「化学反応式」に“係数”をつけるコツ! | 中2生の「理科」アップ法

教科ごとの勉強法

中2です。「化学反応式」で、“係数”のつけ方が…。

 
中学生から、こんなご質問が届きました。

化学反応式の係数なのですが、

 なぜつけるのかを知りたいです。

 たとえば、“2 H₂O”を
 “H₄O₂”と書かないのはなぜですか…?」



とても良い質問ですね!

結論から言うと、

化学式の形を変えると、
その物質ではなくなってしまうからです。


・水(H₂O)の分子が2つある

と言いたければ、

分子が2つという意味で、

H₂O の前に係数「2」をつけます。

(これが係数の意味です。)


H₄O₂ と書けば、

もう「水」ではなくなってしまいます。

(水という物質は、
 H₂O としか書けないルールだからです。

 たとえば、「炭素は、C」
 ルールで決めたので、

 C でないものが
 炭素を意味することはありません。


 これと同じで、

 H₂O でないものが
 「水」を表すことはないのです。



このように、

まずは結論からお答えしました。

以下はさらに、

成績アップの大事なコツを
お話していきますね。




■まずは準備体操を!

皆さんは、

「水を化学式で書いてください」と言われて、

「H₂O です!」

と即答できるでしょうか。


「え……」と困ってしまう中学生は、

まずは準備体操から始めましょう。

中2理科の基礎ページを
2つ用意しました。


こちらのページでは、

最低限、覚えるべき「化学式」

をまとめておきました。

もちろん「水 H₂O」もあります。


もう1つのページでは、

・「化学反応式」の“数字”の意味

を初歩から解説しています。

“大きい数字”“小さい数字”
意味がどう違うの…?

というよくあるご質問に、
ばっちりお答えしています。


準備体操として、
ぜひ読んでみてください。


理科のコツが詰まっていますよ!


その後で戻ってくると、

“すごく分かるようになったぞ!”

と実感がわくはずです。



■化学反応式のルール

では、本題に入りましょう。

化学反応式について、

「3つのルール」を説明します。


1.「=」ではなく「→」を使う

化学反応式では、

“反応前”の物質と
“反応後”の物質はちがうものです。


そのため、「=」ではなく「→」を。


2.「→」の前後では、
  原子の種類と数を等しくする。

化学変化は、

原子の結びつき方が変わるだけです。

原子は、突然なくなったり、
増えたりもしません。


そのため、「→」の前後で、

原子が増えたり、
種類が変わったりはしないのです。


3.係数は“もっとも簡単な整数”に。

理科では、係数に「1.5」のような
小数は使いません。

また、化学反応式の中で、

物質Aと物質Bの分子の数が
「4:2」になるような時は、

「2:1」と書き直しましょう。

(算数や数学で習った

 「もっとも簡単な整数比」を使います。

 「4分の2」という分数を
 「2分の1」と約分するのと同じです。



■「係数」のつけ方を知ろう

今から、具体例を通して、

先ほどのルールを確認します。


「水素と酸素が化合すると、水ができる

という化学反応式を例に挙げます。

化学反応式では、

「係数のつけ方」が特に大事なので
注目してくださいね!


(1)まずは、「物質名」と「→」で表す。

水素 + 酸素 → 水


(2)これを、化学式で置き換える。

H₂ + O₂ → H₂O


(3)ここで、「原子の種類」「数」を確認。

(「→」の前後で、数を合わせるため!)


・左辺……H原子2個、O原子2個

・右辺……H原子2個、O原子1個  ← O原子が足りない…


右辺のO原子が、
1個足りないことが分かります。

ここで、よくある間違いは、

× O原子を1個増やして「H₂O₂」とする

というものなのですが、

これはルール無視になるので
やってはいけません。


理科では、「水 H₂O」と決まっているので、

H₂O₂ と書いてしまうと、
もう水ではなくなるからです。


「水ができる」という化学反応式を
書きたいのに、

これでは話がズレてしまいますね。


さて、ではどうすべきでしょうか?

ここからが得点アップのコツです。

中2生の皆さん、行きますよ!


O原子の数を等しくするには、

「水分子H₂O」を右辺に1個増やします。


H₂ + O₂ → H₂O H₂O

(※こういう下書きをしましょう。

 H₂O という分子を
 丸ごと増やすという発想がコツです!)


もちろん、もう少し続きがあるので、

次に進みます。


(4)両辺の「原子の種類」「数」を再確認。

・左辺……H原子2個、O原子2個

・右辺……H原子4個、O原子2個


先ほど問題だった、「O原子の数」は
もうそろいました。


あとは、

“左辺のH原子が、2個足りない”

という問題だけです。


でも皆さんはもう、

分子ごと増やす

という技を知っているので大丈夫ですね。

「水素分子H₂」を左辺に1個増やしましょう。

H₂ H₂ + O₂ → H₂O H₂O


これで数がそろいました!


・左辺……H原子4個、O原子2個

・右辺……H原子4個、O原子2個


完全にそろっていますね。

「原子の種類」と「数」が等しいので、

下書きの完成です。


あとは――

“分子の数”を「係数」で表す

のがルールなので、

先ほどの下書き(↓)をよく見て、

H₂ H₂ + O₂ → H₂O H₂O


「水素分子H₂」が2つ

「水分子H₂O」が2つ


であることを確認し、

それを係数で表しましょう。

H₂ + O₂ →  H₂O


これで化学反応式が書けました!

(1)~(4)の手順で
練習していきましょう。

数を合わせるときには、
分子ごと増やしてくださいね。



「水 H₂O」と決まっていますから、

H₂O₂ と書いてしまえば
もう水ではなく、不正解に…

これを理解すれば、実力アップです。

分子ごと増やすのがコツですよ!



さあ、中2生の皆さん、
次のテストは期待できますね。


定期テストは、「学校ワーク」から
たくさん出るものです。

スラスラできるように
繰り返し練習しておきましょう。

すごく上げることができますよ。
 

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