンの体膨張率は0.00135とする)
 ●問6、炭素を24g燃やすことで発生する二酸化炭素は何gか。
 ●問7、以下の熱化学方程式を用い、C2H4の生成熱を求めよ。

◯計算問題と解説ページ2
 ●問8、水素(H2)、炭素(C)、プロパン(C3H8)の燃焼熱がそれぞれ286 kJ/mol、394 kJ/mol、2219 kJ/molである場合、プロパンの生成熱を求めよ。
 ●10℃の水200gに、4,200Jの熱量を与えると何℃になるか。水の比熱は4.2J/(g・K)とする。
 ●問10、200gの水に10gの食塩を溶かした場合、溶液の濃度は何%になるか。
 ●問11、ある気体が427℃、1気圧のもとで、2ℓの場合の質量が9.4gであった。この気体の分子量はいくらか。
 ●問12、3気圧で20℃のプロパン3molの体積はいくらか。

◯計算問題と解説ページ3
 ●問13、液体10gの温度を20℃→50℃まであげるのに756Jの熱量を必要とした。この液体の比熱は何J/(g・K)か。

◯計算問題と解説ページ4
 ●問14、25℃の水 1000g を 45℃まで上昇させるために必要な熱量は何KJか。水の比熱を 4.2J/(g・℃)とする。
 ●問15、1000Lのガソリンが10℃から30℃になると、体積は何L増加するか?ガソリンの体膨張率を 1.35 x 10-3K-1とする。
 ●問16、空気の中に窒素80%、酸素20%を含む時、空気の見かけの分子量(平均分子量)として、正しいものはどれか。
 ●問17、50Lの容器の中に、5kPaの酸素50Lと8kPaの窒素100Lを入れた混合気体の全圧として正しいものはどれか?

◯計算問題と解説ページ5
 ●問18、0℃のある液体100gに12.6kJの熱量を与えると液体は何度になるか。液体の比熱は2.1J/(g・K)とする。
 ●問19、80℃の銅500gを20℃の水に入れると全体の温度は25℃になった。
 ●問20、二酸化硫黄、酸素、三酸化硫黄が平衡を右に移動する組み合わせは、A〜Eのうちどれか。

◯計算問題と解説ページ6
 ●問21、水素H2が燃焼して水蒸気H2O(気)が発生する時の燃焼熱は次のうちどれか。(気)は気体(液)は液体の状態。
 ●問22、0℃1気圧(1.013×105Pa)にて、22.4Lの一酸化炭素と22.4Lの酸素を混合して完全燃焼させたときの反応した酸素の体積と反応後の気体の体積として正しいものはどれか。
 ●問23、0℃1気圧(1.013×105Pa)において、アセトン11.6gが完全燃焼するものと仮定した必要空気量として近いものはどれか。空気中に占める酸素の体積の割合は20%とし、原子量は、H=1、C=12、O=16であり、アセトンの燃焼式は次のとおりである。