早慶・難関国立・難関私立大学を目指している受験生が当塾でどのように最速で化学を学んでいるのか、その勉強方法をお伝えします。
勉強はただやみくもに時間ばかりかけても成績は上がりません！適切な勉強方法、計画を建てて何をいつまでに行うのか？を決めておく必要があります。
当塾で指導している最速で効率的に化学の成績をあげる勉強方法の一部をお伝えいたします。
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化学勉強の前に知っておいてほしいこと
化学とは？
自身の身の回りのものがどのような構造でできているのか？、こうした疑問は古代の時代から疑問に抱かれ続けたことです。このような「物質がどのような粒子から成り立っているのか？」といった疑問に答えるのが化学です。自分で勉強する際にも身の回りのものがどのよう構造で成り立っているのか？を考えながら学んでいくと興味深く勉強ができるでしょう。
暗記をしなければ点数が取れない科目？
暗記科目だから化学は苦手・・という人は多くいるかもしれません。もちろん、化学が暗記というのは半分は正解です。無機化学は沈殿物の色を覚えないと解けませんし、有機化学も構造を覚えないと解けません。こうした部分は、いかに工夫して暗記することができるかどうか、という点が大事になってきます。
ですが、全てが暗記というわけではありません。歴史科目やその他の科目と同じように流れや理論があり、また一見暗記と思われがちな無機化学や有機化学にも考えて答えを出さないといけない分野はあります。すなわち、化学は前提として暗記をしなければ点数を飛躍的に上げることはできないけれど、暗記以外にも計算や考える部分も多く存在しており、暗記だけではない科目であるといえます。
単位に注意する
化学は難関大学になればなるほど計算問題が頻出します。初学者がつまづきがちな部分は物理同様、単位でしょう。単位がどのようにできているのか？ということは理解しておいたほうが良いでしょう。
化学や物理でよくでてくる[ / ]の記号の意味を理解しているでしょうか？ 例えば、モル濃度[mol/L]は、溶媒1[L]辺りに含まれる物質量[mol]なので、速度の単位が時間1[h]辺りに進む距離［km］を[km/h]で表すのと同じように考えれば、計算方法を示していることがわかります。
同じ考え方で、
「500[ml]の塩酸には、2[mol]の塩化水素が溶けている。この時ちょうど中和するには１[mol/L]の水酸化ナトリウムが何mL必要か」という問題を考えてみましょう。物質量で比べるなら塩酸の全量は関係ありません。水酸化ナトリウムの物質量が塩酸と等しければよいので、答えをA[L]とすると
2[mol]=1[mol/L]×A[L] ∴A＝２
単位がLなのでｍLに直して、2[L]＝2000[ｍL]となります。
上記のように、化学の計算では単位がどのように成り立っているのか？という部分を理解して解いていく必要があります。
【インプット編】化学の概念をつかんでいく
化学の現象をイメージする
化学は、物質の構造をミクロな視点から解析していく科目です。
入試問題を見てみると、数字がたくさん出てきて計算を解いていくという色は強いですが、
その意味合いをイメージできてないと、間違えてしまうことが多くなってしまいます。
化学では、起こっている現象をいかにイメージができるかどうか？という点が大事です。
暗記という色が強い無機化学であっても、物体の色とかニオイを自身でイメージしながら理解を進めていくと良いでしょう。
五感をフルに使いましょう。
もちろん、有機化学でも同じ。
物質の立体配置、どこが置換されるのかなど、その構造がどのようになっているのか？を頭でイメージしながら考えていく必要があります。
原子の模型が売ってるので、そちらを買ってみても良いでしょう。
上記のようにどのように現象が起こっているのか？をイメージしながら覚えていくと格段に定着が早くなります。
もちろん、最初のうちは全ての現象をイメージしながら覚えていくとツラいと思うので、一問一答のように覚えていっても問題はないでしょう。
ですが、そのレベルでは上位の大学は目指すことはできないということは肝に銘じておきましょう。
暗記をするにも意味合いをイメージできるかどうか？という点が勝負になっていくのです。
もちろん、現象をイメージするのに一番良いのは実験をすることです。
ですが、受験生ともなると全ての実験ができるなんてことはないでしょう。そういう場合は図説を使ったりしてどのような実験を行っているのか？、なぜこの現象が発生するのか？という点を考えながら暗記をしていくと良いでしょう。
概念、化学用語を日本語で理解する
化学は他の理系科目に比べると暗記の要素が強いですが、ただ丸暗記しているだけではできるようにはなりません。
たとえば、化学の「〜法則」、化学用語をただ覚えるだけでなく、なぜその法則が成り立っているのか？、化学用語についても自分の言葉で説明できるようにしてください。
ボイルの法則
→物質量と温度が一定のとき、圧力と体積が反比例する。
理想気体について常に成り立つ状態方程式に、物質量と温度が一定の時を考えれば成立していることは容易に確認できる。（歴史的には逆だが、ここの理解は逆輸入的で問題ないでしょう）
融解塩電解
→アルミニウムの工業的製法。アルミナを電気分解してアルミニウムを作りたいが、アルミナの融点は非常に高くそのままでは電気分解しにくい。そこで氷晶石を用いて融点を下げて電気分解を行う。
『宇宙一わかりやすい高校化学』の詳しい使い方はこちら
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各分野での勉強法
理論化学
化学の理論分野は、有機、無機化学すべての分野に通じるため、ただ暗記をするだけではなく、上述した方法を使って深い理解に基づいた上で勉強を勧めていきましょう。
勉強の初期段階では、物質の分類はどのようにわかれているか、原子の構造、イオンとはどのようにできるか、結合の種類（またその構造、成立ちを他の人に説明して納得感のあるレベルでの理解）、周期表を勉強してください。この部分の理解が中途半端だとその他の分野にも大きく影響を与えてしまうので気をつける必要があります。
続いて、物質量の計算・化学反応式の量計算・濃度の計算という計算問題を身に着けていきましょう。指導をしていて多くの人が躓くのが、この分野です。特に医学部再受験生で、「文系なのに化学をしなきゃいけない！」という人は、十中八九躓いてしまいます。molの扱いに慣れずに戸惑う人が多いようです。上でも述べていますが、理科(物理/生物も同じ)の計算問題のポイントは単位の扱いに注意することです。最終生産物の単位を考えることでどのように計算を行ったら良いのか？を問題を見た段階ですぐに計算できるようにしていきましょう。早慶取った難関大学の入試でもこうした計算部分で差がつきます。「できない。苦手だな・・」と思わずに基礎的な計算練習を積んで慣れていきましょう。必ずできるようになります。
上述の化学特有の単位の計算問題を一通り解くのに慣れたら、酸塩基、熱化学、酸化還元、電池・電気分解、気体、溶液、平衡といった「the 化学」の分野に突入していきましょう。この分野で使う公式や法則は多くはありません。公式・法則の意味合いを考えて図や表で考える癖をつけましょう。気体の計算(ボイル・シャルルの公式の使い方など)や、平衡の計算は頻出でかつ苦手な人が多い分野です。最初は大変ですが、一つ一つ理屈を考えながら理解を行ない計算練習を行うことでできるようになっていきます。
有機化学
有機化学とは、「炭素Cを含む化合物」のことです。
有機化学では、他の分野と比べると限られた数の元素しか出てきませんが、これらの組み合わせを変えることで1000万種類以上の有機化合物が現在では知られています。
こうした膨大な数の有機化合物がどのような構造で成り立っているのか？を考えていくのが有機化学の勉強となります。
覚える事柄は多いですが、それぞれの意味を考えて覚えていく時に定着しやすくなります。
一定程度の知識を覚えて問題を解くことに慣れてくると、パズルのような感覚で楽しく問題が解くことができます。
以下で有機化学それぞれの分野でどのように勉強をしていったら良いのかをお伝えしていきます。
有機化学のルールを覚える
有機化学の一番はじめに行うことは命名法、官能基、結合の仕方を覚えることでしょう。有機化学ででてくる化合物は数万種類あり、「覚えるのはムリ！」と思った方もいるかもしれません。
ですが、化合物の名前には「このように命名する」というルールがあります。一つ一つ名前を覚えるのはムリですから、命名のルールを覚えてしまいましょう。
また官能基と呼ばれる「物質の性質や機能を表す原子団」覚える必要もあるでしょう。例えば、 「— O—」 エーテル結合などがあります。
また結合の仕方も覚えてください。
こうした基本を覚えていくのは大変な作業で、ここで有機化学は難しい・・と考えてしまう人もいるかもしれません。ですが、この部分は英語の単語と一緒で覚えてしまえばその知識を前提に使って、問題を解けてしまうのでまずは覚えてしまいましょう。
脂肪族化合物
脂肪族の問題では、複数の異性体の可能性がある中から問題中の実験結果を使い1つの構造に同定させる問題が一般的です。こういった問題を解く上で、「現在の条件下で考えられる異性体を全て挙げる」というのは前提となる最も基本的な条件です。問題を解いていくには、まず言葉の定義をきちんと覚えることが重要です。
「異性体」と一言でいっても、「構造異性体」「立体異性体」「幾何異性体」「光学異性体」と何種類もありますが、これらの意味が分からなければ「以下の物質から幾何異性体を持つものを選べ」などと聞かれても、まず問題の意味が理解できないでしょう。次に組成式から考えられる構造異性体、立体異性体を全て挙げられるようにしましょう。
油脂
油脂は苦手な方が多い単元です。
しかし実際にはグリセリンに高級脂肪酸がエステル化してついているだけで、起きる反応はこれまでの脂肪族などと変わりません。３つの高級脂肪酸がそれぞれどう反応しているかと、それがどうエステル化して油脂になり、どうケン化してグリセリンとセッケンに戻るのかを整理して理解できれば、決して難しくありません。
芳香族化合物
様々な付加生成物の製法を覚えることが重要です。ベンゼンスルホン酸、塩化ベンゼン、フェノールなどを反応させ、相互に変換していく問題が基本になります。そのため、反応前と反応後の物質が整理されていないと効率的に問題を解くことはできません。例えば、「ベンゼンを濃硝酸と濃硫酸の混酸と反応させ、出来た生成物をスズと濃塩酸で還元、次に水酸化ナトリウムを加え、ここに氷冷下で希塩酸と亜硝酸ナトリウムを反応させて、温度を上げる。」なんて問題のとき、いちいち反応式を考えていては時間が足りません。「ベンゼンを濃硝酸と濃硫酸の混酸はニトロベンゼンの製法」「ニトロベンゼンを還元して水酸化ナトリウムはアニリンの製法」「ジアゾ化後に温度を上げるのはフェノールの製法」と瞬時に判断しながら問題を読む必要があります。
高分子化合物
高分子は苦手な生徒が多いですが、これはたぶん計算問題の解き方がわからないからであることが多いです。高分子でも計算問題は特有の扱い方があります。
重合度を含め化学反応を書いて、モル数で勝負すれば大丈夫です。有機高分子の分野は覚える領域は無機より少ないですが、その少ない知識で構造決定などの問題を解かなければならないので、やはり基本問題を多量に解いて、知識の系統化を図ります。そのあと、標準、応用と進めますが、特に構造決定の問題では問題の一部から想定できる構造を全て書き残りの条件から選択していくか、問題の条件から２，３の構造に絞って解くのかを、判断して解くのが要点です。
糖類、タンパク質
糖類は、グルコースの構造式はα-, β-とも書けるようにしましょう。逆に言えばこれさえしっかり覚えておけば、後はグルコースとの比較や組み合わせで覚えて行けます。タンパク質については、アミノ酸の平衡のルールを理解した上で書けるようにしておきましょう。中性アミノ酸が基本ですが、国公立大学や早慶、医学部などを目指す人は酸性アミノ酸、塩基性アミノ酸についても書けるようにしておくとよいでしょう。
無機化学
無機化学は暗記ばかりでつまらない、とにかく覚えることと言われていて大変な分野ですが、以下の点に気をつけると覚えやすくなります。
身の回りのものでどのようなものがあるかを見ていく
化学のできごとを「教科書の中だけで起こっていること」と捉えていてはいけません。
自身の身の回りでどのようなことがあるのか？と考えることで途端に身近に感じることができ暗記が促進されます。
図説を使って実験での反応、色、形を確認する
無機化学は実験での様子がでてきます。ですが、実際に自分で毎回実験するわけにもいかないでしょう。そのような場合のイメージ把握で使用するのが化学の図説です。学校でもらったもので構いません。特に色、形を理解していくには格好の教材だといえるでしょう。
反応式の仕組みを理解する。
無機化学で登場する主に登場する反応式は、酸・塩基の式と酸化還元反応式です。酸化還元反応式の場合は理論化学でもよく目にしたでしょう。ですが、酸塩基の式、特に『弱酸（弱塩基）遊離反応』はこれまでに目にしたことがないでしょう。しかし、無機化学に出てくる大事な反応式は、弱酸（弱塩基）遊離反応を使っています。そのため、この構造を理解することで無機化学の反応式を理解するのが楽になるでしょう。
例えば、“酢酸ナトリウムに希塩酸を加える” 場合を考えます。この反応は強酸とは電離度が大きく、弱酸は小さいことから、『強酸はH+を放出したいが、弱酸はH＋を放出したくないし、放出したH＋は取り戻したい』ことが原因です。これが『弱酸遊離反応』です。なので、強酸(HCl)から弱酸(CH3COONa)のイオン(CH3COO–)にH+が渡されます。
CH3COO– + HCl → CH３COOH＋Cl–
両辺に陽イオンであるNa＋を足して考えると
CH３COONa + HCl →CH３COOH + NaCl
丸暗記する必要はありません。
式を見れば、『弱塩基遊離反応』も同様だとわかるはずです。これが理解できていれば、「塩化アンモニウム」と「水酸化ナトリウム」のように違う物質であっても、基本が理解できていれば同じ考え方で解くことができるのです。
また上記の覚え方に加えて、無機化学はどこまでを覚えるのか？を決めて覚える必要があるでしょう。何を覚えて、何を覚えなくてよいのか？を明確にしておくことは、時間の限られた入試においては非常に重要です。
参照教材について
化学で難関大学を目指す人は辞書代わりの参照教材として、「化学の新研究」を手元に置いてください。特に勉強初期段階だと単純暗記になっているため、知識と知識のリンクが不十分なことが多くなってしまいます。そのような場合に「化学の新研究」を利用して自身の知識をアップデートしてください。
＊時間があれば0からすべて読んでいくのが望ましいですが、化学がそこまで好きでもない初期の段階でそれをやってしまうと知識の定着もできなく、成績も上がらないで大変なので、必要に応じて読む形式のほうが良いでしょう。
▶化学の新研究について詳しい使い方はこちらから
[nlink url="https://hiroacademia.jpn.com/sankosyo/kagaku/sinkenkyuensyu/"]
【アウトプット編】
化学は暗記科目の要素が強い分野だが、だからこそ問題を解くことで知識の定着を図る必要があります。
問題文から読み取れることを図に描く
酸化還元滴定や気体計算など、問題文が長くなりやすい単元は、自分で書いた図にどんどん情報を書き込んでいきましょう。難関大学では計算させる問題が多いです。与えられているもの、求めたいものがしっかり図の中で理解できれば、求めるために必要なものが自ずと分かってくるはずです。必要な図は問題によって変わってきます。とはいっても分野ごとで使う図はだいたい似てくるので、参考書や問題集の解説を使って自分で図を描く練習をしてみてください。
計算練習で気をつけること
難関大学の化学の入試問題は、計算の割合が高いです。この計算分野は普段から意識して学習をしていないと間違えてしまうことが多くなってしまいます。数学が得意だから化学の計算は別途で練習する必要はない
！と考えている人がいますが、そうした考えはやめましょう。そういう考えの人が入試で凡ミスをして、自身の志望校に合格することができなくなってしまっています。数学と科学は別物と考えて計算練習には取り組んでいくのが必要です。
以下、具体的な計算問題の練習問題を使ってどのように考えていったら良いのかをお話していきます。
問題演習
- 水100ｇにグルコース1.80ｇを溶かした時、大気圧下における沸点が0.0515ｋ上昇した。水500ｇに硫酸ナトリウム7.10ｇを溶かすと、沸点は何K上昇するか答えよ。
グルコースの分子量180より、1.80[ｇ]÷180[g/mol]＝0.0100[mol]
水0.1kgに溶けているので、グルコースの質量モル濃度は0.100[mol/kg]
この時沸点が0.0515ｋ上昇したこと、グルコースが電離しないことより、問題の条件でのモル沸点上昇は0.515[K・ｋｇ/mol]
水500ｇに硫酸ナトリウム7.10ｇを溶かすと質量モル濃度は
7.10[g]÷142[g/mol]÷0.5[kg]＝0.100[mol/kg]
電離して溶質粒子が三倍になる硫酸ナトリウムの場合、沸点上昇は問題文から有効数字３桁で答えて
３×0.100[mol/kg]×0.515[K・ｋｇ/mol] ≒0.155[k]
このように、単位や有効数字の計算が重要なので、 1.8÷180が簡単だからといって侮ってはならないのです。
坂田アキラ先生の教材は数学同様に式の飛躍がないため、なぜこの数字、単位になるのか？に適切に答えてくれます。クセのある教材のため、合わない人がいる可能性はありますが、化学計算が苦手な人は一度使ってみると良いでしょう。
▶坂田アキラの化学が面白いほど分かる本の使い方はこちらから
過去問対策
共通試験
共通試験の特徴としては、化学の用語の定義や物質の性質が問われる 計算問題を選択肢の中から選ぶというのが挙げられます。ですが、上述の勉強法を行っていれば特にセンターだから・・・ということはありません。化学用語を自身の言葉や図や表を使って深く理解していく、計算問題は意味を理解して実際に手を動かして勉強していくとういことを行っていれば、難しくはありません。逆にこのような理解、方法で勉強をしていないと難関大学の合格は不可能でしょう。
早慶の過去問について
早慶の過去問についてですが、過去問を行う際には点数に一喜一憂するのではなく、できないことを発見しながら課題意識を持ってっていきましょう。問題ができた際には、何故できたのか？、自身が考えた解法ではどうして問題にたどり着くことができないのか？という点を考えていく必要があります。具体的な早慶の過去問対策は以下から御覧ください。
また当塾ではどのようにしたら、早慶の過去問を解いたらよいのか？という点も徹底的に指導しています。こちらまでご連絡ください。
Q＆Ａ
ここでは入試レベルの化学の問題について当塾に寄せられる質問をQ＆A形式でお答えします。
解答はプラトン先生にお答えいただきます。
[speech_bubble type="ln-flat" subtype="L1" icon="seitow3.gif" name="質問1"]化学の苦手で全然できません。やはり、数学ができないと化学の計算はできないのでしょうか？ [/speech_bubble]
[speech_bubble type="ln-flat" subtype="R1" icon="platon1.jpg" name="プラトン先生"]化学ができるようになるのに必要なのは、数学ができるようになることではありません。化学で使用していることは数学というよりも、算数のの四則演算です。単位が複雑なので、この部分でつまずく人がいるかもしれません。化学の計算ができない場合は、自分が何をしているのか？がわかっていない場合があります。計算をする前に、言葉で自分が何をしているのか？を説明できるレベルに持っていきましょう。[/speech_bubble]
[speech_bubble type="ln-flat" subtype="L1" icon="seitom2.gif" name="質問2"]化学反応式が覚えられません。。私は頭が悪いのでしょうか？[/speech_bubble]
[speech_bubble type="ln-flat" subtype="R1" icon="platon1.jpg" name="プラトン先生"]頭が悪いというのは関係がありません。化学反応式=暗記というイメージが強いため覚えられないと、才能がないのではないか？と感じてしまうのかもしれません。例えば、2Cu+O2→2CuOという化学反応式があった場合、この式を丸暗記しようとしていないでしょうか？それではいけません。「赤色をした銅(Cu)を空気中で加熱すると、酸素O2と反応して、黒色の酸化銅(Ⅱ)Cuoになる。Cuのように酸素原子Oを得たとき、その物質は酸化された」 というように文章で考える癖をつけていきましょう。さらにどのような状況なのか？というイメージも大事です。上で述べたように、図説を見ながら勉強していきましょう。[/speech_bubble]
合格までのスケジュール例を見てみよう！
現状と入試までの期間を踏まえてスケジュールを立ててみましょう。当塾のこれまでの相談を元にスケジュール例をご紹介いたします。
＊あくまで一例です。
【理想的！】高２夏から始めるパターン
■<高2>7月後半 〜 8月上旬
『とってもやさしい化学基礎』を始める
■<高2>8月上旬 〜 8月下旬
『とってもやさしい化学基礎』を復習
『宇宙一わかりやすい高校化学(理論化学編)』を始める
＊『坂田アキラの化学計算が面白いほどわかる本』を参照する
■<高2>9月上旬 〜 10月下旬
『宇宙一わかりやすい高校化学(理論化学編)』
＊『坂田アキラの化学計算が面白いほどわかる本』を参照する
■<高2>11月上旬 〜 12月下旬
『化学基礎問題精講』理論部分を始める
■<高2>１月上旬 〜 ３月下旬
『化学基礎問題精講』理論部分
『宇宙一わかりやすい高校化学(有機化学編)』を始める
■<高3>4月上旬〜5月下旬
『化学重要問題集』A問題理論部分を始める
『化学基礎問題精講』有機化学部分を始める
■<高3>6月上旬〜7月下旬
『化学重要問題集』の復習&B問題を始める
『化学基礎問題精講』の復習
■<高3>夏休み中
『化学重要問題集』まだ行っていない部分を行う
『宇宙一わかりやすい高校化学(無機化学編)』を始める
『化学基礎問題精講』無機化学部分を始める
■<高3>８月半以降
過去問を解いていく
『化学標準問題精講』を行う
『化学の新演習』→苦手な分野のみのピックアップ
高３から始めたい
この時期から化学を始めるのは覚えることが多い化学においては、工夫した覚え方が必要となるでしょう。どのようにすすめていくかはカウンセリングはこちらから行っております。
大雑把にスケジュールをあげてみました。特に高２からはじめるスケジュールは簡単そうに見えて実はとても大変です。それまで持っている力によっても違いますし、他の科目とのバランスも考えながら進めなければなりません。当塾では、それぞれの生徒さんの実情に合わせてスケジュールを組んでまいります。お気軽にご連絡ください。
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を変形していく方法
という文字を自分で設定して、以下のように変形します。
について求めると、
と求まります。これから
を求めると、
とおくと
は
°です。
という事実はセンター試験のことなどを考えると覚えておいて損がないと思われます。
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を変形していく方法
を
という文字を自分で設定して、以下のように変形します。
について求めると、
と求まります。これから
を求めると、
とおくと
は
°です。
という事実はセンター試験のことなどを考えると覚えておいて損がないと思われます。
解答はプラトン先生にお答えいただきます。
解答は
→物質量と温度が一定のとき、圧力と体積が反比例する。
脂肪族の問題では、複数の異性体の可能性がある中から問題中の実験結果を使い1つの構造に同定させる問題が一般的です。こういった問題を解く上で、「現在の条件下で考えられる異性体を全て挙げる」というのは前提となる最も基本的な条件です。問題を解いていくには、まず
