問4
容積2.0 Lの密閉容器に炭素と、温度 25 ℃で圧力 1.0 気圧の酸素を封入してから燃焼させ、酸素をすべて二酸化炭素へ変換した。燃焼後の容器内の温度が 25℃になったときの二酸化炭素が示す圧力は次のうちどれか。なお、炭素の体積は無視できるものとする。
- (1)0.3 気圧
- (2)0.5 気圧
- (3)1.0 気圧
- (4)1.5 気圧
- (5)2.0 気圧
正答 (3)
炭素の燃焼 C + O₂ → CO₂ では、酸素 1 mol から二酸化炭素 1 mol ができるので、気体の物質量は変わりません。温度が 25℃ に戻れば、圧力も燃焼前と同じ 1.0 気圧です。よって(3)が正しい値です。
容器の容積(2.0 L)は答えに関係しません。令和7年度第2回では 5.0 L の容器で、同じ問題が出題されています。
この問題で狙われた罠:燃焼後の密閉容器の圧力(計算)
C+O₂→CO₂は気体の物質量が変わらないので、温度が戻れば圧力は変わらない。
なぜ?
反応式の気体の係数を比べるだけで解ける。
出典:公益財団法人 安全衛生技術試験協会 公表試験問題(令和6年度 第1回・2024年8月実施)