2026年版・2-4

化学：物質量と化学反応式の一問一答

毒物劇物取扱者試験「基礎化学」から、化学：物質量と化学反応式に関する4択問題を10問。「答えと解説を見る」を開くと、正解とその理由がその場で読めます。会員登録は不要です。

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問題

上から順に解いてみてください。答えは各問の下で確認できます。本試験の出題形式は都道府県によって異なりますが、ここでは4択で出題しています。

問12-4

水酸化ナトリウム（NaOH）20 gの物質量はいくらか。ただし、原子量はH＝1、O＝16、Na＝23とする。

①0.25 mol
②0.50 mol
③0.51 mol
④0.87 mol

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正解 ②0.50 mol

解説
物質量（mol）は、物質の質量をその物質1 molあたりの質量（モル質量）で割って求めます。モル質量は、原子量・分子量・式量にg/molを付けた値です。水酸化ナトリウムはイオンからなる物質なので、分子量ではなく組成式NaOHから式量を求めます。

計算の手順
式量＝23＋16＋1＝40（モル質量40 g/mol）
物質量＝20 g ÷ 40 g/mol＝0.50 mol

他の選択肢が不適切な理由
・0.25 mol：式量を80と、実際の2倍に見積もった場合の値です（20÷80）。NaOHはNa・O・H各1個からなる式量40の物質です。
・0.51 mol：水素の原子量1を足し忘れ、式量を39として割った値です（20÷39＝0.512…）。
・0.87 mol：ナトリウムの原子量23だけで割った値です（20÷23＝0.869…）。式量は構成するすべての原子の原子量の和です。

覚え方のポイント
「物質量＝質量÷モル質量」「質量＝物質量×モル質量」は、化学の計算すべての土台になる式です。単位まで含めて「g ÷ g/mol＝mol」と書くと、割り算の向きを間違えにくくなります。水酸化ナトリウム（40）、塩化水素（36.5）、硫酸（98）、硝酸（63）、アンモニア（17）など、劇物としてよく出てくる物質の式量・分子量は、計算の練習をかねて一度自分で求めておくと、本番で素早く使えます。

問22-4

標準状態（0℃、1.013×10の5乗 Pa）で、アンモニア（NH3）8.5 gが占める体積はいくらか。ただし、原子量はH＝1、N＝14とし、標準状態の気体1 molの体積は22.4 Lとする。

①0.50 L
②5.6 L
③8.5 L
④11.2 L

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正解 ④11.2 L

解説
気体の体積を求めるときは、まず質量を物質量に直し、次に「標準状態で気体1 molは種類によらず22.4 L」という関係を使います。アボガドロの法則により、同温・同圧・同体積の気体には種類に関係なく同じ数の分子が含まれるため、1 molあたりの体積が共通になります。

計算の手順
分子量＝14＋1×3＝17（モル質量17 g/mol）
物質量＝8.5 g ÷ 17 g/mol＝0.50 mol
体積＝0.50 mol × 22.4 L/mol＝11.2 L

他の選択肢が不適切な理由
・0.50 L：物質量0.50 molの数値を、そのまま体積と取り違えた値です。22.4 L/molを掛けていません。
・5.6 L：0.25 mol分の体積です。分子量を34と2倍に誤ると、この値になります。
・8.5 L：質量8.5 gの数値をそのまま体積とみなした値で、物質量を経由していません。

覚え方のポイント
気体の計算は「質量 →（÷モル質量）→ 物質量 →（×22.4）→ 体積」と、必ず物質量を経由します。22.4 Lは0℃・1.013×10の5乗 Paの標準状態に限った値で、温度や圧力が変わると体積も変わる点に注意しましょう。アンモニアは空気より軽い気体（分子量17、空気の平均分子量は約29）なので、上方置換で集めることも合わせて覚えておくと便利です。

問32-4

塩素分子（Cl2）3.0×10の23乗個の質量はいくらか。ただし、原子量はCl＝35.5、アボガドロ定数は6.0×10の23乗 /molとする。

①17.8 g
②35.5 g
③71 g
④213 g

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正解 ②35.5 g

解説
粒子の数から質量を求めるときは、まずアボガドロ定数（1 molあたりの粒子の数）で割って物質量に直し、次にモル質量を掛けます。塩素は塩素原子2個からなる二原子分子なので、モル質量は原子量35.5の2倍の71 g/molです。問われているのが「分子」なのか「原子」なのかを確認し、分子量と原子量を取り違えないことが大切です。

計算の手順
物質量＝3.0×10の23乗 ÷ 6.0×10の23乗 /mol＝0.50 mol
分子量＝35.5×2＝71（モル質量71 g/mol）
質量＝0.50 mol × 71 g/mol＝35.5 g

他の選択肢が不適切な理由
・17.8 g：分子量71ではなく原子量35.5を使って計算した値です（0.50×35.5＝17.75）。塩素分子はCl2です。
・71 g：塩素分子1 mol（6.0×10の23乗個）の質量で、分子の数が半分であることを考慮していません。
・213 g：3.0×10の23乗の「3.0」をそのまま物質量とみなした値です（3.0×71）。

覚え方のポイント
「粒子数 →（÷6.0×10の23乗）→ 物質量 →（×モル質量）→ 質量」の順に変換します。塩素のほか、水素・窒素・酸素・フッ素など単体の気体の多くは二原子分子である点を押さえ、分子量と原子量、分子数と原子数の違いに注意しましょう。答えを出したら、分子数がアボガドロ定数のちょうど半分だから質量も1 mol分（71 g）の半分、と大まかに見積もって検算する習慣も役立ちます。

問42-4

メタノール（CH3OH）が完全燃焼するときの化学反応式を、係数a〜dを用いて「a CH3OH ＋ b O2 → c CO2 ＋ d H2O」と表した。係数を最も簡単な整数の比にしたとき、bの値はいくらか。

①1
②2
③3
④4

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正解 ③3

解説
化学反応式では、反応の前後で各元素の原子の数が等しくなるように係数を決めます。メタノールの完全燃焼では二酸化炭素と水が生じ、係数は2 CH3OH ＋ 3 O2 → 2 CO2 ＋ 4 H2Oとなります。よってbは3です。

計算の手順
a＝1とおくと、炭素の数からc＝1、水素の数（4個）からd＝2
右辺の酸素原子＝2×1＋1×2＝4個、左辺はメタノール中の1個＋2b個
1＋2b＝4 より b＝3/2
全体を2倍して a＝2、b＝3、c＝2、d＝4
検算：左辺 C2・H8・O（2＋6＝8）、右辺 C2・H8・O（4＋4＝8）

他の選択肢が不適切な理由
・1：左辺の酸素原子が3個にしかならず、右辺の4個と合いません（a＝1のとき）。
・2：メタノール分子に含まれる酸素原子1個を数え忘れると、2b＝4からb＝2になります。
・4：水の係数dと取り違えた値です。

覚え方のポイント
燃焼の反応式は「C → H → O」の順に合わせ、最後に酸素O2の係数を決めるのが定番の手順です。分数が出たら全体に分母を掛けて整数にします。メタノールやエタノールのように分子中に酸素原子を含む物質では、その酸素を数え忘れやすいので注意しましょう。

問52-4

メタン（CH4）8.0 gを完全燃焼させたとき、生じる水の質量はいくらか。ただし、原子量はH＝1、C＝12、O＝16とする。

①9.0 g
②18 g
③22 g
④36 g

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正解 ②18 g

解説
反応の量的関係は、化学反応式の係数の比＝物質量の比、という関係を使って求めます。メタンの完全燃焼はCH4 ＋ 2 O2 → CO2 ＋ 2 H2Oで、メタン1 molから水が2 mol生じます。

計算の手順
メタンの物質量＝8.0 g ÷ 16 g/mol＝0.50 mol
水の物質量＝0.50 mol × 2＝1.0 mol
水の質量＝1.0 mol × 18 g/mol＝18 g

他の選択肢が不適切な理由
・9.0 g：水の係数2を掛け忘れ、0.50 molの水として計算した値です。
・22 g：同じ反応で生じる二酸化炭素の質量（0.50 mol × 44 g/mol）です。
・36 g：メタンの物質量を1.0 molと誤り、水を2.0 molとして計算した値です。

覚え方のポイント
量的関係の計算は「（1）反応式を書く（2）与えられた量を物質量に直す（3）係数の比で求めたい物質の物質量を出す（4）必要な単位（g・L・個）に直す」の4段階で進めます。質量の比は係数の比にならない（係数の比は物質量の比）ことが最大の注意点です。反応の前後の質量を比べると、メタン8.0 gと酸素32 gの合計40 gが、二酸化炭素22 gと水18 gの合計40 gに等しく、質量保存の法則が成り立っていることも確かめられます。

問62-4

亜鉛32.5 gに十分な量の希塩酸を加えて完全に反応させた。発生する水素の体積は標準状態で何Lか。ただし、原子量はZn＝65とし、標準状態の気体1 molの体積は22.4 Lとする。

①11.2 L
②22.4 L
③44.8 L
④728 L

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正解 ①11.2 L

解説
亜鉛は水素よりイオン化傾向が大きいため、塩酸と反応して水素を発生しながら溶けます。反応式はZn ＋ 2 HCl → ZnCl2 ＋ H2で、亜鉛1 molから水素1 molが生じます。塩酸は十分な量があるので、亜鉛がすべて反応すると考えます。

計算の手順
亜鉛の物質量＝32.5 g ÷ 65 g/mol＝0.50 mol
水素の物質量＝0.50 mol（係数の比 Zn：H2＝1：1）
水素の体積＝0.50 mol × 22.4 L/mol＝11.2 L

他の選択肢が不適切な理由
・22.4 L：塩化水素の係数2を水素の係数と取り違え、水素を1.0 molとした値です。
・44.8 L：割り算の向きを逆にして65÷32.5＝2.0 molとした値です。
・728 L：亜鉛の質量32.5 gの数値に、そのまま22.4を掛けた値で、物質量に直していません。

覚え方のポイント
「過不足なく」「十分な量の」と書かれていたら、量が指定された側（ここでは亜鉛）を基準に計算します。係数の比は、反応式の中で求めたい物質どうしの係数を見比べることが大切で、途中の物質（HCl）の係数を使わないように注意しましょう。塩化水素を10％を超えて含む製剤（濃い塩酸）は劇物で、金属と反応して引火性の水素を発生する点も、取扱い上の重要な性質です。

問72-4

次の物質とその分子量の対応として、誤っているものはどれか。ただし、原子量はH＝1、C＝12、N＝14、O＝16、S＝32、Cl＝35.5とする。

①H2SO4：98
②HNO3：63
③HCl：37.5
④HCHO：30

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正解 ③HCl：37.5

解説
分子量は、分子を構成する原子の原子量の総和です。塩化水素（HCl）の分子量は、水素の原子量1と塩素の原子量35.5を足した36.5です。したがって「37.5」は誤りです。塩素の原子量35.5は、天然の塩素が質量数35と37の同位体の混合物であることから生じた小数を含む値で、計算で使い間違えやすいので注意しましょう。

計算の手順
HCl：1＋35.5＝36.5
H2SO4：1×2＋32＋16×4＝98
HNO3：1＋14＋16×3＝63
HCHO：1＋12＋1＋16＝30

他の選択肢が不適切な理由
・H2SO4（硫酸）：98は正しい値です。
・HNO3（硝酸）：63は正しい値です。
・HCHO（ホルムアルデヒド）：30は正しい値です。ホルムアルデヒドの水溶液がホルマリンです。

覚え方のポイント
硫酸98、硝酸63、塩化水素36.5、水酸化ナトリウム40、アンモニア17は、濃度や中和の計算で繰り返し使う値です。ここに挙げた4物質はいずれも劇物で、それぞれを含む製剤も一定の濃度以下のものを除いて劇物に指定されており、毒物劇物取扱者試験の計算問題の題材になりやすいものです。原子量は問題文で与えられるので、式から正確に足し算する習慣をつけましょう。

問82-4

物質量に関する記述として、誤っているものはどれか。ただし、アボガドロ定数は6.0×10の23乗 /molとする。

①水1 molに含まれる原子の数は、6.0×10の23乗個である
②物質1 molの質量は、分子量や式量にグラムを付けた値になる
③アボガドロ定数は、物質1 molあたりの粒子の数である
④標準状態の気体1 molの体積は、種類によらず約22.4 Lである

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正解 ①水1 molに含まれる原子の数は、6.0×10の23乗個である

解説
水分子（H2O）1個は、水素原子2個と酸素原子1個の合計3個の原子からできています。したがって水1 mol（水分子6.0×10の23乗個）に含まれる原子の数は、その3倍の1.8×10の24乗個です。6.0×10の23乗個は水分子の数であり、原子の数ではないので、この記述は誤りです。

計算の手順
原子の数＝6.0×10の23乗 × 3＝1.8×10の24乗個

他の選択肢が不適切な理由
・1 molの質量：正しい記述です。例えば水（分子量18）は1 molで18 g、塩化ナトリウム（式量58.5）は1 molで58.5 gです。
・アボガドロ定数：正しい記述です。1 molは6.0×10の23乗個の粒子の集まりで、この1 molあたりの粒子数をアボガドロ定数といいます。
・標準状態のモル体積：正しい記述です。アボガドロの法則により、標準状態（0℃、1.013×10の5乗 Pa）では気体の種類によらず1 molが約22.4 Lを占めます。ただし液体や固体には当てはまりません。

覚え方のポイント
物質量の問題では「何の粒子の数を問われているか（分子か、原子か、イオンか）」を必ず確認します。水1 molには水分子が6.0×10の23乗個、原子はその3倍、水素原子だけなら2倍です。同じように、塩化ナトリウム1 molにはナトリウムイオンと塩化物イオンが6.0×10の23乗個ずつ、合計1.2×10の24乗個のイオンが含まれます。

問92-4

水素2.0 gと酸素32 gを混合して点火し、どちらか一方がなくなるまで反応させて水を生成させた。反応後に残る気体とその物質量として正しいものはどれか。ただし、原子量はH＝1、O＝16とする。

①水素 0.50 mol
②水素 1.0 mol
③酸素 0.50 mol
④酸素 1.0 mol

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正解 ③酸素 0.50 mol

解説
2種類の物質を反応させるときは、反応式の係数の比と実際の物質量の比を比べ、どちらが過剰でどちらが不足するかを判断します。反応式は2 H2 ＋ O2 → 2 H2Oで、水素2 molと酸素1 molがちょうど反応します。水素1.0 molと反応する酸素は0.50 molなので、酸素1.0 molのうち0.50 molが反応せずに残ります。

計算の手順
水素の物質量＝2.0 g ÷ 2 g/mol＝1.0 mol
酸素の物質量＝32 g ÷ 32 g/mol＝1.0 mol
水素1.0 molと反応する酸素＝1.0 mol × 1/2＝0.50 mol
残る酸素＝1.0 mol−0.50 mol＝0.50 mol（生成する水は1.0 mol）

他の選択肢が不適切な理由
・水素 0.50 mol：係数の比を逆（水素1：酸素2）に考えた場合の誤りです。実際には水素がすべて反応してなくなります。
・水素 1.0 mol：反応がまったく起こらない前提の値で、どちらか一方がなくなるという条件に反します。
・酸素 1.0 mol：酸素がまったく消費されないことになり、水素と反応する分を差し引いていません。

覚え方のポイント
過不足の問題は、同じ質量どうしを比べるのではなく、必ず物質量に直してから係数の比と比べます。「少ないほう（不足するほう）が全部反応し、生成物の量もそれで決まる」と覚えましょう。今回、質量だけを見ると酸素（32 g）が水素（2.0 g）よりずっと多いのに、物質量は同じ1.0 molである点が、物質量で考える大切さを示しています。

問102-4

化学の基本法則とそれを提唱した人物について述べた次の記述a〜dのうち、正しいものの組合せを選びなさい。
a 質量保存の法則は、ドルトンが提唱した。
b 定比例の法則は、ラボアジエが提唱した。
c 気体反応の法則は、ゲーリュサックが提唱した。
d 倍数比例の法則は、ドルトンが提唱した。

①a、b
②a、c
③b、d
④c、d

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正解 ④c、d

解説
物質量や化学反応式の考え方は、18世紀末から19世紀初めに発見された化学の基本法則の上に成り立っています。質量保存の法則はラボアジエ、定比例の法則はプルースト、倍数比例の法則はドルトン、気体反応の法則はゲーリュサック、分子説はアボガドロが提唱しました。したがって正しいのはcとdです。

各記述の正誤
・a 誤り：質量保存の法則（化学反応の前後で物質全体の質量は変わらない）を提唱したのはラボアジエです。ドルトンは原子説や倍数比例の法則で知られます。
・b 誤り：定比例の法則（ある化合物を構成する元素の質量の比は常に一定）を提唱したのはプルーストです。
・c 正しい：気体反応の法則は、気体どうしの反応では、同温・同圧で体積の間に簡単な整数比が成り立つという法則で、ゲーリュサックが発見しました。
・d 正しい：倍数比例の法則は、2種類の元素からなる化合物が複数あるとき、一方の元素の一定量と結びつく他方の元素の質量が簡単な整数比になるという法則で、ドルトンが原子説とともに示しました（例：一酸化炭素と二酸化炭素）。

覚え方のポイント
「質量保存＝ラボアジエ、定比例＝プルースト、倍数比例＝ドルトン、気体反応＝ゲーリュサック、分子説＝アボガドロ」の5組をセットで覚えます。気体反応の法則を原子説で説明しようとして生じた矛盾を解決したのが、アボガドロの分子説です。

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※本ページの問題・解説は、生成AI（人工知能）を活用して作成しています。