危険物取扱者 乙種第4類 ／ 基礎物理化学 ／ 問題 No.094

乙4 過去問 基礎物理化学 No.094 ― 水素（H2）炭素（黒鉛：C）メタン（CH4）の燃焼熱が…

問題文

水素（H2）、炭素（黒鉛：C）、メタン（CH4）の燃焼熱が、それぞれ 286 kJ/mol、394 kJ/mol、890 kJ/mol である場合、メタンの生成熱として正しいものはどれか。なお、計算の根拠となる熱化学方程式は以下の通りとする。 ・H2 ＋ 1/2 O2 → H2O ＋ 286 kJ ・C ＋ O2 → CO2 ＋ 394 kJ ・CH4 ＋ 2O2 → CO2 ＋ 2H2O ＋ 890 kJ

選択肢

  1. 76 kJ/mol
  2. 210 kJ/mol
  3. 318 kJ/mol
  4. 680 kJ/mol
  5. 1570 kJ/mol

解答・解説

正解: 1

メタン（CH₄）の完全燃焼式はCH₄＋2O₂→CO₂＋2H₂Oです。炭化水素の燃焼では必ずCO₂とH₂Oが生成されます。酸素が不足すると一酸化炭素（CO）が発生します。

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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