危険物取扱者 乙種第4類 ／ 基礎物理化学 ／ 問題 No.027
乙4 過去問 基礎物理化学 No.027 ― 水の特異的性質と気体の法則に関する記述として正しいものは…
問題文
水の特異的性質と、気体の法則に関する記述として、正しいものはどれか。
選択肢
- 水は0℃のときに体積が最小となり、密度が最大（1.0g/cm3）となる。
- 水が凍って氷になると、体積が減少するため、氷は水に沈む。
- ボイルの法則によれば、温度が一定のとき、気体の体積は圧力に比例して変化する。
- シャルルの法則によれば、圧力が一定のとき、気体の体積は絶対温度に反比例する。
- 水は4℃のときに体積が最小となり、密度が最大となる性質を持つ。
解答・解説
正解: 5
水は4℃のときに体積が最小・密度が最大になります。0℃（氷）より4℃の水の方が体積が小さいため、氷は水に浮きます。これは水の特異な性質です。温度が4℃より上がっても下がっても体積は増加します。
関連論点
気体の法則・化学計算
【ポイント】
気体の法則は「絶対温度（K）を使う」が最大のポイント。化学反応式はモル比＝体積比で考え、酸化還元・酸塩基・イオン化傾向の定義を正確に覚えることが核心。
【よく問われること】
・ボイルの法則：温度一定で圧力×体積＝一定（圧力2倍→体積半分）
・シャルルの法則：圧力一定で体積は絶対温度に比例
・絶対温度（K）＝℃＋273（0℃＝273K、100℃＝373K）
・酸化＝酸素を得る・電子を失う／還元はその逆
・イオン化傾向が大きい金属ほど酸化されやすい（さびやすい）
・犠牲防食：鉄に亜鉛を接触させて鉄のさびを防ぐ
・中和反応：酸＋塩基→水＋塩（えん）
【数値・例外】
・標準状態（0℃・1気圧）で気体1モル＝22.4L
・プロパン完全燃焼：C₃H₈＋5O₂→3CO₂＋4H₂O
・水は4℃のとき密度が最大（氷が水に浮く理由）
・水の電気分解の体積比：水素：酸素＝2：1
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