危険物取扱者（乙4） 予想問題
筆記試験
問135

この問題では、水と水蒸気の体積をそれぞれ求め、何倍になるかを計算します。

体積の倍率は、次の式で求められます。

水蒸気の体積 ÷ 水の体積 ＝ 倍率

まず、水の体積を求めます。

水の密度は1.0g/cm³なので、水1gの体積は1cm³です。

したがって、水18gの体積は18cm³となります。

次に、水蒸気の体積を求めます。

H（水素）の原子量は1、O（酸素）の原子量は16なので、水（H₂O）の分子量は次のようになります。

1×2＋16＝18

つまり、水1molの質量は18gです。

気体は、標準状態（0℃、1気圧）で理想気体として扱うと、種類に関係なく1mol当たりの体積が約22.4Lになります。

この問題では、水蒸気にもこの考え方を当てはめます。

したがって、水蒸気1mol（18g）の体積は22.4Lとなります。

1L＝1,000cm³なので、

22.4×1,000＝22,400cm³

つまり、水蒸気18gの体積は22,400cm³です。

最後に、水18gと水蒸気18gの体積を比較します。

22,400÷18＝1,244.44…

したがって、水が水蒸気になると、体積は約1,244倍になります。

なお、実際には0℃、1気圧の条件で純粋な水蒸気は安定して存在できません。この問題では、水蒸気を理想気体とみなして計算しています。

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】

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6.02×10^23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。

水は水蒸気になると体積が非常に大きくなるため、周囲の酸素濃度を下げることによる窒息効果が期待できます。

水の分子量は18なので、水1molの質量は18gです。

水の密度を1.0g/cm³とすると、水18gの体積は次のようになります。

18÷1.0＝18cm³

一方、標準状態（0℃、1気圧）で水蒸気を理想気体として扱うと、1molの体積は22.4Lとなります。

1L＝1,000cm³なので、

22.4×1,000＝22,400cm³

したがって、水が水蒸気になったときの体積の倍率は、

22,400÷18＝1,244.44…

となり、約1,244倍になります。

なお、水が水蒸気になると体積が約1,700倍になるといわれるのは、100℃、1気圧の場合です。

この問題では、標準状態で水蒸気を理想気体として扱って計算するため、約1,244倍となります。