東京書籍 中2理科「化学変化の物質の質量／化学変化とその利用」

対象：中学2年生・理科

教科書：東京書籍

学習範囲：p63～p79

学習のポイント

• 化学変化の前後で、物質の質量がどのように変化するか理解する。
• 化学変化の前後で原子の種類と数が変わらないことと、質量保存の考え方を結びつける。
• 化学変化を利用して、私たちの生活を支えるさまざまな物質や製品がつくられていることを理解する。
• 化学変化を安全で便利な生活に利用するための考え方を身につける。

目次

• 1．化学変化と物質の質量
• 2．質量保存の法則
• 3．気体が関係する化学変化と質量
• 4．化合する物質の質量の割合
• 5．化学変化とその利用
• 6．重要語句
• 7．一問一答10問
• 8．答え・短い解説
• 9．よくある間違い
• 10．まとめ

1．化学変化と物質の質量

化学変化が起こると、もとの物質とは異なる物質ができます。 このとき、「物質の質量はどうなるのか」が重要なポイントです。

化学変化では、原子そのものが新しく生まれたり、なくなったりするのではなく、 原子の組み合わせが変化して別の物質になります。 そのため、化学変化の前後で、関係する原子全体の質量は基本的に変わりません。

例えば、物質Aと物質Bが反応して物質Cができる場合、 反応する物質の質量の合計と、できた物質の質量の合計を比べることができます。

2．質量保存の法則

化学変化の前後で、物質全体の質量が変わらないことを 質量保存の法則といいます。

ただし、実験で質量を測定するときには注意が必要です。 気体が発生して容器の外へ出ていく場合などでは、 測定した質量が小さくなったように見えることがあります。

反対に、空気中の酸素などが反応に加わる場合には、 反応後の物質の質量が大きくなることがあります。

3．気体が関係する化学変化と質量

気体が発生したり、空気中の気体が反応に加わったりする化学変化では、 「どこまでを全体として考えるか」が大切です。

例えば、物質が酸素と結びつく化学変化では、 もとの物質だけを量ると質量が増えたように見えます。 これは、空気中の酸素が物質に加わったためです。

一方、気体が発生して容器の外へ出てしまうと、 容器内だけを測定した場合には質量が減ったように見えます。

密閉された容器など、反応に関係する物質全体を考えることが、 質量保存を理解するポイントです。

4．化合する物質の質量の割合

2種類以上の物質が化合して新しい物質ができるとき、 それぞれの物質は無制限に反応するわけではありません。 化合するときには、物質どうしが一定の割合で結びつきます。

例えば、ある物質と酸素が反応するとき、 酸素が十分にある場合と不足している場合では、 反応する物質の量や残る物質の量が変わります。

実験結果から、反応した物質の質量を表にしたりグラフにしたりすると、 一定の割合で結びついていることを読み取れる場合があります。

計算問題では、 「どの物質がすべて反応したのか」「どの物質が余ったのか」 を考えることが大切です。

5．化学変化とその利用

化学変化は、実験室の中だけで起こるものではありません。 私たちの生活のさまざまな場面で利用されています。

化学変化を利用したもの

• 燃料を燃やして得られるエネルギー
• 金属を加工してつくられる製品
• 化学反応によってつくられるさまざまな物質
• 電池など、化学変化を利用して電気エネルギーを取り出すもの

化学変化では、物質の種類が変化するとともに、 熱や光、電気などのエネルギーが関係することがあります。

私たちは、このような化学変化を利用することで、 生活をより便利にしたり、必要な物質やエネルギーを得たりしています。

化学変化を利用するときの注意

化学変化には、熱や光を発生させたり、気体を発生させたりするものがあります。 そのため、化学変化を利用するときには、 反応する物質の性質を理解し、安全に扱うことが重要です。

6．重要語句

7．一問一答10問

1. 化学変化の前後で、物質全体の質量が変わらないことを何という？
2. 質量保存の法則で保存されるのは何？
3. 化学変化で反応するもとの物質を何という？
4. 化学変化によって新しくできる物質を何という？
5. 化学変化では、原子の何が変化して別の物質ができる？
6. 物質が酸素と結びつく化学変化を何という？
7. 気体が容器の外へ出ていくと、容器内だけを測った質量はどう見える？
8. 空気中の酸素が物質と結びつくと、その物質の質量はどうなる？
9. 化学変化を利用して電気エネルギーを取り出す身近なものの一つは何？
10. 化学変化を利用するときに大切なことは何？

8．答え・短い解説

1. 質量保存の法則。化学変化の前後で、物質全体の質量は変わりません。
2. 物質全体の質量。反応に関係する物質全体を考えることが重要です。
3. 反応物。化学変化を起こす前の、反応に関係する物質です。
4. 生成物。化学変化によって新しくできた物質です。
5. 原子の組み合わせ。原子の種類や数をもとに、組み合わせが変化します。
6. 酸化。中学校理科では、酸素と結びつく化学変化を酸化といいます。
7. 小さくなったように見える。気体が容器の外へ出ているためです。
8. 大きくなる。酸素が加わるため、反応前の物質だけと比べると質量が増えます。
9. 電池。化学変化によって電気エネルギーを取り出しています。
10. 物質の性質を理解し、安全に扱うこと。化学変化には熱や気体などが関係する場合があります。

9．よくある間違い

①「気体が出たから質量保存の法則が成り立たない」と考える

気体が容器の外へ出ると、容器内だけを測った質量は小さくなります。 しかし、反応に関係する物質全体で考えれば、質量保存の法則が成り立ちます。

② 酸素と結びついた分を考え忘れる

物質が空気中の酸素と反応すると、酸素の質量も加わります。 「もとの物質だけ」の質量と「反応後の物質」の質量を比べるときは、 酸素が加わったことを忘れないようにしましょう。

③「質量保存＝どの物質も同じ質量」と考える

質量保存の法則は、反応前と反応後で「物質全体の質量」が保存されるということです。 個々の物質の質量が同じになるという意味ではありません。

④ 反応する物質の量を無視する

化合するときには、物質どうしが一定の割合で結びつきます。 計算問題では、どの物質が反応し、どの物質が余るのかを確認しましょう。

10．まとめ

※教科書の版・改訂によって、用語や掲載順、実験内容が異なる場合があります。学校で使用している教科書の記述を確認しながら学習しましょう。