危険物取扱者 甲種 物理学及び化学 練習問題 第44問: 標準状態（0℃、1.013×10⁵ Pa）で11.2 Lのメタン（CH₄）を完全燃焼させるのに必要な酸素の体積は、標準状態で何Lか。ただし、標準状態における気体

メタンの完全燃焼の化学反応式は CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O であり、メタンと酸素は 1 : 2 のモル比で反応します。標準状態で11.2 Lのメタンの物質量は 11.2 ÷ 22.4 = 0.5 mol です。

必要な酸素は 0.5 × 2 = 1.0 mol であり、その体積は 1.0 × 22.4 = 22.4 L となります。アボガドロの法則により、同温・同圧では気体の体積比は物質量（mol）比に等しいため、体積比で考えても メタン : 酸素 = 1 : 2、つまり 11.2 L : 22.4 L と直接求めることもできます。

5.6 Lは係数比を1:0.5と逆にした場合、11.2 Lは係数比1:1と誤解した場合、33.6 Lは酸素の係数を3と誤った場合、44.8 Lは係数を4と誤った場合の誤答です。