危険物取扱者 乙4 物理・化学 一問一答・五肢択一(全7問)|気体の性質(ボイル・シャルルの法則)

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危険物取扱者 乙4「物理・化学」のうち、気体の性質(ボイル・シャルルの法則)の問題です(大分類:物理・重要度B)。一問一答5問 → 五肢択一2問の順に解き、解答・解説は各問題の下を開いて確認してください。

一問一答(○×)

重要度:B 難易度:★☆☆

問1:絶対温度T〔K〕は、セルシウス温度t〔℃〕に273を加えた値である。

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正解:○

T=t+273です(例:27℃=300K)。絶対零度(0K)は約−273℃です。


重要度:B 難易度:★☆☆

問2:温度が一定のとき、一定量の気体の体積は圧力に比例する。

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正解:×

ボイルの法則により、温度が一定のとき、一定量の気体の体積は圧力に「反比例」します(pV=一定)。


重要度:B 難易度:★★★

問3:圧力一定で、27℃・6.0Lの一定量の気体を77℃にすると、体積は7.0Lになる。ただし、絶対温度=セルシウス温度+273とする。

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正解:○

シャルルの法則(V/T=一定)より、V₂=6.0×350÷300=7.0Lです(27℃=300K、77℃=350K)。セルシウス温度のまま比例させる(6.0×77÷27≒17.1L)のは誤りです。


重要度:B 難易度:★☆☆

問4:標準状態(0℃、1気圧)では、気体1molの体積は気体の種類によって大きく異なる。

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正解:×

標準状態では、気体1molの体積は種類によらず約22.4Lです。


重要度:B 難易度:★★☆

問5:分子量が大きい物質ほど、その蒸気の蒸気比重は小さい。

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正解:×

蒸気比重≒分子量÷約29なので、分子量が大きい物質ほど蒸気比重は大きくなります。

五肢択一

重要度:B 難易度:★★★

問6:200kPa・27℃で体積6.0Lの一定量の気体を、100kPa・127℃にしたときの体積について、次のうち正しいものはどれか。ただし、絶対温度=セルシウス温度+273とする。

  1. 16.0L
  2. 8.0L
  3. 12.0L
  4. 4.0L
  5. 56.4L
【第6問:正解と解説】

正解:1

正解は1です。ボイル・シャルルの法則(p₁V₁/T₁=p₂V₂/T₂)より、27℃=300K、127℃=400Kとして、V₂=6.0×(200÷100)×(400÷300)=6.0×2×4/3=16.0Lです。

1:正しい。

2:誤り。8.0Lは、圧力の変化を考えず温度の変化だけで計算した値です。

3:誤り。12.0Lは、温度の変化を考えず圧力の変化だけで計算した値です。

4:誤り。4.0Lは、圧力の比を逆(100÷200)にして計算した値です。

5:誤り。56.4Lは、絶対温度に直さずセルシウス温度のまま(127÷27)計算した値です。


重要度:B 難易度:★★☆

問7:気体の性質について、次のうち誤っているものはどれか。ただし、空気の平均分子量は29とする。

  1. 二酸化炭素(分子量44)の蒸気比重は約0.66で、二酸化炭素は空気より軽い。
  2. 絶対零度は約−273℃で、これより低い温度はない。
  3. 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する。
  4. 圧力一定で、0℃の一定量の気体を273℃にすると、体積は約2倍になる。
  5. 蒸気比重は、同じ温度・圧力で同体積の空気と比べた蒸気の重さの比である。
【第7問:正解と解説】

正解:1

正解は1です。二酸化炭素の蒸気比重は44÷29≒1.5で、空気より重いです(29÷44≒0.66と逆に割るのは誤り)。

1:誤り。蒸気比重は約0.66ではなく約1.5で、空気より重いです。

2:正しい。

3:正しい。シャルルの法則です。

4:正しい。0℃=273K、273℃=546Kで、絶対温度が2倍になるので体積も2倍になります(546÷273=2)。

5:正しい。空気を1とした比です。

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