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危険物取扱者試験 乙4の過去問/予想問題「第23726問」を出題

問題

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水が水蒸気になると体積は元の水の何倍になるか。次のうち最も値が近いものはどれか。ただし、水の密度は1.0g/cm3とし、水蒸気は標準状態(0℃、1気圧(1.013×105Pa))とする。
   1 .
1.124倍
   2 .
224倍
   3 .
1,244倍
   4 .
1,700倍
   5 .
2,240倍
( 危険物 乙4の過去問/予想問題 問135 )

この過去問の解説 (4件)

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57
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H(水素)の原子量は1
O(酸素)の原子量は16 なので
H2O(水)の分子量は 1×2 + 16 = 18 です。

分子量18ということは、1mol で 18g になるということです。

気体 1mol は 22.4 L なので(これは覚えておく)
水蒸気 1mol も 22.4 L ということです。

1L は 1000 cm^3(立方センチメートル)より
22.4L = 22.4×1000 = 22400 cm^3

以上より、
水蒸気は 18gで 体積が 22400 cm^3 ということがわかります。

-----

水の密度 1.0g/cm^3 より
水は 18gで 体積が 18 cm^3 です。

18g の 水が水蒸気になると 
体積が 18cm^3 から 22400 cm^3 になるので

22400 ÷ 18 = 1244.44…より

体積は およそ 1244 倍になります。


(補足)
本問題では 水蒸気を標準状態としているため
温度変化を計算に入れていませんが、
水蒸気を100℃とした場合は、温度変化を考慮する必要があります。
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22
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具体的に何molなのか決めましょう。

水(液体)の密度は1.0 g/cm3 より
1 L (1000 cm3)の質量は1000 g

これは、水の分子量が18であるから
1000 / 18 molに相当する

水(気体)になると、
標準状態の気体1 molの体積は22.4 Lであるから、
(1000/18)mol × 22.4 L/mol = 1244 L

よって、1Lの水が1244Lの水蒸気になるので、体積増加率は
1244倍 【答】
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21
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水18mLが気体になったとします。水18mLは18gであり、1モルです。
よって、気体になると標準状態では22.4Lですから、

22.4÷18×1000=1244.44・・・→1244 倍


化学の基本法則
① 質量保存の法則
化学変化の前後では、物質全体の質量の総和は変化しません。

② 倍数比例の法則
異なる2種の元素からなる化合物では、一方の元素の一定質量と化合する他の元素の質量は、簡単な整数比になります。

炭素24gと酸素が反応し二酸化炭素になる場合、64gの酸素が反応し、88gの二酸化炭素が生成します。
この場合、炭素と酸素の質量比は、24:64=3:8になります。

③ 定比例の法則
同じ化合物であれば、化合物を構成する元素の質量比は常に一定です。

④ アボガドロの法則
すべての気体1molは、標準状態で22.4リットル、気体分子数は6.02×1023個です。

化学式
① 分子式
分子を構成している原子数を元素記号の右下に付けて表します。

② 組成式
化合物を構成する原子やイオンの数の割合を最も簡単な整数比で示した式

③ 示性式
分子式の中から特定の官能基を抜き出して表した化学式です。

④ 構造式
分子内での原子の結合のしかたを直線で表した化学式です。
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5
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選択肢の通りです。

水は水蒸気になるときに体積が非常に大きくなるため、消火の際に窒息効果が見込めます。
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