問4
容積5.0 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、酸素を全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)0.5 気圧
- (2)1.0 気圧
- (3)1.5 気圧
- (4)2.0 気圧
- (5)2.5 気圧
正答 (2)
炭素の燃焼は C + O₂ → CO₂ で、酸素 1 mol から二酸化炭素 1 mol ができます。反応の前後で気体の物質量は変わらないので、温度が 25℃ に戻れば、圧力も燃焼前の酸素と同じ 1.0 気圧になります。よって(2)が正しいものです。
気体の圧力は、温度と体積が同じなら気体の物質量に比例します。反応式で気体の分子の数がどう変わるかを見れば、計算をしなくても答えが出ます。
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7年度 第2回・2026年2月実施)