高校化学の問題でよくある質問の一つが、物質の分子数やモル濃度の計算方法です。この記事では、二酸化炭素の分子数を求める方法と、塩酸のモル濃度の計算方法について、ステップバイステップで解説します。これらの問題を解くことで、化学の基礎的な計算力を養うことができます。
1. 二酸化炭素の分子数を求める方法
問題：二酸化炭素(CO₂) 8.8g中の分子数を求めなさい。
解き方：まず、二酸化炭素のモル質量を求めます。二酸化炭素の分子量は、炭素(C)が12.0g/mol、酸素(O)が16.0g/molなので、CO₂のモル質量は、12.0 + 2 × 16.0 = 44.0g/molです。
次に、与えられた質量8.8gからモル数を求めます。モル数は、質量 ÷ モル質量で計算できます。
モル数 = 8.8g ÷ 44.0g/mol = 0.2mol
モル数がわかれば、アボガドロ定数（6.022 × 10²³）を使って分子数を求めます。
分子数 = モル数 × アボガドロ定数
分子数 = 0.2mol × 6.022 × 10²³ = 1.2044 × 10²³
答え：二酸化炭素8.8g中の分子数は、約1.2044 × 10²³個です。
2. 塩酸のモル濃度を求める方法
問題：密度1.16g/cm³の塩酸が31.5%の塩化水素（HCl、分子量36.5）を含んでいる。この塩酸のモル濃度を求めなさい。
解き方：まず、塩酸の密度が1.16g/cm³であることから、1Lの塩酸の質量を求めます。
1L = 1000cm³なので、1000cm³ × 1.16g/cm³ = 1160g
次に、31.5%の塩化水素が含まれているので、1160gの31.5%が塩化水素の質量です。
塩化水素の質量 = 1160g × 31.5% = 365.4g
塩化水素のモル数は、質量 ÷ モル質量で求められます。
モル数 = 365.4g ÷ 36.5g/mol = 10mol
最後に、モル数からモル濃度を求めます。モル濃度は、モル数 ÷ 容積(L)です。
モル濃度 = 10mol ÷ 1L = 10mol/L
答え：塩酸のモル濃度は、10mol/Lです。
3. まとめ
この問題では、二酸化炭素の分子数と塩酸のモル濃度を計算しました。化学の問題を解くためには、まず必要な情報を整理し、適切な計算式を使うことが大切です。モル数やモル濃度の計算は、化学を学ぶ上で基本的なスキルとなるので、しっかりと理解しておきましょう。
数学的な計算が必要ですが、順を追って解けば、誰でも解ける問題です。これらの解法を繰り返し練習し、化学の理解を深めていきましょう。
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