原子量の基準変更問題は意外とムズイので裏技テクニックを公開

原子量の基準を変更する問題

原子量の基準変更問題は意外と苦戦する人が多いです。12C=12が現在の化学の常識です。これを

12C=24にしたらどうなりますか?」

って言う問題が私立やセンターだけでなく、国立大学でも出題されます。理論化学や有機化学が得意な人でも意外とこの問題が解けない人って多いんですよ。

 

今回の記事をバッチリ読むと、「12C=24000000にしたらどうなりますか?」とか、何を基準にされたとしてもバッチリ解けるようになります。

 

なので、確実に最後まで読んでみてくださいね!

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原子量の基準変更問題の受験テクニック

もう、ズバリテクニックを紹介します。

重要ポイント

基準値を12C=12から、12C=12xに変更する。(x正の数)この時物理量は以下のように変化する。

原子量の基準変更問題の受験テクニック

はい、正直これだけで問題を解けてしまいます。もし、もうテストや入試前ですぐに解けるようにならないといけないって人は、このまま演習問題にとんでもいいでしょう。

原子量の基準が変更されるとどうなるのか?

まずは、原子量の基準が変わることでどのような影響があるかを理解していこう。

12C=12はどう言うことを意味するかと言うと、12gに入っている12Cの個数をmolと定義することになります。

原子量から1molを規定する

このように、原子量12と言うのは、12gの炭素の中に入っている炭素の個数6.02×1023個を1molと定義する意味があります。この6.02×1023個/molがアボガドロ定数になります。

 

じゃあ12C=24と2倍されるとします。するとどうなるか?

原子量の基準をC=24にした場合

次は、24gの分銅につりあうほどの炭素原子を用意しなければなりません。当然12gの2倍になっているのですから、アボガドロ定数も2倍の6.02×1023×個ですよね。

 

このように、原子量が変更されると1molあたりの個数アボガドロ定数が変更されるのです。

 

その結果、1molあたりの個数が2倍になれば、1molあたりの質量、1molあたりの体積も当然2倍になりますよね。1molあたり、って言うのは単位でいうとg/mol、L/mol、個/molなどですよ。

 

よって、一般化して、原子量の基準が12C=12xになったら、

原子量の基準変更問題の公式

これが成り立ちます。

一方、molが含まれていないものはどうなるのか? 例えばgですね。1molの定義が変わったからといって、原子の質量は変わりますか?

原子1個の質量

こういう原子の質量は、molがどうなろうと関係ありません。実は、今の原子量の基準が12C=12になったのって1961年なんですよ。でも、1800年代の原子の質量と1961年の原子の質量は一緒です。

 

このようなものを絶対量と言います。てな訳で、m,L,g,などはmolの基準が何倍になろうが、関係ありません。よって、まとめると最初の受験テクニックに帰結します。

原子量の基準変更問題の受験テクニック

このテクニックを知っていて理解できていたら、原子量の基準を12C=12の1万倍とする! と言われても全く問題なく対応できます。

 

では、テクニックはここまでですが、せっかくですので、ここで演習問題を解いておきましょう。

原子量の基準変更問題の演習問題

例題

12C=24としたとき次の量は何倍になるか。

(a)12Cの原子1個の質量(g)

(b)アボガドロ定数

(c)1Lの体積中の気体の物質量

(d)水素1molを燃やすのに必要な酸素の物質量

(e)水素1gを燃やすのに必要な酸素の物質量

重要ポイント

受験テクニックを使うために、問題の物理量の単位を記せ!

(a)g/個なので、molが入っていない→1倍(不変)

(b)個/molなので、molが分母→2倍

(c)mol/Lなので、molが分子→1/2倍

(d)mol(O2)/mol(H2)なので、分母にも分子にもmol。打ち消しあう→1倍(不変)

(e)mol(O2)/g(H2)なので、molが分子→1/2倍

 

まとめ

重要ポイント
  • 重要なのは12C=12から何倍になったのか?
  • 原子量の基準が変更されて影響を受けるのはmolが含まれている物理量
  • molが分母ならx倍、molが分子なら1/x倍

てな訳で厄介な問題も今回の記事で解けるようになったと思います。一回だと忘れてしまうので、何度か繰り返し勉強しておいてくださいね!

 

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ABOUTこの記事をかいた人

受験化学コーチわたなべ

浪人の夏休みまで死ぬほど勉強したにも関わらず偏差値50を割ることも。そんな状態から効率よく化学を学び化学の偏差値を68まで爆発的に伸ばした。その経験を塾講師としてリアル塾で発揮するも、携われる生徒の数に限界を感じ化学受験テクニック塾を開講。 自己紹介の続きを読む。