物質量を質量と粒子数に換算する
身近な物質のモル質量を使う14問と、単位と考え方を説明する六つの記述課題です。
学年・内容の目安 高校「化学基礎」。授業の復習や教材の準備に使えます。公開教材の利用条件を確認し、年少の生徒には講師が紙の教材を用意します。
学習内容や既習事項に合わせて使う独自の練習です。文部科学省の認定教材や、教科書・入試の全範囲を網羅する教材ではありません。
高校「化学基礎」(3)ア(ア)㋐「物質量」に関連する、粒子数と質量の換算の補助教材です。
解説を読む
試料の質量、物質量、粒子数を結び付けます。分子、原子、化学式で表される組のうち、何を数えているかも確かめましょう。
必要な予備知識
化学式の右下の数字が何を示すかを読み、小数のかけ算と割り算ができること。
- 質量をm、モル質量をM、物質量をnとすると、m＝nM、n＝m÷M。質量はg、モル質量はg/mol、物質量はmolでそろえる。
- 粒子数は物質量にアボガドロ定数をかけて求める。この練習では6.02×10²³/molを用いる。 数値問題では、この値で求めた答えを丸めずに入力する。
- 数える粒子を指定する。水ならH₂O分子、酸素ならここではO₂分子、塩化ナトリウムの結晶ではNaClの化学式で表される組を数える。
- 答えの単位や「×10²³」が問題に示されているときは、求めた数値や係数だけを入力する。
解き方の例
モル質量24.3 g/molのMgを0.50 molとると、質量は0.50×24.3＝12.15 gです。粒子はMg原子で、その数は3.01×10²³個です。
よくある間違い
- gとmolの換算に、モル質量ではなくアボガドロ定数を使う。
- O₂分子の数と、その中のO原子の数を同じにする。
- 同じ物質量なら、物質が違っても同じ質量になると考える。
観察と考え方を講師と確かめる
何を数えるかを示し、質量と粒子数のどちらを求める式かを区別して説明します。
この教材では与えたモル質量と丸めた定数を用います。気体の体積や反応式による量の計算は扱いません。
文部科学省：高等学校学習指導要領解説 理科編 · 国際度量衡局：SIにおけるモルの定義（英語）
読む文章・資料
水の試料を量る
水のモル質量を18.0 g/molとします。試料Aは純粋な水4.50 g、試料Bは純粋な水0.30 molです。
二酸化炭素の分子を数える
二酸化炭素CO₂のモル質量を44.0 g/molとします。容器Cには純粋なCO₂が0.50 molあります。別の容器DにはCO₂分子が1.204×10²³個あります。
酸素分子と酸素原子
容器Eには酸素分子O₂が0.20 molあります。O₂分子一個を、O原子二個がつくっています。
同じ物質量の水と二酸化炭素
試料FはH₂O分子0.25 mol、試料GはCO₂分子0.25 molです。モル質量はH₂Oが18.0 g/mol、CO₂が44.0 g/molです。
塩化ナトリウムの組を数える
固体の塩化ナトリウムはNa⁺とCl⁻が並ぶ結晶です。NaClはNa⁺とCl⁻が一個ずつの組を表します。モル質量を58.5 g/molとし、試料Hを11.7 gとします。
質量から分子数へ
試料Iは二酸化炭素CO₂が33.0 gです。モル質量は44.0 g/molです。粒子数の計算には6.02×10²³/molを使います。
等しい質量で物質量を比べる
試料Jには水が18.0 g、試料Kには二酸化炭素が18.0 gあります。モル質量はH₂Oが18.0 g/mol、CO₂が44.0 g/molです。
練習する
選択問題では答えを一つ選び、数値問題では指定された単位で数だけを入力します。観察の根拠や途中の計算は、記述課題で講師と確認します。
入力した答えは、ページを再読み込みするか離れるまで、このページのメモリ上に保持されます。保存済みの下書き、アカウントの成績、自動の宿題提出は作成されません。
自分の答えと記述
確認問題・資料・講師と使う課題
資料：水の試料を量る
水4.50 gの物質量は何molですか。molで表した数値を入力しましょう。
答えと解説
0.25
4.50 g÷18.0 g/mol＝0.25 molです。
資料：水の試料を量る
水0.30 molの質量は何gですか。gで表した数値を入力しましょう。
答えと解説
5.4
0.30 mol×18.0 g/mol＝5.40 gです。
資料：二酸化炭素の分子を数える
CO₂が0.50 molあるとき、CO₂分子は何個ですか。答えを「□×10²³個」として、□を丸めずに入力しましょう。
答えと解説
3.01
0.50×6.02＝3.01なので、CO₂分子は3.01×10²³個です。
資料：二酸化炭素の分子を数える
CO₂分子1.204×10²³個の物質量は何molですか。molで表した数値を入力しましょう。
答えと解説
0.2
(1.204×10²³)÷(6.02×10²³/mol)＝0.20 molです。
資料：酸素分子と酸素原子
O₂分子0.20 molに含まれるO原子の物質量はいくらですか。
- 0.20 mol
- 0.10 mol
- 0.40 mol
答えと解説
0.40 mol
O₂分子一個にはO原子が二個あるので、O原子の物質量は0.20×2＝0.40 molです。
資料：酸素分子と酸素原子
O₂分子0.20 molに含まれるO原子は何個ですか。答えを「□×10²³個」として、□を丸めずに入力しましょう。
答えと解説
2.408
O原子は0.20×2＝0.40 molです。練習で用いる値では、0.40×6.02＝2.408です。
資料：同じ物質量の水と二酸化炭素
H₂O分子0.25 molとCO₂分子0.25 molを比べると、どちらの分子数が多いですか。
- 分子数は同じ。
- CO₂の方が分子数が多く、二つの質量は同じ。
- H₂Oの方が分子が多い。
答えと解説
分子数は同じ。
どちらも0.25 molで、数える粒子はそれぞれの分子です。分子数は両方とも同じです。
資料：同じ物質量の水と二酸化炭素
CO₂分子0.25 molの試料Gは何gですか。gで表した数値を入力しましょう。
答えと解説
11
0.25×44.0＝11.0 gです。
資料：塩化ナトリウムの組を数える
固体NaClの粒子の数を考えるとき、この資料でNaCl一組として数えるのはどれですか。
- Na⁺二個の組
- Na⁺一個とCl⁻一個の組
- Cl⁻二個の組
答えと解説
Na⁺一個とCl⁻一個の組
NaClはNa⁺とCl⁻が一個ずつの組を表します。
資料：塩化ナトリウムの組を数える
固体NaCl 11.7 gは何molですか。molで表した数値を入力しましょう。
答えと解説
0.2
11.7÷58.5＝0.20 molです。NaClの化学式で表される組の物質量です。
資料：質量から分子数へ
CO₂ 33.0 gの分子数を求めるとき、先に行う換算はどれですか。
- 33.0を6.02×10²³で割り、molに直す。
- 33.0に44.0をかけ、molに直す。
- 33.0を44.0で割り、molに直す。
答えと解説
33.0を44.0で割り、molに直す。
gからmolに直すときは、質量をモル質量で割ります。
資料：質量から分子数へ
CO₂ 33.0 gに含まれるCO₂分子は何個ですか。答えを「□×10²³個」として、□を丸めずに入力しましょう。
答えと解説
4.515
33.0÷44.0＝0.75 molです。練習で用いる値では、0.75×6.02＝4.515です。
資料：等しい質量で物質量を比べる
それぞれ18.0 gの水と二酸化炭素では、どちらの物質量が大きいですか。
- 二酸化炭素の方が大きい。
- 水の方が大きい。
- 18.0 gの水と18.0 gの二酸化炭素では、物質量が等しい。
答えと解説
水の方が大きい。
同じ18.0 gをそれぞれのモル質量で割ります。水は1.00 molで、二酸化炭素は1.00 molより少なくなります。
資料：等しい質量で物質量を比べる
水18.0 gと二酸化炭素18.0 gで、分子数を比べる説明として合うのはどれですか。
- 同じ質量なら、モル質量が違っても分子数は同じになる。
- 同じ質量なら、モル質量が大きいCO₂の方が分子数が多い。
- 同じ質量なら、モル質量が小さいH₂Oの方が分子数が多い。
答えと解説
同じ質量なら、モル質量が小さいH₂Oの方が分子数が多い。
H₂Oの方が物質量が大きくなります。どちらも分子を数えるので、物質量が大きい方の分子数が多くなります。
観察と考え方を講師と確かめる
資料：水の試料を量る
試料Aの水4.50 gと試料Bの水0.30 molについて、一方はmol、もう一方はgに直します。式と答えを示しましょう。
答えと解説
Aは4.50÷18.0＝0.25 molです。Bは0.30×18.0＝5.40 gです。
換算の向きで、同じモル質量をかけるか割るかが変わります。
- Aは質量をモル質量で割り、0.25 molとする。
- Bは物質量にモル質量をかけ、5.40 gとする。
資料：二酸化炭素の分子を数える
CO₂が0.50 mol入る容器Cの分子数と、CO₂分子1.204×10²³個が入る容器Dの物質量を求め、式を説明しましょう。
答えと解説
Cは0.50×6.02×10²³＝3.01×10²³個。Dは(1.204×10²³)÷(6.02×10²³)＝0.20 molです。
molから個数へは定数をかけ、逆は定数で割ります。
- Cは定数をかけて3.01×10²³個とする。
- Dは定数で割って0.20 molとする。
資料：酸素分子と酸素原子
O₂分子が0.20 molのとき、O原子は何molありますか。二種類の物質量の違いを説明しましょう。
答えと解説
O₂分子一個にはO原子が二個あります。分子を数えると0.20 mol、原子を数えると0.20×2＝0.40 molです。
同じ試料でも、指定する粒子で個数が変わります。
- O₂分子一個あたりO原子二個と示す。
- 分子0.20 molと原子0.40 molを区別する。
資料：同じ物質量の水と二酸化炭素
H₂OとCO₂がそれぞれ0.25 molあります。分子数は等しいのに質量が異なる理由を、両方の質量を求めて説明しましょう。
答えと解説
物質量は等しいので分子数は同じです。モル質量が違うため、H₂Oは0.25×18.0＝4.50 g、CO₂は0.25×44.0＝11.0 gです。
一分子ずつ数えて同じ数を取っても、分子の質量の違いが残ります。
- 同じ物質量と同じ分子数を結び付ける。
- モル質量の違いを使って4.50 gと11.0 gを示す。
資料：塩化ナトリウムの組を数える
固体NaCl 11.7 gに含まれるCl⁻の物質量を求め、NaCl一組とCl⁻の対応を説明しましょう。
答えと解説
NaClは11.7÷58.5＝0.20 molです。NaCl一組につきCl⁻が一個なので、Cl⁻は0.20 molです。
固体NaClで何を一組として数えるかを明確にします。
- モル質量を使いNaClの量を0.20 molと計算する。
- NaCl一組あたりCl⁻一個を根拠に、Cl⁻も0.20 molとする。
資料：質量から分子数へ
CO₂ 33.0 gを分子数に直す途中の物質量と、分子数を求めましょう。式も書きましょう。
答えと解説
33.0÷44.0＝0.75 molです。0.75×6.02×10²³＝4.515×10²³個なので、丸めて4.52×10²³個と表せます。
質量から直接定数をかける前に、molへの換算が必要です。
- モル質量で割って0.75 molを求める。
- 物質量に定数をかけ、4.515×10²³個または適切に丸めた値を示す。
ワークシート
学習内容と参考資料
授業・宿題・次の記録につなげる
観察や測定の結果をもとに、生徒が何を根拠に考えたかを一緒に確かめましょう。印刷する場合は、生徒用には解答を付けず、講師用には解答と記述課題の評価の目安を付けます。年少の生徒には講師が紙の教材を用意します。生徒用のログインを使う場合は、利用条件と同意の手順を確認してください。
講師の方へ
教材にリンクを保存し、必要なときに生徒と共有できます。
この練習問題を保存ワークシート: 物質量を質量と粒子数に換算する
MomentDesk · https://momentdesk.com/ja/practice/convert-amount-of-substance-to-mass-and-particle-count/
何を数えるかを示し、質量と粒子数のどちらを求める式かを区別して説明します。
文部科学省：高等学校学習指導要領解説 理科編 · 国際度量衡局：SIにおけるモルの定義（英語）
読む文章・資料
水の試料を量る
水のモル質量を18.0 g/molとします。試料Aは純粋な水4.50 g、試料Bは純粋な水0.30 molです。
二酸化炭素の分子を数える
二酸化炭素CO₂のモル質量を44.0 g/molとします。容器Cには純粋なCO₂が0.50 molあります。別の容器DにはCO₂分子が1.204×10²³個あります。
酸素分子と酸素原子
容器Eには酸素分子O₂が0.20 molあります。O₂分子一個を、O原子二個がつくっています。
同じ物質量の水と二酸化炭素
試料FはH₂O分子0.25 mol、試料GはCO₂分子0.25 molです。モル質量はH₂Oが18.0 g/mol、CO₂が44.0 g/molです。
塩化ナトリウムの組を数える
固体の塩化ナトリウムはNa⁺とCl⁻が並ぶ結晶です。NaClはNa⁺とCl⁻が一個ずつの組を表します。モル質量を58.5 g/molとし、試料Hを11.7 gとします。
質量から分子数へ
試料Iは二酸化炭素CO₂が33.0 gです。モル質量は44.0 g/molです。粒子数の計算には6.02×10²³/molを使います。
等しい質量で物質量を比べる
試料Jには水が18.0 g、試料Kには二酸化炭素が18.0 gあります。モル質量はH₂Oが18.0 g/mol、CO₂が44.0 g/molです。
資料：水の試料を量る
水4.50 gの物質量は何molですか。molで表した数値を入力しましょう。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：水の試料を量る
水0.30 molの質量は何gですか。gで表した数値を入力しましょう。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：二酸化炭素の分子を数える
CO₂が0.50 molあるとき、CO₂分子は何個ですか。答えを「□×10²³個」として、□を丸めずに入力しましょう。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：二酸化炭素の分子を数える
CO₂分子1.204×10²³個の物質量は何molですか。molで表した数値を入力しましょう。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：酸素分子と酸素原子
O₂分子0.20 molに含まれるO原子の物質量はいくらですか。
- 0.20 mol
- 0.10 mol
- 0.40 mol
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：酸素分子と酸素原子
O₂分子0.20 molに含まれるO原子は何個ですか。答えを「□×10²³個」として、□を丸めずに入力しましょう。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：同じ物質量の水と二酸化炭素
H₂O分子0.25 molとCO₂分子0.25 molを比べると、どちらの分子数が多いですか。
- 分子数は同じ。
- CO₂の方が分子数が多く、二つの質量は同じ。
- H₂Oの方が分子が多い。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：同じ物質量の水と二酸化炭素
CO₂分子0.25 molの試料Gは何gですか。gで表した数値を入力しましょう。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：塩化ナトリウムの組を数える
固体NaClの粒子の数を考えるとき、この資料でNaCl一組として数えるのはどれですか。
- Na⁺二個の組
- Na⁺一個とCl⁻一個の組
- Cl⁻二個の組
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：塩化ナトリウムの組を数える
固体NaCl 11.7 gは何molですか。molで表した数値を入力しましょう。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：質量から分子数へ
CO₂ 33.0 gの分子数を求めるとき、先に行う換算はどれですか。
- 33.0を6.02×10²³で割り、molに直す。
- 33.0に44.0をかけ、molに直す。
- 33.0を44.0で割り、molに直す。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：質量から分子数へ
CO₂ 33.0 gに含まれるCO₂分子は何個ですか。答えを「□×10²³個」として、□を丸めずに入力しましょう。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：等しい質量で物質量を比べる
それぞれ18.0 gの水と二酸化炭素では、どちらの物質量が大きいですか。
- 二酸化炭素の方が大きい。
- 水の方が大きい。
- 18.0 gの水と18.0 gの二酸化炭素では、物質量が等しい。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：等しい質量で物質量を比べる
水18.0 gと二酸化炭素18.0 gで、分子数を比べる説明として合うのはどれですか。
- 同じ質量なら、モル質量が違っても分子数は同じになる。
- 同じ質量なら、モル質量が大きいCO₂の方が分子数が多い。
- 同じ質量なら、モル質量が小さいH₂Oの方が分子数が多い。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
観察と考え方を講師と確かめる
ここからは講師と確認する記述問題です。自動採点の点数には含みません。
資料：水の試料を量る
試料Aの水4.50 gと試料Bの水0.30 molについて、一方はmol、もう一方はgに直します。式と答えを示しましょう。
資料：二酸化炭素の分子を数える
CO₂が0.50 mol入る容器Cの分子数と、CO₂分子1.204×10²³個が入る容器Dの物質量を求め、式を説明しましょう。
資料：酸素分子と酸素原子
O₂分子が0.20 molのとき、O原子は何molありますか。二種類の物質量の違いを説明しましょう。
資料：同じ物質量の水と二酸化炭素
H₂OとCO₂がそれぞれ0.25 molあります。分子数は等しいのに質量が異なる理由を、両方の質量を求めて説明しましょう。
資料：塩化ナトリウムの組を数える
固体NaCl 11.7 gに含まれるCl⁻の物質量を求め、NaCl一組とCl⁻の対応を説明しましょう。
資料：質量から分子数へ
CO₂ 33.0 gを分子数に直す途中の物質量と、分子数を求めましょう。式も書きましょう。
解答: 物質量を質量と粒子数に換算する
0.25
4.50 g÷18.0 g/mol＝0.25 molです。
5.4
0.30 mol×18.0 g/mol＝5.40 gです。
3.01
0.50×6.02＝3.01なので、CO₂分子は3.01×10²³個です。
0.2
(1.204×10²³)÷(6.02×10²³/mol)＝0.20 molです。
0.40 mol
O₂分子一個にはO原子が二個あるので、O原子の物質量は0.20×2＝0.40 molです。
2.408
O原子は0.20×2＝0.40 molです。練習で用いる値では、0.40×6.02＝2.408です。
分子数は同じ。
どちらも0.25 molで、数える粒子はそれぞれの分子です。分子数は両方とも同じです。
11
0.25×44.0＝11.0 gです。
Na⁺一個とCl⁻一個の組
NaClはNa⁺とCl⁻が一個ずつの組を表します。
0.2
11.7÷58.5＝0.20 molです。NaClの化学式で表される組の物質量です。
33.0を44.0で割り、molに直す。
gからmolに直すときは、質量をモル質量で割ります。
4.515
33.0÷44.0＝0.75 molです。練習で用いる値では、0.75×6.02＝4.515です。
水の方が大きい。
同じ18.0 gをそれぞれのモル質量で割ります。水は1.00 molで、二酸化炭素は1.00 molより少なくなります。
同じ質量なら、モル質量が小さいH₂Oの方が分子数が多い。
H₂Oの方が物質量が大きくなります。どちらも分子を数えるので、物質量が大きい方の分子数が多くなります。
記述問題の解答・確認の観点
資料：水の試料を量る
試料Aの水4.50 gと試料Bの水0.30 molについて、一方はmol、もう一方はgに直します。式と答えを示しましょう。
Aは4.50÷18.0＝0.25 molです。Bは0.30×18.0＝5.40 gです。
換算の向きで、同じモル質量をかけるか割るかが変わります。
- Aは質量をモル質量で割り、0.25 molとする。
- Bは物質量にモル質量をかけ、5.40 gとする。
資料：二酸化炭素の分子を数える
CO₂が0.50 mol入る容器Cの分子数と、CO₂分子1.204×10²³個が入る容器Dの物質量を求め、式を説明しましょう。
Cは0.50×6.02×10²³＝3.01×10²³個。Dは(1.204×10²³)÷(6.02×10²³)＝0.20 molです。
molから個数へは定数をかけ、逆は定数で割ります。
- Cは定数をかけて3.01×10²³個とする。
- Dは定数で割って0.20 molとする。
資料：酸素分子と酸素原子
O₂分子が0.20 molのとき、O原子は何molありますか。二種類の物質量の違いを説明しましょう。
O₂分子一個にはO原子が二個あります。分子を数えると0.20 mol、原子を数えると0.20×2＝0.40 molです。
同じ試料でも、指定する粒子で個数が変わります。
- O₂分子一個あたりO原子二個と示す。
- 分子0.20 molと原子0.40 molを区別する。
資料：同じ物質量の水と二酸化炭素
H₂OとCO₂がそれぞれ0.25 molあります。分子数は等しいのに質量が異なる理由を、両方の質量を求めて説明しましょう。
物質量は等しいので分子数は同じです。モル質量が違うため、H₂Oは0.25×18.0＝4.50 g、CO₂は0.25×44.0＝11.0 gです。
一分子ずつ数えて同じ数を取っても、分子の質量の違いが残ります。
- 同じ物質量と同じ分子数を結び付ける。
- モル質量の違いを使って4.50 gと11.0 gを示す。
資料：塩化ナトリウムの組を数える
固体NaCl 11.7 gに含まれるCl⁻の物質量を求め、NaCl一組とCl⁻の対応を説明しましょう。
NaClは11.7÷58.5＝0.20 molです。NaCl一組につきCl⁻が一個なので、Cl⁻は0.20 molです。
固体NaClで何を一組として数えるかを明確にします。
- モル質量を使いNaClの量を0.20 molと計算する。
- NaCl一組あたりCl⁻一個を根拠に、Cl⁻も0.20 molとする。
資料：質量から分子数へ
CO₂ 33.0 gを分子数に直す途中の物質量と、分子数を求めましょう。式も書きましょう。
33.0÷44.0＝0.75 molです。0.75×6.02×10²³＝4.515×10²³個なので、丸めて4.52×10²³個と表せます。
質量から直接定数をかける前に、molへの換算が必要です。
- モル質量で割って0.75 molを求める。
- 物質量に定数をかけ、4.515×10²³個または適切に丸めた値を示す。