基礎的な物理学及び基礎的な化学

解説: 炭素・水素・酸素からなる物質が完全燃焼すると、炭素原子はすべて二酸化炭素（CO2）に、水素原子はすべて水（H2O）になります。水の分子は水素原子を2個含むので、二酸化炭素と水の物質量が等しくなるのは、分子式で水素原子の数が炭素原子の数のちょうど2倍の物質です。酢酸エチル（C4H8…

関連キーワード: 完全燃焼・二酸化炭素・物質量・分子式・化学反応式

解説: モル（mol）は物質量の単位であり、1モルの物質にはアボガドロ数（約6.02×10²³個）の粒子が含まれます（選択肢2が正しい）。モル質量は物質によって異なります（例：水H2Oのモル質量は18 g/mol、二酸化炭素CO2は44 g/mol）（選択肢3・5は誤り）。標準状態（0℃…

関連キーワード: モル・アボガドロ数・モル質量・物質量

解説: イオン化傾向（電気化学的活性の順序）が大きい金属ほど、電子を失って陽イオンになりやすく、酸化されやすく（腐食しやすく）反応性が高い性質があります（選択肢2が正しい）。イオン化傾向の大小は危険物取扱において重要で、リチウム(Li)>カリウム(K)>カルシウム(Ca)>ナトリウム(N…

関連キーワード: イオン化傾向・金属の反応性・酸化されやすさ・腐食

解説: 蒸気圧とは、液体が気化（蒸発）しようとする圧力であり、温度が高いほど蒸気圧は大きくなります（選択肢5は逆で誤り）。蒸気圧が大きい液体ほど蒸発しやすく、液面上の蒸気濃度が高くなるため引火点が低くなる傾向があります（選択肢4が正しい）。液体の沸点は蒸気圧が大気圧（外圧）と等しくなった…

関連キーワード: 蒸気圧・引火点・蒸発しやすさ・沸点

解説: シャルルの法則は「圧力が一定のとき、気体の体積は絶対温度（K：ケルビン）に比例する」というものです（選択肢3が正しい）。ボイルの法則は「温度が一定のとき、気体の体積は圧力に反比例する（圧力が増すと体積は減少する）」です（選択肢5は「比例」としており誤り）。ボイルの法則により圧力が…

関連キーワード: ボイルの法則・シャルルの法則・気体の体積・絶対温度

解説: 帯電列（摩擦帯電列）とは、物質を摩擦した際に正（+）または負（-）に帯電する傾向の順序を示したものです。帯電列で離れた位置にある物質どうしを摩擦したとき、より大きな帯電（静電気の発生）が起こりやすい性質があります（選択肢1が正しい）。融点の順序ではありません（選択肢2は誤り）。同…

関連キーワード: 帯電列・摩擦帯電・静電気発生・離れた位置

解説: 接地は、導体と大地を導線でつなぎ、導体に生じた電荷を大地へ逃がす対策です。絶縁体（不導体）は接地しても電荷がほとんど移動しないので、接地の効果はほとんどなく、除電器や加湿などの対策を別に用います（1が正しい）。2：ボンディングは、直接接地しにくい導体を、近くの接地した導体と導線で…

関連キーワード: 静電気・接地・ボンディング・帯電防止靴・帯電防止作業服

解説: 反応速度は反応物の濃度が高いほど（分子どうしの衝突頻度が増すため）速くなる傾向があります（選択肢5が正しい）。反応速度は温度が高いほど速くなります（選択肢1は逆で誤り）。触媒は反応の活性化エネルギーを下げて反応速度を変化させますが、自身は反応後に元の状態に戻り消費されません（選択…

関連キーワード: 反応速度・濃度・温度・触媒・表面積

解説: 触媒とは、化学反応において活性化エネルギー（反応が起こるために必要な最低限のエネルギー）を低下させることで反応速度を速める物質です（選択肢2が正しい）。触媒は反応の平衡を変えることはなく（選択肢3は誤り）、反応後に消費されず元の状態に戻るため繰り返し使用できます（選択肢5は誤り）…

関連キーワード: 触媒・活性化エネルギー・反応速度・消費されない

解説: 酸（HCl）と塩基（NaOH）が反応する中和反応では、塩（えん）と水が生成されます。HCl + NaOH → NaCl + H2O がその例です（選択肢4が正しい）。酸性水溶液のpHは7未満、アルカリ性はpH7超です（選択肢1は逆で誤り）。中和反応は一般的に発熱反応（熱を放出）で…

関連キーワード: 中和反応・pH・酸性・アルカリ性・塩酸・水酸化ナトリウム

解説: 反応熱が外へ出る反応を発熱反応、周囲から熱を吸収する反応を吸熱反応といいます。窒素と酸素から一酸化窒素ができる反応（N2＋O2→2NO）は、一酸化窒素1 molが生じるときに約90 kJの熱を吸収する吸熱反応です（3が正しい）。同じ窒素の反応でも、窒素と水素からアンモニアができる…

関連キーワード: 吸熱反応・発熱反応・反応熱・中和

解説: 固体の溶解度は、溶媒（水）100 gに溶ける溶質の最大の質量（g）で表し、そこまで溶かした溶液を飽和溶液といいます（5は「溶液100 g」としており誤り）。多くの固体は水温が高いほど溶解度が大きくなりますが、水酸化カルシウムは逆で、20℃で水100 gに約0.16 g溶けるのに対…

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解説: 熱容量は、その物体全体の温度を1 K（1℃）上げるのに必要な熱量で、加えた熱量を温度差で割って求めます。温度差は30℃−20℃＝10 Kなので、熱容量は900 J÷10 K＝90 J/Kです（2が正しい）。比熱は物質1 gあたりの値で、90 J/K÷200 g＝0.45 J/(g…

関連キーワード: 熱容量・比熱・熱量・温度差

解説: 燃焼で酸素が足りない部分ができると、炭素が二酸化炭素まで酸化されずに、一酸化炭素やすす（炭素の微粒子）が生じます（不完全燃焼）。分子中の炭素の割合が大きい物質ほどすすが出やすく、ベンゼン（C6H6）のような芳香族炭化水素は、炭素の質量の割合が約92％と大きく、多量のすすを出して燃…

関連キーワード: 不完全燃焼・すす・一酸化炭素・芳香族炭化水素

解説: 放電で着火するのは、放電のエネルギーが混合気の最小着火エネルギー以上のときです。最小着火エネルギーは濃度によって変わるU字型の関係にあり、蒸気と酸素が過不足なく反応する濃度（化学量論組成）の付近で最も小さく、燃焼範囲の下限値や上限値に近づくほど大きくなります（1が正しい）。5：化…

関連キーワード: 最小着火エネルギー・燃焼範囲・火花放電・静電容量

解説: メタンの完全燃焼反応式は「CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O」です。CH4の分子量は12+4×1=16 g/molなので、16グラムのCH4は1モルです。反応式より、CH4 1モルの燃焼に O2 2モルが必要です。O2の分子量は2×16=32 g/molなので、必要な酸…

関連キーワード: 燃焼反応式・モル計算・酸素の量・量論計算・メタン燃焼

解説: ABC粉末は、りん酸アンモニウム（りん酸二水素アンモニウムなどのりん酸塩類）を主成分とする粉末消火薬剤です（1が正しい）。熱で分解して生じる成分が燃焼の連鎖反応を抑える抑制作用と、粉末の雲による窒息作用で消火し、りん酸塩類は防炎性をもつので木材などの普通火災にも適応します。炭酸水…

根拠・参照資料: 消火器用消火薬剤の技術上の規格を定める省令 第7条

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解説: 気体の状態方程式 PV＝nRT では、圧力P［Pa］、体積V［m³］、絶対温度T［K］を用います。T＝27＋273＝300 K、V＝49.8 L＝49.8×10⁻³ m³ なので、n＝PV÷(RT)＝(1.0×10⁵×49.8×10⁻³)÷(8.3×300)＝4980÷2490＝…

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解説: 爆燃（deflagration）は音速以下で燃焼波が伝播する現象であり、爆轟（デトネーション detonation）は超音速の衝撃波を伴って伝播する現象です。爆轟は爆燃より伝播速度が速く（選択肢5は逆で誤り）、衝撃波による破壊力が非常に大きいです（選択肢1が正しい）。爆轟は可燃性…

関連キーワード: 爆燃・爆轟・デトネーション・衝撃波・燃焼伝播

解説: 二酸化炭素消火器には、液化炭酸ガス（圧縮して液体にした二酸化炭素）が充てんされていて、放射すると気体になって広がります（1が正しい）。二酸化炭素の蒸気比重は約1.5で空気より重く、低い所へ流れてたまりやすい性質があります（2は誤り）。水に溶けると弱い酸性の炭酸になるだけで、消火に…

関連キーワード: 二酸化炭素消火器・液化炭酸ガス・窒息作用・蒸気比重

解説: 吸湿性のある物質は、加湿すると表面に吸着した水分によって表面の電気抵抗が下がり、たまった電荷が逃げやすくなります（電荷緩和）。このため効果は水分が吸着しやすい物質で大きく、水をはじきやすい合成樹脂などでは小さくなります（4が正しい）。1は誤りで、空気そのものが電気を通しやすくなる…

関連キーワード: 加湿・相対湿度・帯電防止剤・電荷緩和

解説: 燃焼には可燃物・酸素供給源・点火源の三要素が必要で、窒息消火は空気（酸素供給源）を断って火を消します。セルロイドはニトロセルロース（硝酸エステル）を主な原料とする合成樹脂で、分子内の酸素を使って空気がなくても燃え続ける（自己燃焼）ため、窒息消火の効果は小さく、大量の水で冷却して消…

関連キーワード: 燃焼の三要素・酸素供給源・窒息消火・自己燃焼

解説: 液比重は、液体の密度を4℃の水の密度（約1 g/cm³）と比べた値で、1より大きい液体は水より重く、水に溶けにくければ水の下に沈みます。二硫化炭素の液比重は約1.26で水より重く、水に溶けにくいので、蒸気の発生を抑えるために容器に水を張って貯蔵します（3が正しい）。ベンゼン（約0…

関連キーワード: 液比重・密度・第4類の危険物・注水消火

解説: ボイルの法則は「温度が一定のとき、一定量の気体の体積は圧力に反比例する」という法則です。つまり圧力が2倍になると体積は1/2になります（PV=一定）（選択肢3が正しい）。「比例して増加」（選択肢1）とするのは誤りで、正しくは「反比例する（圧力が増えると体積は減る）」です。選択肢2…

関連キーワード: ボイルの法則・体積と圧力・反比例・PV=一定

解説: 燃焼下限値は、燃焼範囲のうち蒸気の濃度が薄い側の限界で、混合気全体の体積に対する蒸気の体積の割合（vol%）で表します（5は空気100 Lに対する量としており誤り）。混合気の温度が高いと、反応で出る熱が少なくても燃焼が続くので燃焼範囲は広がり、燃焼下限値は低くなります（1が正しい…

関連キーワード: 燃焼下限値・燃焼範囲・引火点・化学量論組成

解説: 混合危険（混触危険）とは、2種類の物質を混合した際に発熱・発火・爆発等の危険な反応が起こる現象です。第4類危険物（引火性液体）に第1類危険物（酸化性固体）を混合すると、酸化剤と可燃物が接触して反応熱を生じ、発火・爆発する危険性があります（選択肢1が正しい）。ナトリウムは灯油中に保…

関連キーワード: 混合危険・混触危険・第1類と第4類・酸化性固体・発火

解説: 異種金属接触腐食（ガルバニック腐食）は、異なる金属が電解質（水分・土壌等）中で接触した際に、イオン化傾向の大きい方の金属が陽極（アノード）となって溶け出す（腐食する）現象です（選択肢1が正しい）。鉄（Fe）と銅（Cu）が接触した場合、イオン化傾向が大きい鉄が腐食されます（銅のほう…

関連キーワード: 金属腐食・異種金属接触腐食・イオン化傾向・電気化学的腐食

解説: 自然発火は、物質が常温の空気中でゆっくり酸化や発酵などをして発熱し、その熱が外へ逃げずに内部にたまって温度が上がり、発火点に達して燃え出す現象である。積み重ねた山が大きいほど中心部の熱が外へ逃げにくく、自然発火しやすくなるので、2が正しい。1の干し草は、湿り気があると微生物の発酵…

関連キーワード: 自然発火・発火点・熱伝導率・発酵・通風

解説: エタノールの完全燃焼反応式は「C2H5OH + 3O2 → 2CO2 + 3H2O」です。エタノールのモル質量は2×12+6×1+16=46 g/molなので、30gは30÷46≒0.652モルです。反応式よりエタノール1モルから水3モルが生成されるので、生成される水は0.652…

関連キーワード: エタノール完全燃焼・モル計算・生成物の質量・量論計算

解説: 酸化数は元素の酸化の程度を表す数値です。単体（Fe・O2・H2等）の原子の酸化数はすべて0です（選択肢5が正しい）。酸化とは酸化数が増加することであり、還元とは酸化数が減少することです（選択肢1は逆で誤り）。化合物中の酸素原子の酸化数は通常-2です（過酸化物等では例外あり）（選択…

関連キーワード: 酸化数・酸化と還元・単体の酸化数0・酸素の酸化数

解説: 蒸気比重（気体の比重）は、気体の密度を空気の密度を基準（1）として比較した値です。空気の平均分子量は約29（窒素28と酸素32が約4：1で混合）であるため、「蒸気比重 ≈ 物質の分子量 ÷ 29」で近似計算できます（選択肢5が正しい）。例えばガソリンの主成分オクタン（C8H18、…

関連キーワード: 蒸気比重・分子量÷29・空気の平均分子量・計算方法

解説: 4が正しい。耐熱服の表面のアルミニウムは、炎や高温の物体から放射される熱をよく反射し、服が受ける熱を小さくする。1は誤り。ついたては、ストーブから直接届く放射をさえぎるもので、主に対流をさえぎるためではない。2は誤り。冷えて重くなった庫内の空気が流れ出て足元にたまる対流によるもの…

関連キーワード: 熱の伝わり方・伝導・対流・放射・グラスウール

解説: 3が正しい。熱伝導率の小さいものは、加えられた熱が周りへ逃げにくく、その部分の温度が上がりやすいので燃えやすい。1は誤り。発熱量（燃焼熱）の大きいものほど、燃焼で出る熱で周りが加熱されて燃焼が続きやすく、燃えやすい。2は誤り。比熱の大きいものほど、温度を上げるのに多くの熱量が要る…

関連キーワード: 燃焼の難易・発熱量・比熱・蒸気圧・燃焼範囲

解説: 液体が固体になる状態変化を凝固、その逆を融解といい、純物質では凝固が始まる温度（凝固点）と融点は同じ温度である。ベンゼンの融点は約5.5℃で、0℃では凝固して固体になるので、4が正しい。気温が5.5℃を下回る冬季には、屋外の容器や配管の中のベンゼンが固まることがある。トルエン（融…

関連キーワード: 状態変化・凝固・融点・ベンゼン

解説: 水の融解熱（0℃の氷1 gを0℃の水にする潜熱）は約334 J/g（約80 cal/g）、水の蒸発熱（100℃の水1 gを100℃の水蒸気にする潜熱）は約2,257 J/g（約539 cal/g）である。2,257÷334≒6.8なので、蒸発熱は融解熱の約7倍で、3が正しい。なお…

関連キーワード: 潜熱・顕熱・蒸発熱・融解熱

解説: オームの法則は「電圧V＝電流I×抵抗R」で表されます。この式を変形すると「抵抗R＝電圧V÷電流I」となるため、R＝100V÷2A＝50Ωです（選択肢4が正しい）。選択肢2の0.02Ωは電流÷電圧（2÷100）と逆に計算した誤りです。選択肢1の200Ωは電圧×電流（100×2）と掛…

関連キーワード: オームの法則・電圧・電流・電気抵抗・V=IR

解説: 物質の温度を上げるのに必要な熱量は、質量×比熱×温度差で求める。水の比熱は約4.2 J/(g・K)（1 gの水を1 K上げるのに約4.2 J）で、温度差は80−20＝60 K（温度差は℃でもKでも同じ数値）だから、250×4.2×60＝63,000 J≒63 kJとなり、5が正し…

関連キーワード: 熱量・比熱・水の比熱・温度差

解説: 同素体とは、同じ1種類の元素からできている単体でありながら、原子の結びつき方が異なるために性質が異なる物質どうしのことです。酸素（O2）とオゾン（O3）はどちらも酸素元素のみからなる単体で、性質が異なるため同素体です（選択肢2が正しい）。ほかに黒鉛とダイヤモンド（炭素）、黄リンと…

関連キーワード: 同素体・酸素とオゾン・単体・同位体との違い

解説: 熱伝導率は一般に固体、液体、気体の順に小さくなる。同じ水でも、固体の氷（0℃で約2.2 W/(m・K)）は液体の水（約0.58 W/(m・K)）の4倍近くあるので、3が正しい。1の鉄（約84）はアルミニウム（約236）より小さい。2の銅（約403）は金属の中でも大きいが、銀（約4…

関連キーワード: 熱伝導率・固体・液体・気体・金属

解説: 酸素濃度を高くすると、物質は燃えやすくなり、燃焼も激しくなる。高圧ガス要覧の値では、発火点（発火温度）は空気中より低くなり（水素約580℃→約538℃、アセチレン約305℃→約296℃）、2が正しい。燃焼範囲は広くなるが、広がるのは主に上限値の側で（メタン5.0〜15 vol%→…

関連キーワード: 酸素濃度・発火点・燃焼範囲・下限値・上限値

解説: 化学結合には主にイオン結合・共有結合・金属結合があります。イオン結合は、電子の授受によって生じた陽イオンと陰イオンが静電気的な引力（クーロン力）で引き合う結合で、塩化ナトリウム（NaCl）はナトリウムイオン（Na+）と塩化物イオン（Cl−）のイオン結合の代表例です（選択肢5が正し…

関連キーワード: 化学結合・イオン結合・共有結合・金属結合・塩化ナトリウム

解説: 水1 gを20℃から100℃まで温めるには4.2×80＝336 Jが要り、100℃で水蒸気にするにはさらに蒸発熱の2,260 Jが要るので、水1 gが奪う熱量は合わせて2,596 Jである。6,000 kJ＝6,000,000 Jを2,596 J/gで割ると約2,311 g、つま…

関連キーワード: 比熱・蒸発熱・水蒸気・熱量・冷却

解説: 帯電した物体に蓄えられる静電気のエネルギーEは、静電容量をC、電圧をVとするとE＝(1/2)CV²で表される。C＝200 pF＝200×10⁻¹² F、V＝10 kV＝1×10⁴ Vなので、E＝(1/2)×200×10⁻¹²×(1×10⁴)²＝1×10⁻² J＝10 mJとなり、…

関連キーワード: 静電気・静電容量・帯電・最小着火エネルギー・接地

解説: 液体の体積の増加量は、元の体積×体膨張率×温度差で求める。温度差は35−15＝20 K（℃の差とKの差は同じ数値）なので、2,000×1.0×10⁻³×20＝40 Lとなり、5が正しい。3の30 Lは温度差を元の液温の15 K、1の100 Lは15と35を足した50 Kとした値、…

関連キーワード: 体膨張率・灯油・温度差・空間容積・計算問題

解説: 中和では、酸が出す水素イオンH⁺の物質量と、塩基が出す水酸化物イオンOH⁻の物質量が等しくなる。硫酸H₂SO₄は1分子からH⁺を2個出す2価の酸、水酸化ナトリウムNaOHは1価の塩基だから、2×0.20 mol/L×10 mL＝1×0.10 mol/L×V より V＝40 mL …

関連キーワード: 中和・価数・物質量・硫酸・水酸化ナトリウム・計算問題

解説: ガソリンの燃焼範囲（爆発範囲）は約1.4〜7.6 vol%である。蒸気濃度は、蒸気の体積÷（空気の体積＋蒸気の体積）×100で求める。蒸気4.5 Lのときは4.5÷104.5×100≒4.3 vol%で燃焼範囲に入るので、1が正しい。3の0.5 Lでは約0.5 vol%で下限値よ…

関連キーワード: 燃焼範囲・ガソリン・蒸気濃度・混合気・計算問題

解説: まず液体の質量を求める。比重は水を1としたときの重さの比で、水1 Lは約1 kgだから、比重0.80の液体2.5 Lの質量は2.5×0.80＝2.0 kg＝2,000 gである。熱量は質量×比熱×温度差で、温度差は30−10＝20 Kなので、2,000×2.0×20＝80,000…

関連キーワード: 熱量・比熱・比重・温度差・計算問題

解説: 熱量の単位には、ジュール（J）のほかにカロリー（cal）があり、1 calは約4.2 J（計量法の定義では4.184 J）である。比熱0.50 cal/(g・K)の液体1,000 gの熱容量は0.50×1,000＝500 cal/Kである。加えた熱量6.3 kJ＝6,300 Jは…

関連キーワード: 比熱・熱量・カロリー・ジュール・温度上昇・計算問題

解説: モル濃度は、溶液1 Lに溶けている溶質の物質量（mol）で表した濃度である。エタノールの示性式はC₂H₅OH（分子式C₂H₆O）で、分子量は12×2＋1×6＋16＝46だから、23 gは23÷46＝0.50 molである。溶液全体の体積は250 mL＝0.250 Lなので、モル濃…

関連キーワード: モル濃度・物質量・分子量・エタノール・水溶液・計算問題

解説: 固体の熱膨張では、長さの増加の割合を表す線膨張率に対して、体積の増加の割合を表す体膨張率は、縦・横・高さの3方向に伸びるため線膨張率の約3倍になる。タンクの内側の空間（内容積）も、同じ材料が詰まっている場合と同じ割合で膨張する。体膨張率は3×1.2×10⁻⁵＝3.6×10⁻⁵ K…

関連キーワード: 線膨張率・体膨張率・熱膨張・内容積・計算問題

解説: 標準状態（0℃、1.013×10⁵ Pa）では、気体1 molの体積は種類によらず約22.4 Lである（モル体積）。112 Lのプロパンの物質量は112÷22.4＝5.0 molで、プロパンC₃H₈の分子量は12×3＋1×8＝44だから、質量は5.0×44＝220 gとなり、2が…

関連キーワード: 標準状態・モル体積・物質量・プロパン・分子量・計算問題

解説: メタノール（CH₃OH）の完全燃焼の化学反応式は、2CH₃OH＋3O₂→2CO₂＋4H₂Oで、メタノール1 molあたり酸素1.5 molが必要である。分子量はCH₃OH＝32、O₂＝32なので、6.4 kg＝6,400 gの物質量は200 molで、必要な酸素は300 mol×…

関連キーワード: メタノール・完全燃焼・化学反応式・物質量・分子量・計算問題

解説: アセトン（CH₃COCH₃）は、2つのメチル基にカルボニル基（>C=O）が結合したケトンで、カルボキシ基（−COOH）はもっていません。カルボキシ基をもつのは酢酸（CH₃COOH）などのカルボン酸です（選択肢5が誤り）。官能基は化合物の性質を決める原子団で、ベンゼン環以外の炭素原…

関連キーワード: 官能基・ヒドロキシ基・カルボキシ基・ケトン・エステル結合

解説: 炭化水素は、炭素と水素からなる化合物です。炭素原子間がすべて単結合のものを飽和炭化水素（メタン・ヘキサンなど）、二重結合や三重結合を含むものを不飽和炭化水素、ベンゼン環をもつものを芳香族炭化水素といいます。トルエン（C₇H₈）はベンゼンの水素原子1個を、キシレン（C₈H₁₀）は水…

関連キーワード: 芳香族炭化水素・飽和炭化水素・不飽和炭化水素・トルエン・キシレン

解説: 1価アルコールの分子は、水になじみやすいヒドロキシ基（−OH）1個と、水になじみにくい炭化水素基とからできています。炭素原子の数が増えて炭化水素基が大きくなるほど、水に溶けにくくなる傾向があります。エタノールや1-プロパノールは水とよく混ざりますが、1-ブタノールでは水に溶ける量…

関連キーワード: 官能基・ヒドロキシ基・カルボキシ基・エステル・エーテル

解説: 第1級アルコールのエタノール（C₂H₅OH）を酸化するとアセトアルデヒド（CH₃CHO）が生じ、これをさらに酸化すると酢酸（CH₃COOH）になります。一方、第2級アルコールの2-プロパノール（CH₃CH(OH)CH₃）を酸化すると、ケトンのアセトン（CH₃COCH₃）が生じます…

関連キーワード: アルコールの酸化・アセトアルデヒド・酢酸・アセトン・ケトン

解説: 構造異性体は、分子式が同じで原子のつながり方（構造）が異なる化合物どうしである。酢酸（CH₃COOH）とギ酸メチル（HCOOCH₃）は、どちらも分子式がC₂H₄O₂である。酢酸はカルボキシ基をもつカルボン酸、ギ酸メチルはエステル結合をもつエステルで、官能基が異なるので性質も大きく…

関連キーワード: 構造異性体・分子式・異性体・官能基・エステル

解説: ルシャトリエの原理により、平衡状態にある反応の条件を変えると、その変化をやわらげる向きに平衡が移動します。温度を上げると、熱を吸収する向き（吸熱反応の向き）に移動します。この反応の正反応は発熱反応なので、温度を上げると平衡は逆反応の向き、つまりメタノールが分解する向きに移動します…

関連キーワード: 化学平衡・ルシャトリエの原理・平衡の移動・発熱反応

解説: 化学平衡にある変化で、温度一定のまま容器の体積を小さくして圧力を高くすると、ルシャトリエの原理により、平衡は気体の分子数（物質量）の総和が減る向きに移動する。このとき数えるのは気体だけで、固体や液体は圧力の影響をほとんど受けないので数に入れない。1は左辺の気体がCOの1分子、右辺…

関連キーワード: 化学平衡・ルシャトリエの原理・分子数・固体・液体

解説: 中和熱は、酸と塩基が中和して水1 molが生じるときに発生する熱量と定義される。塩1 molを基準にすると、硫酸と水酸化ナトリウムの中和（H₂SO₄＋2NaOH→Na₂SO₄＋2H₂O）のように塩1 molで水が2 mol生じる場合に値がずれるため、水を基準にしている。したがって…

関連キーワード: 反応熱・燃焼熱・生成熱・中和熱・溶解熱

解説: ΔHは「生成物のエンタルピーの和−反応物のエンタルピーの和」で、負の値は熱を放出する発熱反応を表す。ΔH＝−2219 kJは、反応物の側が生成物の側より2219 kJ大きいことを表すので、反応物の側が小さいとする1が誤りである。式の2219 kJは水を液体とした値で、水蒸気のまま…

関連キーワード: 反応エンタルピー・プロパン・発熱反応・蒸発熱・物質量

解説: 生成熱は、化合物1 molがその成分元素の単体から生じるときの反応熱である。エタノール（C₂H₅OH、分子式C₂H₆O）1 molは、黒鉛2 mol、水素3 mol、酸素1/2 molから生じる。黒鉛2 molと水素3 molを直接燃焼させても、いったんエタノールにしてから燃焼さ…

関連キーワード: ヘスの法則・生成熱・燃焼熱・エタノール・計算問題

解説: 周期表は、元素を原子番号の順に並べ、性質の似た元素が縦に並ぶようにした表です。横の行を周期、縦の列を族といいます。周期の番号は、電子が入っている電子殻の数に対応します。第3周期のナトリウム（2, 8, 1）からアルゴン（2, 8, 8）までの原子は、いずれもK殻・L殻・M殻の3つ…

関連キーワード: 周期表・周期・族・電子殻・原子番号

解説: ハロゲンの単体の酸化力（相手から電子を奪う力）は、原子番号の小さいものほど強く、F₂＞Cl₂＞Br₂＞I₂ の順です。フッ素が最も強く、ヨウ素が最も弱いので、記述は逆です（選択肢1が誤り）。ハロゲンは17族の元素で1価の陰イオンになりやすく、1族のナトリウムやカリウムは1価の陽イ…

関連キーワード: ハロゲン・アルカリ金属・貴ガス・酸化力・周期表

解説: 凝固点降下度は、溶けている粒子の質量モル濃度に比例するので、水1kg中の粒子の物質量で比べます。電解質は電離して粒子の数が増えます。NaCl → Na⁺＋Cl⁻ で 0.12×2＝0.24mol、ブドウ糖は電離しないので 0.35mol、CaCl₂ → Ca²⁺＋2Cl⁻ で 0…

関連キーワード: 凝固点降下・質量モル濃度・電解質・電離

解説: アセトンの分子量は 12×3＋1×6＋16＝58 なので、29gは 29÷58＝0.5molです。反応式の係数から、アセトン1molから二酸化炭素3molが生じるので、0.5molからは1.5molが生じます。アボガドロの法則により、標準状態では気体の種類によらず1molが22.…

関連キーワード: アボガドロの法則・モル体積・標準状態・化学反応式・アセトン

解説: 純物質は、外圧が一定なら沸騰している間の液温が一定に保たれる（混合物でも共沸組成のものは例外的に一定になる）。ガソリンは沸点の異なる多くの成分からなる混合物で、沸点の低い成分から先に蒸発し、残った液体の組成が変わるので、外圧が一定でも沸騰が進むにつれて液温が上がっていく。したがっ…

関連キーワード: 飽和蒸気圧・沸点・沸点上昇・混合物・外圧

解説: 空気と蒸気が混ざった気体では、各成分の体積の割合は分圧の割合に等しい。液面のすぐ上で蒸気が飽和しているとき、蒸気の分圧はその液温での飽和蒸気圧6.0 kPaで、全体の圧力は大気圧の75 kPaだから、蒸気の濃度は6.0÷75×100＝8.0 vol%となり、4が正しい。1の6.0…

関連キーワード: 飽和蒸気圧・分圧・大気圧・蒸気の濃度・引火点・計算問題

解説: ヨウ素は水にほとんど溶けず、空気中の水蒸気を吸って溶ける性質（潮解性）はない。ヨウ素は常温でも液体を経ずに少しずつ気体になる（昇華する）物質で、その蒸気は紫色である。したがって2が誤りである。水酸化ナトリウムは潮解性をもち、空気中の二酸化炭素とも反応して炭酸ナトリウムに変わる。炭…

関連キーワード: 潮解・風解・昇華・融点・ドライアイス

解説: 密度0.80 g/cm³は、1 cm³あたりの質量が0.80 gであることを表す。1 m³＝10⁶ cm³、1 kg＝1,000 gなので、0.80 g/cm³＝800 kg/m³（＝0.80 kg/L）である。体積＝質量÷密度より、1,600 kg÷800 kg/m³＝2.0 …

関連キーワード: 密度・体積・質量・灯油・単位・計算問題

解説: 2つの液体が層に分かれるには、互いに混ざり合わない（水に溶けにくい）ことが必要で、そのうえで比重の小さいほうが上の層になります。シクロヘキサンは水にほとんど溶けず（25℃で100 mLに約0.006 g）、比重は約0.8なので、水と分かれて水の上に層をつくります（選択肢3が正しい…

関連キーワード: 比重・水溶性・第4類の危険物

解説: 圧力が一定のとき、一定量の気体の体積は絶対温度に比例します（シャルルの法則）。絶対温度T〔K〕はセルシウス温度t〔℃〕に273を加えて求めるので、加熱前は300 K、加熱後は370 Kです。8.0 L×370÷300≒9.87 Lとなり、最も近いのは9.9 Lです（選択肢2が正し…

関連キーワード: シャルルの法則・絶対温度・セルシウス温度・理想気体・計算問題

解説: 一定量の気体では、圧力と体積の積を絶対温度で割った値（PV/T）が一定になります（ボイル＝シャルルの法則）。V₂＝V₁×(P₁÷P₂)×(T₂÷T₁)に、V₁＝10 L、P₁＝0.10 MPa、P₂＝0.30 MPa、T₁＝27＋273＝300 K、T₂＝87＋273＝360 K…

関連キーワード: ボイル＝シャルルの法則・絶対温度・圧力と体積・計算問題

解説: 温度が一定なので、それぞれの気体についてボイルの法則（PV＝一定）が成り立ち、コックを開くとどちらの気体も2.0＋3.0＝5.0 Lの全体に広がります。窒素の分圧は3.0×10⁵×2.0÷5.0＝1.2×10⁵ Pa、酸素の分圧は1.0×10⁵×3.0÷5.0＝0.6×10⁵ P…

関連キーワード: ドルトンの分圧の法則・分圧・全圧・ボイルの法則・計算問題

解説: 熱のやり取りが金属球と水の間だけで行われるとき、金属球が失った熱量と水が得た熱量は等しくなります（熱量の保存）。水の比熱は約4.2 J/(g・K)です。つり合いの温度をT〔℃〕とすると、300×0.38×(95－T)＝120×4.2×(T－15)、すなわち114×(95－T)＝5…

関連キーワード: 比熱・熱量・熱量の保存・水の比熱・計算問題

解説: 体膨張率は、温度が1 K上がるごとに増える体積の割合です。ガソリンの体膨張率はおよそ1.2×10⁻³ K⁻¹（温度が約8 K上がるごとに体積が約1%増える割合）で、20℃付近の水（約2.1×10⁻⁴ K⁻¹）の5倍以上あり、ガソリンのほうが大きく熱膨張します（選択肢1が誤り。これ…

関連キーワード: 体膨張率・線膨張率・熱膨張・シャルルの法則

解説: 抵抗を並列に接続すると電流の通り道が増えるため、合成抵抗は接続したどの抵抗よりも小さくなります（例：4 Ωと4 Ωを並列にすると2 Ω）。どの抵抗よりも大きくなるという記述は誤りです（選択肢3が誤り。これが正解）。どの抵抗よりも大きくなるのは直列に接続した場合です。オームの法則（…

関連キーワード: オームの法則・電力・ジュール熱・合成抵抗

解説: オームの法則より、電熱線に流れる電流はI＝V÷R＝100÷25＝4 Aです。消費電力はP＝VI＝100×4＝400 Wとなります。2分間は120秒なので、発生するジュール熱はQ＝Pt＝400×120＝48,000 Jです（Q＝I²Rt＝4²×25×120でも同じ値）。組合せは電力…

関連キーワード: 電力・ジュール熱・オームの法則・計算問題

解説: まず並列部分の合成抵抗を求めます。並列接続では合成抵抗の逆数が各抵抗の逆数の和になるので、1/R＝1/8.0＋1/24＝4/24より、R＝6.0 Ωです（2つの抵抗なら「積÷和」＝192÷32＝6.0 Ωでも求まります）。これに3.0 Ωの抵抗を直列に接続するので、回路全体の合成…

関連キーワード: 合成抵抗・直列接続・並列接続・計算問題

解説: パスカル（Pa）は、1 m²の面に垂直に1 Nの力がはたらくときの圧力で、1 Pa＝1 N/m²です。1 cm²は1 m²の1万分の1なので、1 cm²の面に1 Nの力がはたらく圧力は1万Pa（10 kPa）になり、5は誤りです（これが正解）。多くの圧力計は大気圧を0として目盛っ…

関連キーワード: パスカル・ゲージ圧・絶対圧・絶対零度・ケルビン

解説: 木炭は熱分解をほとんど起こさず、固体の表面で空気中の酸素と直接反応し、赤熱しながら燃える表面燃焼です。石炭は加熱されると熱分解して可燃性のガスを出し、そのガスが燃える分解燃焼です。硫黄は加熱されると融解・蒸発し、発生した蒸気が燃える蒸発燃焼で、固体でも蒸発燃焼をする例です（選択肢…

関連キーワード: 燃焼の形態・表面燃焼・分解燃焼・蒸発燃焼

解説: 空気の取り入れ口を閉じたブンゼンバーナーでは、燃料のガスだけが口から噴き出し、炎のところで周りの空気と混ざりながら燃えるので、その炎は拡散燃焼の炎です。この炎は黄色っぽく揺れ動きやすく、混合気の噴き出す速さと燃焼速度が釣り合う位置にとどまる内側の円すい形の炎より揺れ動きにくいとす…

関連キーワード: 拡散燃焼・予混合燃焼・ブンゼンバーナー・逆火・燃焼速度

解説: 蒸気濃度は、蒸気の体積÷（蒸気と空気の体積の和）×100で求めるので、この混合気は25÷125×100＝20 vol%です。燃焼範囲は物質ごとに異なり、トルエンの燃焼範囲はおよそ1〜7 vol%で、上限値が20 vol%よりずっと低いため、この混合気は濃すぎて燃焼範囲に入りません…

関連キーワード: 燃焼範囲・蒸気濃度・混合気・上限値・計算問題

解説: 空気を加えても蒸気の量20 Lは変わらず、混合気全体の体積だけが増えます。アセトアルデヒドの燃焼範囲はおよそ4〜60 vol%で、下限値は約4 vol%です。混合気全体の体積をV〔L〕とすると、蒸気濃度は20÷V×100〔vol%〕で、これが4 vol%より低くなるのはV＞20÷…

関連キーワード: 燃焼範囲・下限値・蒸気濃度・アセトアルデヒド・計算問題

解説: 引火点は、炎などの点火源を近づけたときに液面上の蒸気に火がつく最低の液温です。この液温では蒸気の濃度が燃焼下限界に達したばかりなので、火がついてもすぐに消えることがあります。さらに液温が上がり、火がついた後も燃焼が続くようになる最低の液温を燃焼点といいます。この操作ではT1が引火…

関連キーワード: 燃焼点・引火点・発火点・液温

解説: 着火に必要な最小のエネルギー（最小着火エネルギー）は、可燃性ガスでは一般に0.1 mJ程度であるのに対し、粉じんでは1 mJ以上と大きく、粉じんのほうが着火しにくい性質があります（選択肢5が誤り。これが正解）。粉じんは粒子径が小さいほど燃えやすく、爆発下限濃度が低くなり、しだいに…

関連キーワード: 粉じん爆発・爆発下限濃度・粒子径・一酸化炭素

解説: 二次爆発は、一次爆発の爆風で床・はり・設備の上に積もっていた粉じんが舞い上がって新しい粉じん雲ができ、少し遅れてそこへ火炎が伝わって起こる。一酸化炭素は爆発の後に生じやすい有害な燃焼生成物で、二次爆発の燃料ではないので、4が誤りである。粉じん爆発が起こる濃度は前方がかすんで見通せ…

関連キーワード: 粉じん爆発・二次爆発・粉じん雲・一次爆発・一酸化炭素

解説: 自然発火は、物質の中で生じた熱がたまって温度が上がり、発火に至る現象で、最初の発熱の種類によって分けられます。スチレンのように重合しやすい単量体（モノマー）は、加温や光などで重合が始まると重合熱を出し、その熱でさらに重合が速まるため、発火や容器の破裂の原因になります（選択肢1が正…

関連キーワード: 自然発火・重合熱・分解熱・酸化熱

解説: 活性炭・木炭などの炭素の粉末は、すき間が多く表面積が大きいので、製造や粉砕の直後で、まだ気体を吸着しきっていないものほど、周りの気体を吸着するときに出る吸着熱に酸化による発熱が加わって温度が上がりやすくなります。吸着や酸化の性質は時間とともに弱まり、時間がたって気体を吸着し終えた…

関連キーワード: 自然発火・吸着熱・酸化熱・分解熱

解説: 第5類の危険物（自己反応性物質）は、一般に分子中に酸素を含む可燃物で、外から酸素が供給されなくても燃える自己燃焼性があり、周りの空気を断つ窒息消火は効果がない。空気を断てば燃焼が止まるのは、第4類のように空気中の酸素で燃える物質なので、4が誤りである。第1類の危険物（酸化性固体）…

関連キーワード: 酸素供給源・自己燃焼・酸化性固体・酸化性液体・窒息消火

解説: 水は蒸発すると、1気圧のもとで体積がおよそ1,700倍の水蒸気になります。この水蒸気が燃焼物の周りの空気を押しのけるため、水には冷却効果に加えて窒息効果もあります（選択肢2が正しい）。100℃の水1 gが水蒸気になるときに吸収する蒸発熱は約2,260 J（約2.26 kJ）で、約…

根拠・参照資料: 危険物の規制に関する政令別表第五

関連キーワード: 蒸発熱・冷却効果・窒息効果・強化液

解説: 消火器用消火薬剤の技術上の規格を定める省令第3条では、強化液消火薬剤（化学反応で生じるガスを圧力源とする消火器に充てんするものを除く）はアルカリ金属塩類等の水溶液で、凝固点が零下20度以下のものとされ、消火器を正常に作動させたときに放射される強化液も、防炎性を有し、凝固点が零下2…

根拠・参照資料: 消火器用消火薬剤の技術上の規格を定める省令第3条、第4条、第6条、第8条、危険物の規制に関する政令別表第五

関連キーワード: 強化液消火薬剤・凝固点・アルカリ金属塩類・消火薬剤の規格

解説: ハロゲン化物消火剤は、燃焼の連鎖反応を抑える抑制（負触媒）作用が主で、窒息作用もあります。泡消火剤は燃焼面を覆う窒息作用と、水分による冷却作用で消火します。粉末消火剤には、ナトリウムやカリウムの炭酸水素塩（重炭酸塩）などを使う炭酸水素塩類等のものと、りん酸塩類等のものがあり、消火…

根拠・参照資料: 消火器用消火薬剤の技術上の規格を定める省令第7条、危険物の規制に関する政令別表第五

関連キーワード: 粉末消火剤・炭酸水素塩類・りん酸塩類・ハロゲン化物・泡消火剤

解説: 電気防食は、腐食しようとする金属に外から防食電流を流し込み、金属がイオンになって溶け出すのを防ぐ方法です。流電陽極方式では、鉄よりイオン化傾向の大きい（卑な）マグネシウム・亜鉛・アルミニウム系の金属を配管に導線でつなぎます。この陽極（犠牲陽極）がアノードとなって配管の代わりに腐食…

根拠・参照資料: 危険物の規制に関する規則第13条の4

関連キーワード: 電気防食・流電陽極・イオン化傾向・迷走電流・腐食