高校受験の問題では、化学反応式がつくれるかが合否を分けるポイントの1つになります。
苦手な受験生が多いので、めちゃくちゃ狙われやすい分野です。
この記事では、化学反応式のつくり方を解説します。
以下は僕の自己紹介です。
化学反応式をつくる手順
化学反応式をつくる手順は、次の4ステップです。
【ステップ1】日本語で式を書く
【ステップ2】化学式に置き換える
【ステップ3】原子の数を数える
【ステップ4】原子の数をそろえる
化学反応式がつくれない原因
化学反応式がつくれない原因は、「原子と分子の違いが分かっていないから」になります。
化学反応式が作れないのは、「原子」「元素記号」「分子」「化学式」の4つをそれぞれ理解できていないことが大きな原因です。
まずは…
原子と元素記号
分子と化学式
を区別できることを目標にしましょう。
原子と元素記号
まずは「原子」と「元素記号」についてです。
この2つは区別しにくいと思っている中学生が多いはず。
例えば水素の元素記号は『H』です。水素原子も『H』になります。つまり「原子」と「元素記号」は同じと考えてOKということです。
問題文の中で「原子」と「元素記号」というワードが区別されずに出てくるので、多くの中学生が混乱して意味わからないとなっています。
僕はよく原子を「英語におけるアルファベット」に例えます。原子がアルファベットで分子は「単語」だと授業で教えます。
分子について説明していきましょう。
分子と化学式
分子と化学式の違いも確認しておきましょう。
原子と元素記号の違いについて、同じと考えてOKだと話をしました。分子と化学式も同じと考えて差し支えありません。
例えば酸素分子を答えなさいと言われれば『O2』で、酸素の化学式を答えなさいと言われても『O2』になります。
分子と聞かれたときに、原子と分子の違いをしっかり理解できていないと、酸素の分子を答えなければいけない部分で酸素原子である『O』と書いて不正解…あるあるです。
分子と原子を区別することは、化学反応式を作る上では非常に重要なポイントになります。
化学式を覚えることは絶対条件
僕は…
- 原子を「英語のアルファベット」
- 分子を「英単語」
- 化学反応式は「英文」
に例えて授業を行います。
英語で犬と言う英単語はドッグですよね？
ドッグのアルファベットの表記はdogです。ではdogのoがaに変わるとdagになり、犬では無くなってしまします。
同じように水素の化学式はH2で、酸素の化学式はO2です。
分子(英単語)を覚えるために原子(アルファベット)が必要になります。
英文だと考えれば、英単語ができない状態でまともに英作文が書けるわけがありません。
結論から言うと、「化学式を覚えること」が化学反応式を作る上で一番重要なポイントになります。
僕の経験上、化学反応式がつくれない一番の原因は『化学式を覚えていないから』です。
したがって化学反応式を覚えてしまえば、化学反応式をつくることができる可能性がめちゃくちゃ高くなります。
化学式を覚えるコツは、とにかく書いて書いて書きまくって覚えることです。
化学式を覚えると言うと理科アレルギーの中学生の顔が曇ります。しかし、意外と覚えなければいけない化学式の数は多くありません。
「最低限覚えておきたい化学式」を一覧にしました。まずは化学式を全て覚えることから始めましょう。
最低限覚えておきたい化学式
| 水素 | H2 |
| 酸素 | O2 |
| 炭素 | C |
| 塩素 | Cl2 |
| 銅 | Cu |
| マグネシウム | Mg |
| 鉄 | Fe |
| 銀 | Ag |
| 硫黄 | S |
| 水 | H2O |
| 二酸化炭素 | CO2 |
| 塩化ナトリウム | NaCl |
| 塩酸 | HCl |
| 硫酸 | H2SO4 |
| 水酸化ナトリウム | NaOH |
| 酸化銅 | CuO |
| 酸化マグネシウム | MgO |
| 酸化銀 | Ag2O |
| 硫化鉄 | FeS |
| 硫化銅 | CuS |
| 炭酸水素ナトリウム | NaHCO3 |
| 炭酸ナトリウム | Na2SO4 |
| 塩化銅 | CuCl2 |
化学反応式をつくる手順
化学反応式をつくる手順は、次の4ステップです。
【ステップ1】日本語で式を書く
【ステップ2】化学式に置き換える
【ステップ3】原子の数を数える
【ステップ4】原子の数をそろえる
水素と酸素の化合(水ができる)を例に説明していきます。
【ステップ１】日本語で式を書く
反応前の物質名を矢印(→)の左側に、反応後の物質名を矢印 (→) の右側に書きましょう。
水素 + 酸素 → 水
慣れてきたら、ステップ１は省略可能です。
【ステップ2】化学式に置き換える
物質名の下にそれぞれの化学式を書きましょう。
H2 + O2 → H2O
化学式の暗記ができていれば、物質名を化学式に置き換えることができるはずです。
【ステップ3】原子の数を数える
H2 + O2 → H2O
矢印(→)の左右の原子の数を数えます。
| 左側 | 右側 |
| H×2 | H×2 |
| O×2 | O×1 |
今の状態では、水素原子の数は2コ同士で合っていますが、酸素原子の数は合ってません。
ここで、やってはいけないことが「化学式の変更」になります。
H2OをH2O2にすれば問題解決ですが、これは反則です。
だって、H2O2は水じゃなくて過酸化水素水なので、別モノになってしまっています。
【ステップ4】原子の数をそろえる
ということで、物質の個数を変えることで対応しましょう。
H2 + O2 → H2O を H2 + O2 → 2H2O に変更します。
右側がH2O×2になります。
それによって…
| 左側 | 右側 |
| H×2 | H×4 |
| O×2 | O×2 |
2H2Oにすることによって、酸素原子が2コ同士で合いました。
ところが、問題発生です。
| 左側 | 右側 |
| H×2 | H×4 |
| O×2 | O×2 |
水素の数が左側2コに対して、右側が4コになってしまいました。
当然、H4は反則なので、数の調整で勝負です。
H2 + O2 → 2H2O を 2H2 + O2 → 2H2O に変更します。
| 左側 | 右側 |
H×4 | H×4 |
| O×2 | O×2 |
よし！これで矢印(→)の左右の原子の数が揃いました。
水素と酸素の化合(水ができる)の化学反応式は…
2H2 + O2 → 2H2O
で完成です。
化学反応式のつくり方の例
【例①】鉄と硫黄の化合
【ステップ1】
鉄 + 硫黄 → 硫化鉄
【ステップ2】
Fe ＋ S → FeS
矢印(→)の左右の原子の数が揃っているので、調整の必要はありません。
【例②】酸化銀の熱分解
【ステップ1】
酸化銀 → 酸素 + 銀
【ステップ2】
Ag2O → Ag ＋ O2
【ステップ3】
| 左側 | 右側 |
| Ag×2 | Ag×1 |
| O×1 | O×2 |
【ステップ3】
①2Ag2O → Ag ＋ O2
| 左側 | 右側 |
| Ag×4 | Ag×1 |
O×2 | O×2 |
これで、酸素原子の数が揃いました。
②2Ag2O → 4Ag ＋ O2
| 左側 | 右側 |
| Ag×4 | Ag×4 |
| O×2 | O×2 |
矢印(→)の左右の原子の数が揃いました。
【例③】炭酸水素ナトリウムの熱分解
【ステップ1】
炭酸水素ナトリウム → 炭酸ナトリウム ＋ 二酸化炭素 ＋ 水
【ステップ2】
NaHCO3 → Na2CO3 ＋ CO2 ＋ H2O
【ステップ3】
原子の種類が多いので、数えにくいですが頑張りましょう。
| 左側 | 右側 |
| Na×1 | Na×2 |
| H×1 | H×2 |
| C×1 | C×2 |
| O×3 | O×6 |
【ステップ3】
2NaHCO3 → Na2CO3 ＋ CO2 ＋ H2O
| 左側 | 右側 |
Na×2 | Na×2 |
H×2 | H×2 |
C×2 | C×2 |
O×6 | O×6 |
矢印(→)の左右の原子の数が揃いました。
化学反応式をつくる手順
化学反応式をつくる手順は、次の4ステップです。
【ステップ1】日本語で式を書く
【ステップ2】化学式に置き換える
【ステップ3】原子の数を数える
【ステップ4】原子の数をそろえる
高校受験の理科では、狙われやすい化学反応式があるので、次の記事も参考にしてください。
また、高校進学後の化学でも科学反応式は避けられません。
頑張ってマスターしてくださいね！
