田原の理科総合〜センター試験突破のための秘策あり！

〇酸化と還元

酸化：電子を失うこと
還元：電子を受け取ること

酸化数：失った電子数

※理科総合の教科書では、
酸化（酸素を受け取る、水素を失う）
還元（酸素を失う、水素を受け取る）
という定義で扱っていますが、僕は、電子の授受で説明しています。

酸化数の求め方
（１）水素の酸化数は1、酸素の酸化数は-2とする。
　　　例外：H_2O_2のOは、-1
（２）単体の酸化数は0
（３）化合物の酸化数の和は0
（４）イオンの酸化数の和は価数と等しい

例）SO_4^(2-) のSの酸化数を求めよ。

求める酸化数をxとおくと、
x+(-2)×4=-2
x=6

よって、硫酸イオンの中の硫黄原子は、電子を6個失っている状態で
結合していることが分かる。

〇酸化剤と還元剤
H_2S+I_2 → 2HI+S
   ~            ~
Sの酸化数は、-2→0 （2増加した＝2個電子を失った＝酸化された）
Iの酸化数は、0→-1　（1減少した＝1個電子を受け取った＝還元された）

電子の授受に注目すると、
I →電子→ S

Iは、Sへ電子を与えて還元してやったから、還元剤
Sは、Iから電子を奪い取って酸化したから、酸化剤

〇物質量（モル数）

理科総合の教科書には、モル数は登場しませんが、計算問題を解くときに
物質量を理解していると立式しやすいので、教えています。

・モル数を考えるメリット

核子1個からなる水素と、核子4個からなるヘリウムの質量の比は、およそ１：４
になる。

原子1個の重さは、約10^(-23)gほどなので、1個単位で扱うと、小さすぎて
扱いにくい。

水素が1gになるまで集めてやると、水素原子の個数は、6.0×10^(23)個になる。

ヘリウムが4gになるまで集めてやると、ヘリウム原子の個数も、6.0×10^(23)
個になる。

つまり、6.0×10^(23)個という個数は、原子を構成している核子数と、質量を
表すグラム数が等しくなるという便利な個数なのだ。この個数をアボガドロ数
といい、アボガドロ数だけ集めて一まとめにした単位を1モル（mol)という。

物質1モルの質量を
　原子量（原子の場合）
　分子量（分子の場合）
　式量（組成式の場合）
という。

〇モル数の３つの表現

（モル数）＝（質量）/（原子量）＝（個数）/（アボガドロ数）＝（体積）/22.4

※0℃１気圧（標準状態）の気体1molの体積は、22.4リットルになる。

理科総合の範囲では、この３つの表現を覚えておくと、計算問題を簡単に解ける。

〇化学反応の計算問題

例題-------------------------------------------------------------------
N_2+3H_2 → 2NH_3　
（１）窒素2.8グラムが完全に反応したとき、生成したアンモニアの個数は
      いくらか。
（２）窒素2.8グラムが完全に反応するのに必要な水素は、標準状態で
      何リットルか。
ただし、N=14, H=1 とする。
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（１）化学反応数の係数比より、
窒素のモル数：アンモニアのモル数＝1:2
という式を立てればよい。このとき、モル数の3つの表現から、問題に合うもの
を選ぶ。
2.8/28 : x/(6.0×10^(23)) =1:2
x=1.2×10^(23)

（２）化学反応数の係数比より、
窒素のモル数：水素モル数＝1:3
という式を立てればよい。このとき、モル数の3つの表現から、問題に合うもの
を選ぶ。

2.8/28 : y/22.4=1:3
y=6.72 リットル