一級ボイラー技士 燃料及び燃焼 練習問題 第45問: 燃料中の水素（H）1 kg を完全燃焼させるのに必要な理論酸素量として、最も近い値はどれか。

正解: 1. 約8.0 kg

水素の完全燃焼反応は H₂ + 1/2 O₂ → H₂O です。水素分子（H₂）の分子量は2、酸素分子（O₂）の分子量は32なので、水素2 kgに対して酸素は 32 × 1/2 = 16 kg が必要です。したがって水素1 kg当たりの理論酸素量は 16 ÷ 2 = 8 kg となり、選択肢1が正解です。選択肢5の約2.67 kgは炭素1 kgの理論酸素量（32/12 ≒ 2.67 kg）であり、水素の値ではありません。選択肢3の約34.5 kgは、理論酸素量8 kgを空気中の酸素の質量割合（約23.2%）で割って理論空気量に換算した値（8 ÷ 0.232 ≒ 34.5 kg-空気/kg）で、理論空気量の近似計算式 A₀≒11.5C+34.5(H−O/8)+4.3S における水素の係数34.5の由来でもあります。選択肢4と4に対応する化学量論的な根拠はありません。水素は単位質量当たりに必要な酸素量が炭素の3倍であり、発熱量も大きいことが特徴です。

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