気体の状態方程式を用いた計算問題として、ある気体 1.32 g が 27℃、1.0×10⁵ Pa のもとで 0.75 L | 物理学及び化学 | 危険物取扱者甲種

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中級物理学及び化学難易度目安約 58%

気体の状態方程式を用いた計算問題として、ある気体 1.32 g が 27℃、1.0×10⁵ Pa のもとで 0.75 L を占めた。この気体の分子量はおよそいくらか。気体定数 R = 8.31 J/(mol·K) とする。

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正解: 3. 約44

理想気体の状態方程式 PV = nRT に、物質量 n = 質量 w ÷ 分子量 M を代入すると PV = (w/M)RT となり、分子量は M = wRT/(PV) で求められます。ここで w = 1.32 g、R = 8.31 J/(mol·K)、T = 27 + 273 = 300 K、P = 1.0×10⁵ Pa、V = 0.75 L = 0.75×10⁻³ m³ = 7.5×10⁻⁴ m³ を代入します。M = (1.32 × 8.31 × 300) / (1.0×10⁵ × 7.5×10⁻⁴) = 3290.76 / 75 ≈ 43.9 となり、約 44 が正解です。分子量約 44 は二酸化炭素（CO₂）やプロパン（C₃H₈）に相当します。体積をリットルのまま（m³ に直さず）計算したり、温度を摂氏のまま用いたりすると誤った値になるため、単位の変換と絶対温度への換算に注意が必要です。

関連キーワード: 状態方程式・分子量・気体定数・PV=nRT・理想気体