危険物取扱者 乙種第3類 基礎的な物理学及び基礎的な化学 練習問題 第66問: 0℃・1気圧のもとで、空気100 Lにメタン（CH₄）を混ぜて混合気をつくる。メタンの燃焼範囲を5.0〜15 vol%とするとき、混ぜるメタンの質量を次のように

正解: 1. 4.8 g

メタンの分子量は12＋1×4＝16です。質量を分子量で割って物質量を求め、0℃・1気圧での気体1molの体積約22.4 Lを掛けて体積に直します。4.8 gは0.30 molで6.72 L、濃度は6.72÷106.72×100≒6.3 vol%で、5.0〜15 vol%に入ります（1が正しい）。2.4 gは3.36 Lで約3.3 vol%となり下限より低く、14.4 gは20.16 Lで約16.8 vol%、24 gは33.6 Lで約25 vol%、32 gは44.8 Lで約31 vol%と、いずれも上限を超えます。質量の数値をそのまま体積（L）とみなすと14.4 gが範囲内に見えますが、物質量を経ずに換算した誤りです。

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