理論化学の計算なんて簡単!2つの事を意識するだけで解ける!

んにちは、わたなべです。

 

今日は理論化学についてのお話です。

 

理論化学、有機化学、無機化学

とありますが(化学基礎はのぞく)

 

最も受験生の苦手意識が強いのが『理論化学』です。

 

私のメルマガにご登録されている方の中にも多くの人が理論化学を苦手としています。

 

なので今日はそのような理論化学をどのように攻略していけばいいのか?と言う事を紹介していきます。

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理論化学の方針がわからない

まずは、メルマガで多い質問をシェアします。

それぞれの分野の質問はあるものの、

『理論化学全体』として言えば、

下の2つの質問に集中します。

それは、

 

その時々で、どのような公式を使えば

いいのかがわからない。

理論計算問題をどうといていくか、

という方針が全然立てられない。

の2つです。

 

わたなべの経験

本当にこれはよくわかります。

・熱化学方程式を習うときは方程式の作り方を学び、

 

・酸化還元では、半反応式の作り方を学び、

・気体ではいきなり圧力や体積で計算し始める。

・気体の溶解度では、濃度を使った謎の式[C]=kPとかいうのが出て来た。

 

この理論化学の習い方のせいで

ワタナベ少年は『理論化学はそれぞれの範囲の計算方法を覚えないといけない!

 

と考えてしまいました。

つらい

 

ですが、この勉強の仕方だといざ問題を解くときに困ります。

方針が立てられない』のです。私は重要問題集の問題を全パターン覚えようとしました。

 

ですが

受験では見た事も無い問題が出る事も

しょっちゅうあります。

 

そういうときに知っている問題だけでは、解けません。

 

そもそも全パターンを覚えるなんて

そんな大変な事

出来るはずもありません。

実際、理論化学が得意な受験生は

もっとすくない労力で

効率よく様々な分野を攻略しているのです。

得意な受験生、苦手な受験生

理論化学が得意な受験生と

苦手な受験生とでは

 

決定的な違いが生じています。

それは、

全体像がみえているかどうか

です。

特に現役生は理論化学を

全体を通して見直す事が

できません。

 

なので

「それぞれの分野で

計算の仕方を覚えなければならなくなります」

 

苦手な人の頭の中の理論化学の

イメージはこちらです。

苦手な受験生

それぞれの分野が別々に

なっていて、重なりが無く、

 

ひたすらあらゆる分野を覚えなければ

なりません。

 

 

ですが、得意な受験生は

理論化学は2つの絶対法則に気づいています。

 

2つの絶対法則に気づいているため

これを基本にして、

ちょっとだけ分野ごとにアレンジする

だけで勉強が終わるのです。

 

理論化学が得意な人の頭の中はこちらです。

理論化学が得意な受験生

基本に枝葉がついているだけ、

さらに全てが繋がっているのです。

その2大法則とは、

「モル利用」

「モル比」

です。

どういうことかというと

モルを使って、モル比で解く

と言う事です。

 

実は当たり前すぎる事を言ってるのですが、

意外とポカーンとしている人も多いのです。

まず、モル利用とは、

『化学の計算はモルでしましょう。』

という至極当たり前な事です。

 

ですが、

実際に全分野で意識出来ているか?

というと、そういう訳ではないのです。

 

あなたは、気体の分野などで、『分圧、分体積』を見たとき、

「あ〜なるほどね、分圧と分体積をモルの代わりに使っているんだね!」

って言えるでしょうか?

 

実は分圧、分体積はモル利用するのが面倒すぎるから分圧、分体積を使っているのです。

 

分圧、分体積を使う理由

 

気体分野ではモルを求めるとき

気体の状態方程式』を使います。

ですが、

状態方程式

このように、変数がR以外の4個もあり、

これからnを利用して考えるのは面倒すぎるのです。

 

なので、

温度、体積が一定の場合は、

P=knと一定の物をRと一緒にまとめて、

定数kとして、nに比例したpを分圧として

 

モル利用の代わりとして使います。

 

なぜこれを意識しなければならないかというと、

受験の化学の問題を解くときはほとんど

モル比」で解くからです。

 

こういうと、

「は?お前は馬鹿か?化学は反応式を立てて解くんだ!」

とか思われるかもしれません。

 

確かにそうなのです、

化学反応式を書ければmolの関係が分かります。

 

しかし、

実は下のような化学反応式って

2H2O→2H2+O2

 

「モル比を求めている事に他ならない!」のです。

 

つまり、

 

化学反応式はモル比の部分集合なのです。包含関係は以下のようになっています。

化学反応式はモル比に含まれているのです。

 

つまり裏返すと、

モル比さえ分かれば化学反応式は書けなくても良い

という事です。

 

この事はとんでもなく重要なことです!

 

化学の理論分野では物質の反応を起こすとき、

反応物質の必要量

生成物質の生成量

を求める事が大半です。

 

これを求めるのに必要なものは質量(g)、体積(L)、

などもあれば、

混合物となって濃度や質量で与えて来たりします。

つまり与えられ方はさまざまなのです。

 

それに対して、化学の変化は

ほとんどをモルで表します。

 

(モルでもできるがあまりにも面倒なので、

代わりのものを使う気体のような分野

もあります)

 

よって、あなたはこれから理論化学の問題をみたら

以下のように解いていってください。

 

step1

問題文を読んで様々な分野の知識から「モル比」を確定する。

 

step2

与えられたものからモルを求める。「モル利用」

 

step3

モル比で求めるものを計算する。

この通りにやる、まさに理論化学分野を

テンプレート化して解いていく事ができるのです。

 

さらに「モル利用」するためには、

状態量を見たときに、

 

モルに変換する方法を瞬時に

言えなければなりません。

 

これに関しては動画を作りましたので

こちらでご確認ください。

このような動画の更新を見逃さない

ように、チャンネル登録しておいてください。

 

それでは本日は此所までです

最後まで読んでいただきありがとうございます。

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