問4
液体の純物質 2.3 gを 1.23 Lの真空容器に入れて加熱すると完全に気化し、温度が 97 ℃ になったときに圧力が 1.0 気圧になった。この物質の分子量として、正しい値に最も近いものは次のうちどれか。なお、気体定数は 0.082 atm･L･K⁻¹･mol⁻¹とする。
- (1)20
- (2)23
- (3)46
- (4)57
- (5)69
正答 (4)
気体の状態方程式 PV ＝ nRT から物質量 n を求め、質量を n で割って分子量を出します。温度は必ず絶対温度（K）に直します。
T ＝ 97 ＋ 273 ＝ 370 K
n ＝ PV ÷ RT ＝ 1.0 × 1.23 ÷ (0.082 × 370) ≒ 0.0405 mol
分子量 ＝ 2.3 ÷ 0.0405 ≒ 57
よって、最も近いのは 57 です。
温度を 97 のまま計算すると、n が大きくなりすぎて分子量は約 15 になります。気体の計算では、セ氏温度を絶対温度に直すことを最初に確認しましょう。
この問題で狙われた罠：気化した物質のモル質量・気体の密度（計算）
M＝wRT/(PV)。気体の密度は圧力に比例し、絶対温度に反比例する。
なぜ？
PV=nRTのnをw/Mに置き換えるだけ。
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8年度 第1回・2026年8月実施）