高圧ガス製造保安責任者 乙種機械 学識 練習問題 第43問: 水素 1 m³ を空気で完全燃焼させるのに必要な理論空気量に最も近い値はどれか。水素と空気は同じ温度・圧力とし、空気中の酸素の体積の割合を 21 % とする。

「2.4 m³」が正しい値です。水素の燃焼の反応式は2H₂＋O₂→2H₂Oで、水素2 molに酸素1 molが反応します。

同じ温度・圧力の気体では体積の比が物質量の比に等しい（アボガドロの法則）ので、水素1 m³に必要な酸素は0.5 m³です。空気中の酸素は体積で21 %なので、理論空気量は0.5÷0.21≒2.4 m³となります。

「0.5 m³」は理論酸素量で、空気の量に直していません。「4.8 m³」は水素と酸素が1対1で反応するとして1÷0.21と求めた値で、反応式の係数を読み違えています。

「0.11 m³」は酸素量0.5 m³に0.21を掛けた値で、割るべきところを掛けています。「9.5 m³」はメタン（CH₄＋2O₂→CO₂＋2H₂O）1 m³の理論空気量2÷0.21で、ガスを取り違えています。

水素1 m³の完全燃焼に要る酸素は0.5 m³で、空気に直すと理論空気量は約2.4 m³です。