危険物取扱者 乙種第 4 類 想定問題集
基礎的な物理学及び基礎的な化学の要点整理と想定問題
公式の出題範囲の「試験科目:基礎的な物理学及び基礎的な化学(同規則 第 55 条第 2 項第 1 号)」にあたる分野です。まず要点整理で全体をつかみ、下の演習で 75 問を 1 問ずつ解けます。答えると A〜D すべての解説が出ます。
この分野の小項目
- 危険物の規制に関する規則 第 55 条第 2 項第 1 号イ 物質の状態変化(5 問) 固体・液体・気体の三態と、融解・凝固・蒸発(気化)・凝縮・昇華の名前、状態変化に伴う潜熱(融解熱・気化熱)、沸点と蒸気圧(蒸気圧が外圧に等しくなる温度が沸点)の関係を理解する。
- 規則 第 55 条第 2 項第 1 号イ 密度・比重・蒸気比重(5 問) 密度と比重(水を 1 とした液体の重さ)、蒸気比重(空気を 1 とした気体の重さ)の意味と、比重が 1 より小さい液体は水に浮くこと、蒸気比重が 1 より大きい蒸気は低所に滞留することを理解する。
- 規則 第 55 条第 2 項第 1 号イ 熱量・比熱・熱容量(5 問) 熱量の単位(J)、比熱(物質 1g の温度を 1K 上げるのに必要な熱量)と熱容量の関係を理解し、熱量 = 質量 × 比熱 × 温度変化 の計算ができる。
- 規則 第 55 条第 2 項第 1 号イ 熱の移動と熱膨張(5 問) 伝導・対流・放射(ふく射)の 3 つの熱の移り方と熱伝導率、液体の体膨張(増加量 = 元の体積 × 体膨張率 × 温度変化)と、容器に空間を残す理由を理解する。
- 規則 第 55 条第 2 項第 1 号イ 静電気(6 問) 静電気が発生しやすい条件(電気の不導体、流速が速い、湿度が低いなど)と、蓄積した静電気の放電火花による着火の危険、接地(アース)・流速の制限・加湿・導電性の服や靴などの防止策を理解する。
- 規則 第 55 条第 2 項第 1 号ロ 物質の種類(単体・化合物・混合物)(5 問) 純物質(単体・化合物)と混合物の区別、同素体と異性体、物理変化と化学変化の違い、溶液の濃度(質量パーセント濃度)を理解する。
- 規則 第 55 条第 2 項第 1 号ロ 物質量と化学反応式(6 問) 原子量・分子量と物質量(mol)、化学反応式の係数の意味と、燃焼に必要な酸素量などの反応量の計算、発熱反応・吸熱反応と反応熱を理解する。
- 規則 第 55 条第 2 項第 1 号ロ 反応速度・触媒・化学平衡(3 問) 反応の速さに影響する条件(濃度・温度・触媒・表面積)、触媒の働き、可逆反応と化学平衡、ルシャトリエの原理の基本を理解する。
- 規則 第 55 条第 2 項第 1 号ロ 酸と塩基・pH・中和(5 問) 酸・塩基の性質と強弱、pH(7 が中性、7 より小さいと酸性)、中和反応と塩を理解する。
- 規則 第 55 条第 2 項第 1 号ロ 酸化と還元・金属の腐食(5 問) 酸素や水素・電子のやり取りによる酸化と還元、酸化剤と還元剤、金属のイオン化傾向と、土中の配管などの金属が腐食しやすい条件を理解する。
- 規則 第 55 条第 2 項第 1 号ロ 有機化合物の基礎(5 問) 有機化合物の一般的な性質(燃えやすい、水に溶けにくいものが多い、融点・沸点が低いものが多いなど)、炭化水素、アルコール・アルデヒド・ケトン・カルボン酸・エステル・エーテルなどの官能基を理解する。
- 規則 第 55 条第 2 項第 1 号ハ 燃焼の三要素と燃焼の種類(5 問) 燃焼の三要素(可燃物・酸素供給源・点火源)、完全燃焼と不完全燃焼(一酸化炭素の発生)、蒸発燃焼・分解燃焼・表面燃焼・自己燃焼(内部燃焼)の違いと第 4 類の燃え方(蒸発燃焼)を理解する。
- 規則 第 55 条第 2 項第 1 号ハ 引火点・発火点・燃焼範囲・自然発火(8 問) 引火点(点火源があれば燃え始める最低温度)と発火点(点火源なしで燃え出す最低温度)の違い、燃焼範囲(爆発範囲)の下限値・上限値と蒸気濃度の計算、自然発火(酸化熱の蓄積)・粉じん爆発を理解する。
- 規則 第 55 条第 2 項第 1 号ハ 消火の理論と消火剤(7 問) 除去・窒息・冷却・抑制(負触媒)の消火の考え方と、水・強化液・泡・二酸化炭素・ハロゲン化物・粉末の各消火剤の主な消火効果、油火災・電気火災に向く消火剤を理解する。
要点整理
物質の状態変化
状態変化は「名前の向き」と「温度が止まる間の潜熱」を押さえる
固体から液体は融解、液体から気体は蒸発(気化)、気体から液体は凝縮です。固体と気体の間で液体を経ずに変わるのが昇華で、ドライアイスが代表例です。
状態が変わっている間は、熱を加えても温度が上がりません。この熱を潜熱といい、融解熱や気化熱があります。
沸点は、液体の蒸気圧が外圧と等しくなる温度です。山の上のように外圧が低いと、沸点は下がります。蒸気圧は温度が高いほど大きく、蒸気圧の高い液体ほど蒸発しやすくなります。
温める熱と状態を変える熱は別に計算して足します。0℃の水 100 g を 100℃の水蒸気にするなら、4.2×100×100=42 kJ と 2,260×100=226 kJ の合計 268 kJ です(比熱と気化熱は問題で与えられた値を使います)。
| 変化 | 向き | 熱の出入り |
|---|---|---|
| 融解 | 固体 → 液体 | 吸収する(融解熱) |
| 凝固 | 液体 → 固体 | 放出する |
| 蒸発 | 液体 → 気体 | 吸収する(気化熱) |
| 凝縮 | 気体 → 液体 | 放出する |
| 昇華 | 固体 ⇄ 気体 | 固体 → 気体では吸収する |
出典: 高等学校学習指導要領(平成 30 年告示)解説 理科編 理数編 化学「物質の状態とその変化」(融解熱・蒸発熱・蒸気圧・沸騰)(文部科学省)/高等学校学習指導要領(平成 30 年告示)解説 理科編 理数編 化学基礎「単体と化合物」「熱運動と物質の三態」(文部科学省)/労働災害事例「倉庫内の保管庫内でドライアイスを収納する作業で酸素欠乏症に罹る」(厚生労働省 職場のあんぜんサイト)/試験科目及び問題数(一般財団法人 消防試験研究センター)
密度・比重・蒸気比重
比重は水が基準、蒸気比重は空気が基準
比重は、同じ体積の 4℃の水と比べた重さの比(密度の比)です。1 より小さく水に溶けない液体は、水面に浮いて広がります。質量は「体積(L)×比重」で kg になります。比重 0.79 の液体 200 L なら 158 kg です。
蒸気比重は、同じ体積の空気と比べた気体の重さです。分子量を空気の平均分子量 29 で割ると見積もれます。トルエン(分子量 92)なら約 3.2 で、モデル SDS の蒸気密度 3.1 とほぼ合います。
蒸気比重が 1 より大きい蒸気は、床面やピットなど低い所に流れてたまります。離れた火源まで届くことがあるので、低い所の換気が大切です。
出典: モデル SDS エタノール(厚生労働省 職場のあんぜんサイト)/ガソリンの危険性について(消防庁 検討会 参考資料 3-2)/モデル SDS トルエン(厚生労働省 職場のあんぜんサイト)/モデル SDS ジエチルエーテル(厚生労働省 職場のあんぜんサイト)
熱量・比熱・熱容量
熱量は「質量×比熱×温度差」、単位をそろえてから掛ける
比熱は物質 1 g を 1K 上げる熱量、熱容量は物体全体を 1K 上げる熱量です。熱容量=質量×比熱で、比熱が g あたりなら質量も g に直します。
必要な熱量は「質量×比熱×温度差」です。温度差は終わりの温度から始めの温度を引いた値で、終わりの温度をそのまま使わないよう注意します。
比熱の大きい物質ほど温まりにくく冷めにくい性質があります。水の比熱は約 4.2 J/(g·K) と大きく、これが冷却消火に向く理由の 1 つです。
温度の違う水を混ぜる問題は「失った熱=得た熱」で式を立てます。80℃の水 100 g と 20℃の水 200 g なら、100×(80−t)=200×(t−20) から t=40℃です。
出典: 高等学校学習指導要領(平成 30 年告示)解説 理科編 理数編 物理「熱の移動」(熱量の保存・比熱・潜熱・熱膨張)(文部科学省)/高等学校学習指導要領(平成 30 年告示)解説 理科編 理数編 物理基礎「熱」(熱容量・比熱・熱の伝わり方)(文部科学省)
熱の移動と熱膨張
熱の移り方は 3 種類、液体の膨張は容器の空間で受け止める
熱は熱伝導・対流・放射の 3 つの方法で移ります。物体の中を伝わるのが伝導、液体や気体が動いて運ぶのが対流、電磁波で直接届くのが放射です。
熱伝導率は金属で大きく、気体や粉末では小さくなります。熱伝導率の小さい物に包まれると熱が逃げず、発熱する物では自然発火につながります。
液体の体積の増加量は「元の体積×体膨張率×温度差」です。190 L の液体(体膨張率 1.0×10⁻³ /K)が 30℃上がると 5.7 L 増えて 195.7 L になります。危険物の容器に空間を残すのは、この膨張で液があふれたり容器が壊れたりするのを防ぐためです。
| 熱の移り方 | 仕組み | 身近な例 |
|---|---|---|
| 熱伝導 | 物体の中を高温部から低温部へ伝わる | 鍋の取っ手が熱くなる |
| 対流 | 温まった液体や気体が動いて運ぶ | 鍋の水が下から全体に温まる |
| 放射 | 電磁波として直接届く | ストーブの前で顔が熱い |
出典: 高等学校学習指導要領(平成 30 年告示)解説 理科編 理数編 物理基礎「熱」(熱容量・比熱・熱の伝わり方)(文部科学省)/材質・内容物の熱膨張(消防庁 検討会資料 2-2「第 2 章 基礎的知識」)/洗濯物から発煙・発火(製品評価技術基盤機構 NITE)
静電気
静電気は「発生・蓄積・放電」の流れと 3 つの対策で覚える
静電気の火災は、摩擦などで静電気が発生し、たまって火花が飛び、可燃性蒸気に引火するという流れで起こります。どこかで流れを断てば防げます。
電気を通しにくい不導体の液体は、発生した静電気が逃げずにたまりやすい性質があります。乾燥した冬場も静電気がたまりやすくなります。
対策は、接地(アース)で大地へ逃がす、配管やホースの流速を遅くする、水をまくなどして湿度を上げる、帯電防止の服や靴を使う、の 4 つが基本です。ペール缶へアースを取らずに注いで引火した事故例も報告されています。
セルフ方式のガソリンスタンドでは、給油前に静電気除去シートに触れて人体の静電気を逃がします。放電火花が出ても、蒸気濃度が燃焼範囲に入っていなければ燃焼は起きません。
| 条件 | 静電気 | 理由 |
|---|---|---|
| 湿度が低い | たまりやすい | 空気中の水分を通じて逃げにくい |
| 流速が速い | 発生しやすい | 摩擦が増える |
| 不導体の液体 | たまりやすい | 電気が流れて逃げない |
| 接地している | たまりにくい | 大地へ逃げる |
出典: 安全衛生キーワード「静電気」(厚生労働省 職場のあんぜんサイト)/労働安全衛生規則 第 287 条(静電気の除去)(e-Gov 法令検索)/静電気による火災(埼玉県危険物事故防止連絡会)/セルフスタンドにおける安全な給油について(消防庁 危険物保安室『消防の動き』2018 年 12 月号)
物質の種類(単体・化合物・混合物)
物質の分類は「1 種類か」「元素は何種類か」の順に分ける
物質はまず純物質と混合物に分かれます。ガソリンや灯油、空気は多くの成分が混ざった混合物です。純物質は、1 種類の元素だけの単体と、2 種類以上の元素が結び付いた化合物に分かれます。
同じ元素からできた性質の違う単体どうしが同素体(赤りんと黄りんなど)です。分子式が同じで構造の違う化合物どうしは異性体です。
物質そのものが変わるのが化学変化(さびる・燃える)、状態や形が変わるだけなのが物理変化(溶ける・蒸発する)です。
質量パーセント濃度は「溶質÷溶液全体×100」です。薄める問題は、溶質の量が変わらないことを使います。
出典: 高等学校学習指導要領(平成 30 年告示)解説 理科編 理数編 化学基礎「単体と化合物」「熱運動と物質の三態」(文部科学省)/高等学校学習指導要領(平成 30 年告示)解説 理科編 理数編 化学基礎「物質の分離・精製」(混合物と純物質)(文部科学省)/高等学校学習指導要領(平成 30 年告示)解説 理科編 理数編 化学基礎「物質量」「化学反応式」(文部科学省)/化学物質情報 リン(別名 赤りん・黄りん)(環境省 化学物質情報検索支援システム ケミココ)
物質量と化学反応式
反応式の係数は mol の比、質量は分子量を掛けて出す
化学反応式の係数は、反応する物質と生じる物質の物質量の比です。CH₄+2O₂→CO₂+2H₂O なら、メタン 1 mol に酸素 2 mol が要ります。
係数は C、H、O の順に数をそろえて決めます。エタノールは C₂H₅OH+3O₂→2CO₂+3H₂O です。
質量を問われたら、分子量で mol に直してから係数の比を使います。プロパン 44 g(1 mol)には酸素 5 mol、つまり 160 g が必要です。
燃焼は熱を出す発熱反応で、反応熱は反応する量に比例します。
出典: 高等学校学習指導要領(平成 30 年告示)解説 理科編 理数編 化学基礎「物質量」「化学反応式」(文部科学省)/高等学校学習指導要領(平成 30 年告示)解説 理科編 理数編 化学「化学反応と熱・光」(文部科学省)
反応速度・触媒・化学平衡
反応を速めるのは温度・濃度・表面積・触媒
温度を上げる、濃度を濃くする、固体を細かくして表面積を広げると、反応は速くなります。触媒は自身は変化せず、反応の速さを変えます。触媒は反応熱や化学平衡の位置は変えません。
ルシャトリエの原理では、条件の変化を和らげる向きに平衡が移ります。圧力を上げると、気体の分子の数が減る向きに移ります。
出典: 高等学校学習指導要領(平成 30 年告示)解説 理科編 理数編 化学「反応速度」「化学平衡とその移動」(文部科学省)
酸と塩基・pH・中和
pH は 7 が中性、1 違うと水素イオン濃度は 10 倍
酸は水溶液中で水素イオンを出し、青色リトマス紙を赤くします。塩基は水酸化物イオンを出し、赤色リトマス紙を青くします。
pHは 7 が中性で、小さいほど酸性が強くなります。pH が 1 小さいと水素イオン濃度は 10 倍、2 小さいと 100 倍です。
中和では塩と水ができます。ちょうど中和する量は「H⁺ の mol=OH⁻ の mol」で求めます。
出典: 高等学校学習指導要領(平成 30 年告示)解説 理科編 理数編 化学基礎「酸・塩基と中和」「酸化と還元」(文部科学省)
酸化と還元・金属の腐食
酸化と還元は同時に起こる、腐食はイオン化傾向の大きい金属から
酸素と結び付く、水素を失う、電子を失うのが酸化で、その逆が還元です。CuO+H₂→Cu+H₂O では、酸化銅(II) が還元され、水素が酸化されます。
相手を酸化して自身は還元されるのが酸化剤、相手を還元して自身は酸化されるのが還元剤です。
違う金属が水分を介して接すると、イオン化傾向の大きい金属が溶け出して腐食します。鉄と銅なら鉄が溶けます。
地下タンクや埋設配管では、イオン化傾向の大きい金属をつないで代わりに溶かす方法などの電気防食が使われます。
出典: 高等学校学習指導要領(平成 30 年告示)解説 理科編 理数編 化学基礎「酸・塩基と中和」「酸化と還元」(文部科学省)/異種金属接触腐食(消防庁 検討会資料 2-2「第 2 章 基礎的知識」)/地下タンク貯蔵所の流出防止対策(東京消防庁)
有機化合物の基礎
有機化合物は官能基で分類し、燃えると二酸化炭素と水になる
有機化合物は炭素を骨格とし、一般に燃えやすく、水に溶けにくく、融点や沸点が低いものが多くあります。炭素と水素だけでできたものを炭化水素といいます。
官能基で性質が決まります。エタノールを酸化するとアセトアルデヒド、さらに酸化すると酢酸になります。
| 分類 | 官能基 | 例 |
|---|---|---|
| アルコール | ヒドロキシ基 −OH | メタノール・エタノール |
| アルデヒド | アルデヒド基 −CHO | アセトアルデヒド |
| カルボン酸 | カルボキシ基 −COOH | 酢酸 |
| エステル | エステル結合 −COO− | 酢酸エチル |
| エーテル | エーテル結合 −O− | ジエチルエーテル |
出典: 高等学校学習指導要領(平成 30 年告示)解説 理科編 理数編 化学「有機化合物」(炭化水素・官能基・異性体)(文部科学省)
燃焼の三要素と燃焼の種類
燃焼の三要素と、物質ごとの燃え方 4 種類
燃焼には可燃物・酸素供給源・点火源の 3 つが必要です。これを燃焼の三要素といい、1 つでも欠ければ燃焼は止まります。燃焼の化学反応を 4 つ目の要素に数える考え方もあります。
酸素が足りないと不完全燃焼になり、有毒な一酸化炭素が出ます。分子内に酸素を含む物質は、外の酸素なしでも燃えます。
| 燃え方 | 仕組み | 例 |
|---|---|---|
| 蒸発燃焼 | 液面から出た蒸気が燃える | 第 4 類の引火性液体 |
| 分解燃焼 | 加熱で分解したガスが燃える | 木材・石炭 |
| 表面燃焼 | 表面で酸素と直接反応する | 木炭・コークス |
| 自己燃焼 | 分子内の酸素で燃える | 第 5 類の物質 |
出典: 燃焼・火災・爆発の基礎知識(消防庁 検討会資料 2-2「第 2 章 基礎的知識」)/見て解る危険物火災消火活動(消防庁 検討会資料 6・海上災害防止センター)/物質の揮発性と燃え方・表面燃焼(消防庁 消防研究センター 第 18 回消防防災研究講演会資料)/石油ストーブ「9.換気不足による不完全燃焼」(製品評価技術基盤機構 NITE)/「危険物」とは? 類別と性質の概要(消防庁)/初期消火(京都市消防局)
引火点・発火点・燃焼範囲・自然発火
引火点は点火源あり、発火点は点火源なし、燃焼範囲は混合気全体で割る
引火点は、点火源があれば燃え始める濃さの蒸気を液面上に出す最低の液温です。このとき液面付近の蒸気濃度は燃焼下限値になります。発火点は、点火源が無くても自ら燃え出す最低の温度です。
蒸気濃度(vol%)は「蒸気÷(空気+蒸気)×100」です。空気だけで割る取り違えに注意します。燃焼範囲の下限値より薄くても、燃焼上限値より濃くても燃焼しません。
油の付いた布を重ねて放置すると、酸化熱がたまって自然発火することがあります。広げて熱を逃がすのが予防です。
可燃性の粉じんが一定の濃度で浮遊し、点火源があると粉じん爆発が起こります。
| 物質 | 引火点 | 自然発火温度 | 燃焼範囲(vol%) |
|---|---|---|---|
| ジエチルエーテル | −45℃ | 175℃ | 1.7〜48 |
| トルエン | 4.4℃ | 480℃ | 1.27〜7 |
| メタノール | 12℃ | 464℃ | 6.0〜36.5 |
| エタノール | 13℃ | 363℃ | 3.3〜19 |
出典: 化学物質 有害性・GHS 関係用語解説「引火点、発火点」(厚生労働省 職場のあんぜんサイト)/引火点と燃焼限界の関係(消防庁 消防研究センター 第 18 回消防防災研究講演会資料)/モデル SDS ジエチルエーテル(厚生労働省 職場のあんぜんサイト)/モデル SDS トルエン(厚生労働省 職場のあんぜんサイト)/モデル SDS メタノール(厚生労働省 職場のあんぜんサイト)/モデル SDS エタノール(厚生労働省 職場のあんぜんサイト)/安全衛生キーワード「爆発」(厚生労働省 職場のあんぜんサイト)/洗濯物から発煙・発火(製品評価技術基盤機構 NITE)
消火の理論と消火剤
消火は燃焼の要素を 1 つ断つ、消火剤は効果と適応火災の組で覚える
消火は燃焼の要素を 1 つ以上取り除くことです(消火の三要素)。熱を奪う冷却消火、酸素を断つ窒息消火、可燃物を取り除く除去消火、化学反応を抑える抑制消火があります。不燃性ガスで濃度を下げる希釈消火を分ける考え方もあります。
通電中の電気設備には、二酸化炭素消火剤や粉末のように電気を通さないものか、霧状の水・強化液を使います。泡や棒状の水は感電のおそれがあります。
エタノールなど水に溶ける液体の火災では普通の泡が溶けて消えるので、水溶性液体用泡消火薬剤を使います。
| 消火剤 | 主な効果 | 電気設備の火災 |
|---|---|---|
| 水(棒状) | 冷却 | 使えない |
| 強化液消火剤 | 冷却・抑制など | 霧状なら使える |
| 泡消火剤 | 窒息・冷却 | 使えない |
| 二酸化炭素消火剤 | 窒息 | 使える |
| 粉末消火剤 | 抑制・窒息 | りん酸塩類・炭酸水素塩類は使える |
演習(75 問)
結果はこのブラウザに保存され、ハブの「自分の成績」と弱点モードに使われます。
第 1 問 / 75 問
問題を読み込んでいます…
全問と解説の一覧
正解と解説は折りたたんであります。先に自分で考えてから開いてください。
全 75 問
物質の状態変化
倉庫で保冷に使ったドライアイスが、液体にならずにそのまま気体になって減っていた。この状態変化の名前は?
A. 融解 B. 蒸発 C. 凝縮 D. 昇華
この問題へのリンク答えと解説
正解: D 【A(不正解)】 ? 固体が液体になる変化の名前です。 融解は固体が液体になる変化で、ドライアイスは液体を経ていないので当たらない。 【B(不正解)】 ? 液体が気体になる変化の名前です。 蒸発は液体から気体への変化で、出発点が固体のこの場面には当たらない。 【C(不正解)】 ? 気体が液体になる変化の名前です。 凝縮は気体が液体になる変化で、向きも物質の状態も合わない。 【D(正解)】 ? 固体と気体の間で起こる変化の名前です。 固体が液体を経ずに直接気体になる変化を昇華という。ドライアイスはその代表例である。
出典: 労働災害事例「倉庫内の保管庫内でドライアイスを収納する作業で酸素欠乏症に罹る」(厚生労働省 職場のあんぜんサイト)/高等学校学習指導要領(平成 30 年告示)解説 理科編 理数編 化学基礎「単体と化合物」「熱運動と物質の三態」(文部科学省)
標高の高い山小屋で鍋の水を沸かすと、平地より低い温度で沸騰した。その理由の説明として適切なものは?
A. 外圧(気圧)が低いため、蒸気圧が外圧に等しくなる温度が下がるから B. 外圧が低いと、水の比熱が大きくなるから C. 沸点は物質ごとに一定で、標高とは関係なく見かけだけが変わるから D. 山の上は空気中の酸素が少なく、水が燃えやすくなるから
この問題へのリンク答えと解説
正解: A 【A(正解)】 ? 外圧と蒸気圧に注目した説明です。 沸点は液体の蒸気圧が外圧と等しくなる温度である。気圧が低いと小さい蒸気圧で等しくなるため、沸点は下がる。 【B(不正解)】 ? 比熱の変化を理由にした説明です。 比熱は温度を上げるのに要る熱量の性質で、沸騰が始まる温度を決めるのは蒸気圧と外圧の関係である。 【C(不正解)】 ? 沸点は外圧に左右されないとする説明です。 沸点は外圧によって変わる。外圧が低いほど沸点は下がるので、見かけの問題ではない。 【D(不正解)】 ? 酸素の量を理由にした説明です。 水は燃えないので、酸素の量は沸騰とは関係がない。
出典: 高等学校学習指導要領(平成 30 年告示)解説 理科編 理数編 化学「物質の状態とその変化」(融解熱・蒸発熱・蒸気圧・沸騰)(文部科学省)
0℃の氷を一定の火力で加熱すると、全部溶けるまで温度が 0℃のまま変わらなかった。この間に加えた熱は主に何に使われたか?
A. 氷の温度を上げること B. 固体から液体への状態変化(融解熱) C. 水を酸化させる化学反応 D. 水を水蒸気に変えること
この問題へのリンク答えと解説
正解: B 【A(不正解)】 ? 熱が温度上昇に使われたとする考え方です。 温度は 0℃のまま変わっていないので、熱は温度上昇には使われていない。 【B(正解)】 ? 固体から液体への変化に使われたとする考え方です。 状態変化の間に温度を変えずに出入りする熱を潜熱という。氷が溶ける間は、加えた熱が融解熱として状態変化に使われる。 【C(不正解)】 ? 化学変化に熱が使われたとする考え方です。 氷が水になるのは物理変化で、酸化などの化学反応は起きていない。 【D(不正解)】 ? 液体から気体への変化に使われたとする考え方です。 0℃で起きているのは固体から液体への変化で、液体から気体への変化(蒸発)ではない。
出典: 高等学校学習指導要領(平成 30 年告示)解説 理科編 理数編 化学「物質の状態とその変化」(融解熱・蒸発熱・蒸気圧・沸騰)(文部科学省)/高等学校学習指導要領(平成 30 年告示)解説 理科編 理数編 物理「熱の移動」(熱量の保存・比熱・潜熱・熱膨張)(文部科学省)
密閉した容器に液体を半分ほど入れて置いた。容器内の蒸気圧についての説明として適切なものは?
A. 液体の量が多いほど蒸気圧は大きくなる B. 蒸気圧が高い液体ほど蒸発しにくい C. 密閉容器では温度が変わっても蒸気圧は一定である D. 温度が上がると蒸気圧は大きくなる
この問題へのリンク答えと解説
正解: D 【A(不正解)】 ? 液体の量と蒸気圧を結び付けた説明です。 蒸気圧は液体と蒸気がつり合ったときの圧力で、液体が残っていれば量にはよらず温度で決まる。 【B(不正解)】 ? 蒸気圧の高さと蒸発しやすさの関係の説明です。 蒸気圧が高い液体ほど蒸発しやすい。ジエチルエーテルのように沸点の低い液体は蒸気圧が高い。 【C(不正解)】 ? 温度と関係なく一定とする説明です。 密閉していても、温度が変われば蒸気圧は変わる。 【D(正解)】 ? 温度と蒸気圧を結び付けた説明です。 温度が高いほど蒸発しようとする分子が増え、蒸気圧は大きくなる。引火性液体では温度上昇で可燃性蒸気が増える理由でもある。
出典: 高等学校学習指導要領(平成 30 年告示)解説 理科編 理数編 化学「物質の状態とその変化」(融解熱・蒸発熱・蒸気圧・沸騰)(文部科学省)
0℃の水 100 g をすべて 100℃の水蒸気にするのに必要な熱量は? 水の比熱を 4.2 J/(g·K)、100℃での気化熱を 2,260 J/g とする。
A. 42 kJ B. 226 kJ C. 268 kJ D. 310 kJ
この問題へのリンク答えと解説
正解: C 【A(不正解)】 ? 4.2×100×100 の値です。 4.2×100×100=42,000 J は 0℃から 100℃まで温める分だけで、蒸発させる熱が入っていない。 【B(不正解)】 ? 2,260×100 の値です。 2,260×100=226,000 J は蒸発の分だけで、0℃から 100℃に温める熱が入っていない。 【C(正解)】 ? 4.2×100×100 と 2,260×100 を足した値です。 温める熱 4.2×100×(100−0)=42,000 J と、蒸発の熱 2,260×100=226,000 J を足して 268,000 J=268 kJ になる。 【D(不正解)】 ? 4.2×100×100 の 2 回分と 2,260×100 を足した値です。 42+226+42=310 kJ で、温める熱を二重に数えている。必要なのは 42+226=268 kJ である。
出典: 高等学校学習指導要領(平成 30 年告示)解説 理科編 理数編 物理「熱の移動」(熱量の保存・比熱・潜熱・熱膨張)(文部科学省)/高等学校学習指導要領(平成 30 年告示)解説 理科編 理数編 化学「物質の状態とその変化」(融解熱・蒸発熱・蒸気圧・沸騰)(文部科学省)
密度・比重・蒸気比重
比重 0.8 で水に溶けない液体が、雨水のたまった側溝に流れ込んだ。この液体はどうなるか?
A. 水の底に沈んでたまる B. 水と混ざり合って均一になる C. すぐに全部が気体になって消える D. 水面に浮いて広がる
この問題へのリンク答えと解説
正解: D 【A(不正解)】 ? 底に沈む動き方です。 比重が 1 より大きい液体の動き方である。0.8 は水より軽い。 【B(不正解)】 ? 水と混ざり合う動き方です。 水に溶けない液体なので、水と均一には混ざらない。 【C(不正解)】 ? その場で消える動き方です。 比重は浮き沈みを表す値で、すぐに全部蒸発するかどうかとは関係がない。 【D(正解)】 ? 水面に浮く動き方です。 比重が 1 より小さく水に溶けない液体は、水面に浮いて薄く広がる。火災では燃える面が広がるおそれがある。
出典: モデル SDS トルエン(厚生労働省 職場のあんぜんサイト)/ガソリンの危険性について(消防庁 検討会 参考資料 3-2)
ジエチルエーテルの蒸気密度は 2.55(空気=1)とされる。容器から漏れた蒸気の動き方として考えられるものは?
A. 天井付近に集まってたまる B. 床面やピット(くぼみ)など低い所に流れてたまる C. 空気とすぐに均一に混ざり、どこにもたまらない D. 空気中の水分に溶けて、すぐに消える
この問題へのリンク答えと解説
正解: B 【A(不正解)】 ? 上の方へ動いてたまる動き方です。 天井付近にたまるのは蒸気比重が 1 より小さい気体である。2.55 は空気より重い。 【B(正解)】 ? 下の方へ動いてたまる動き方です。 蒸気比重が 1 より大きい蒸気は低い所に流れ、くぼみに滞留しやすい。離れた場所の火源まで届くおそれがある。 【C(不正解)】 ? すぐに均一に混ざる動き方です。 空気より重い蒸気は均一には広がりにくく、低所に滞留しやすい。 【D(不正解)】 ? 水分に溶けて消える動き方です。 蒸気が空気中の水分にすぐ溶けて消えることはない。重さによって低所にたまる。
比重 0.79 の液体を 200 L 受け入れた。この液体の質量はおよそ何 kg か? 水 1 L の質量を 1 kg とする。
A. 79 kg B. 253 kg C. 200 kg D. 158 kg
この問題へのリンク答えと解説
正解: D 【A(不正解)】 ? 0.79×100 の値です。 0.79×100=79 で、体積 200 L を使っていない。 【B(不正解)】 ? 200÷0.79 の値です。 200÷0.79≒253 で、掛けるべき比重で割っている。 【C(不正解)】 ? 200×1 の値です。 200 kg は比重 1 の場合で、比重 0.79 の液体ではこれより軽い。 【D(正解)】 ? 200×0.79 の値です。 比重 0.79 は同じ体積の水の 0.79 倍の重さという意味で、1 L は約 0.79 kg になる。200×0.79=158 kg である。
トルエン(C₇H₈)の蒸気比重を分子量から見積もると、およそいくつか? 原子量は C=12、H=1、空気の平均分子量は 29 とする。
A. 約 0.3 B. 約 1.0 C. 約 3.2 D. 約 9.2
この問題へのリンク答えと解説
正解: C 【A(不正解)】 ? 29÷92 の値です。 29÷92≒0.32 で、割る向きが逆になっている。 【B(不正解)】 ? 空気と同じ重さとした値です。 トルエンの分子量 92 は空気の平均 29 よりずっと大きいので、1 にはならない。 【C(正解)】 ? 92÷29 の値です。 分子量は 12×7+1×8=92 で、92÷29≒3.2 になる。モデル SDS の蒸気密度 3.1(空気=1)とほぼ合い、低所にたまりやすい。 【D(不正解)】 ? 92÷10 の値です。 92÷10=9.2 で、空気の平均分子量 29 で割っていない。
液体の比重の説明として適切なものは?
A. 同じ体積の 4℃の水と比べて、何倍の重さかを表す値 B. 同じ体積の空気と比べて、何倍の重さかを表す値 C. 液体 1 L を燃やしたときに出る熱量 D. 温度によらず物質ごとに決まった変わらない値
この問題へのリンク答えと解説
正解: A 【A(正解)】 ? 水を基準にした重さの比です。 液体の比重は、同じ体積の水(4℃)の重さに対する比で表す。1 より小さければ水に浮く。 【B(不正解)】 ? 空気を基準にした重さの比です。 空気を基準にするのは気体の蒸気比重で、液体の比重とは別のものである。 【C(不正解)】 ? 燃えたときの熱を表す量です。 燃焼で出る熱は比重とは別の量で、比重は重さの比である。 【D(不正解)】 ? 温度の影響を受けないとする説明です。 液体は温まると膨張して体積が増えるので、比重は温度で少し変わる。
出典: モデル SDS エタノール(厚生労働省 職場のあんぜんサイト)/ガソリンの危険性について(消防庁 検討会 参考資料 3-2)
熱量・比熱・熱容量
消火に使う水は温まりにくい物質である。この性質を表す比熱の意味として適切なものは?
A. 物体全体の温度を 1K 上げるのに必要な熱量 B. 物質 1 g の温度を 1K 上げるのに必要な熱量 C. 物質 1 g が燃えたときに出る熱量 D. 物質 1 g が液体から気体になるときに吸収する熱量
この問題へのリンク答えと解説
正解: B 【A(不正解)】 ? 物体全体を基準にした熱量です。 物体全体を 1K 上げる熱量は熱容量で、比熱は 1 g あたりの値である。 【B(正解)】 ? 1 g あたりを基準にした熱量です。 比熱は物質 1 g の温度を 1K(1℃)上げるのに必要な熱量で、単位は J/(g·K) などで表す。 【C(不正解)】 ? 燃焼で出る熱量です。 燃焼で出る熱は反応の熱で、温まりやすさを表す比熱とは別のものである。 【D(不正解)】 ? 状態変化の熱量です。 これは気化熱(蒸発熱)の説明で、温度を上げる熱である比熱とは違う。
出典: 高等学校学習指導要領(平成 30 年告示)解説 理科編 理数編 物理基礎「熱」(熱容量・比熱・熱の伝わり方)(文部科学省)/高等学校学習指導要領(平成 30 年告示)解説 理科編 理数編 物理「熱の移動」(熱量の保存・比熱・潜熱・熱膨張)(文部科学省)
比熱 2.0 J/(g·K) の液体 500 g を、20℃から 50℃まで温めるのに必要な熱量は?
A. 3 kJ B. 15 kJ C. 50 kJ D. 30 kJ
この問題へのリンク答えと解説
正解: D 【A(不正解)】 ? 2.0×500×3 の値です。 温度差は 50−20=30 K である。2.0×500×3=3,000 J は温度差を取り違えている。 【B(不正解)】 ? 2.0×500×15 の値です。 2.0×500×15=15,000 J で、温度差 30 K の半分しか使っていない。 【C(不正解)】 ? 2.0×500×50 の値です。 2.0×500×50=50,000 J で、温度差ではなく終わりの温度を使っている。 【D(正解)】 ? 2.0×500×30 の値です。 熱量=質量×比熱×温度差=500×2.0×(50−20)=30,000 J=30 kJ になる。
出典: 高等学校学習指導要領(平成 30 年告示)解説 理科編 理数編 物理「熱の移動」(熱量の保存・比熱・潜熱・熱膨張)(文部科学省)
同じ質量の水(比熱 4.2 J/(g·K))と油(比熱 2.0 J/(g·K))に同じ熱量を加えた。温度の上がり方の説明として適切なものは?
A. 水のほうが温度が上がりにくい B. 油のほうが温度が上がりにくい C. 比熱に関係なく同じだけ上がる D. 水は温度が下がり、油は温度が上がる
この問題へのリンク答えと解説
正解: A 【A(正解)】 ? 比熱の大きい物質の温まり方です。 温度変化=熱量÷(質量×比熱) なので、比熱の大きい水は同じ熱量でも温度が上がりにくい。 【B(不正解)】 ? 比熱の小さい物質の温まり方です。 比熱が小さい油は、同じ熱量で温度が大きく上がる。 【C(不正解)】 ? 温まり方に差が無いとする考え方です。 質量と熱量が同じでも、比熱が違えば温度の上がり方は違う。 【D(不正解)】 ? 熱を加えても温度が下がるとする考え方です。 熱を加えれば、どちらも温度は上がる。水の温度が下がることはない。
出典: 高等学校学習指導要領(平成 30 年告示)解説 理科編 理数編 物理基礎「熱」(熱容量・比熱・熱の伝わり方)(文部科学省)/高等学校学習指導要領(平成 30 年告示)解説 理科編 理数編 物理「熱の移動」(熱量の保存・比熱・潜熱・熱膨張)(文部科学省)
比熱 0.45 J/(g·K) の鉄でできた部品 2 kg の熱容量はいくつか?
A. 0.9 J/K B. 90 J/K C. 4,444 J/K D. 900 J/K
この問題へのリンク答えと解説
正解: D 【A(不正解)】 ? 2×0.45 の値です。 比熱が g あたりなので、質量は 2,000 g で計算する。2×0.45=0.9 は単位がそろっていない。 【B(不正解)】 ? 200×0.45 の値です。 200×0.45=90 で、2 kg を 200 g と取り違えている。 【C(不正解)】 ? 2,000÷0.45 の値です。 2,000÷0.45≒4,444 で、掛けるべき比熱で割っている。 【D(正解)】 ? 2,000×0.45 の値です。 熱容量=質量×比熱=2,000 g×0.45 J/(g·K)=900 J/K になる。
出典: 高等学校学習指導要領(平成 30 年告示)解説 理科編 理数編 物理「熱の移動」(熱量の保存・比熱・潜熱・熱膨張)(文部科学省)
80℃の水 100 g と 20℃の水 200 g を混ぜた。熱は水どうしだけで移るものとすると、全体は何℃になるか?
A. 30℃ B. 40℃ C. 50℃ D. 60℃
この問題へのリンク答えと解説
正解: B 【A(不正解)】 ? 熱い水が 50℃下がり、冷たい水が 10℃上がる温度です。 30℃なら熱い水が失う熱 100×50 と冷たい水が得る熱 200×10 が等しくならない。 【B(正解)】 ? 熱い水が 40℃下がり、冷たい水が 20℃上がる温度です。 熱い水が失う熱 100×(80−t) と冷たい水が得る熱 200×(t−20) を等しくおくと、8,000−100t=200t−4,000 で t=40℃になる。 【C(不正解)】 ? 熱い水が 30℃下がり、冷たい水が 30℃上がる温度です。 (80+20)÷2=50 は質量が同じ場合の値で、量の違いを考えていない。 【D(不正解)】 ? 熱い水が 20℃下がり、冷たい水が 40℃上がる温度です。 60℃なら失う熱 100×20=2,000 と得る熱 200×40=8,000 が合わない。
出典: 高等学校学習指導要領(平成 30 年告示)解説 理科編 理数編 物理「熱の移動」(熱量の保存・比熱・潜熱・熱膨張)(文部科学省)
熱の移動と熱膨張
電気ストーブの正面に立つと、間の空気があまり温まっていなくても顔が熱く感じる。この熱の伝わり方は?
A. 熱伝導 B. 対流 C. 昇華 D. 放射
この問題へのリンク答えと解説
正解: D 【A(不正解)】 ? 物体の中を熱が順に伝わる移り方です。 伝導は物体の中を高温部から低温部へ熱が伝わる移り方で、離れた顔が直接温まる場面とは違う。 【B(不正解)】 ? 温まった空気や液体が動いて運ぶ移り方です。 対流は空気の流れで熱が運ばれる移り方で、空気があまり温まっていない場面には合わない。 【C(不正解)】 ? 固体と気体の間の状態変化です。 昇華は状態変化の名前で、熱の伝わり方ではない。 【D(正解)】 ? 電磁波として熱が直接届く移り方です。 高温の物体から電磁波として熱が直接届く移り方を放射(ふく射)という。間の空気を温めなくても伝わる。
出典: 高等学校学習指導要領(平成 30 年告示)解説 理科編 理数編 物理基礎「熱」(熱容量・比熱・熱の伝わり方)(文部科学省)
鍋に入れた水を下から温めると、温まった水が上へ動き、全体が温まっていく。この熱の伝わり方は?
A. 対流 B. 放射 C. 熱伝導 D. 潜熱
この問題へのリンク答えと解説
正解: A 【A(正解)】 ? 液体や気体そのものが動いて熱を運ぶ移り方です。 温まって軽くなった水が上がり、冷たい水が下がる流れで熱が運ばれる。これが対流である。 【B(不正解)】 ? 電磁波で熱が届く移り方です。 放射は物質の移動を伴わずに熱が届く移り方で、水が動いて運ぶこの場面とは違う。 【C(不正解)】 ? 物質は動かずに熱が伝わる移り方です。 伝導は物質が動かずに熱が伝わる移り方である。水そのものが動いて熱を運ぶ場面は対流に当たる。 【D(不正解)】 ? 状態変化で出入りする熱の名前です。 潜熱は状態変化に伴う熱の名前で、熱の伝わり方の分類ではない。
出典: 高等学校学習指導要領(平成 30 年告示)解説 理科編 理数編 物理基礎「熱」(熱容量・比熱・熱の伝わり方)(文部科学省)
発熱する物を断熱性の高い物で包むと危ない。この理由に関わる熱伝導率について、適切な説明は?
A. 気体は、一般に金属より熱伝導率が大きい B. 熱伝導率は物質の種類によらず同じ値である C. 熱伝導率が大きい物ほど、一部分だけが高温になりやすい D. 熱伝導率が小さい物に包まれると、内部に熱がたまりやすい
この問題へのリンク答えと解説
正解: D 【A(不正解)】 ? 気体と金属の伝わりやすさを比べた説明です。 一般に金属は熱を伝えやすく、気体は伝えにくい。順序が逆になっている。 【B(不正解)】 ? 物質による違いが無いとする説明です。 熱伝導率は物質によって大きく違う。 【C(不正解)】 ? 熱が一か所にとどまるとする説明です。 熱伝導率が大きい物は熱がすぐ周りへ広がるので、一部分だけが高温になりにくい。 【D(正解)】 ? 熱が逃げにくい状態の説明です。 熱伝導率が小さいと熱が外へ逃げにくく、内部に熱がたまる。発熱する物が積み重なると自然発火につながるのはこのためである。
出典: 高等学校学習指導要領(平成 30 年告示)解説 理科編 理数編 物理基礎「熱」(熱容量・比熱・熱の伝わり方)(文部科学省)/洗濯物から発煙・発火(製品評価技術基盤機構 NITE)
体膨張率 1.2×10⁻³ /K の液体 1,000 L が、10℃から 30℃に温まった。体積の増加量は?
A. 2.4 L B. 12 L C. 24 L D. 240 L
この問題へのリンク答えと解説
正解: C 【A(不正解)】 ? 1,000×1.2×10⁻³×2 の値です。 温度差は 30−10=20 K である。1,000×1.2×10⁻³×2=2.4 は温度差を取り違えている。 【B(不正解)】 ? 1,000×1.2×10⁻³×10 の値です。 1,000×1.2×10⁻³×10=12 で、温度差 20 K の半分しか使っていない。 【C(正解)】 ? 1,000×1.2×10⁻³×20 の値です。 増加量=元の体積×体膨張率×温度差=1,000×0.0012×20=24 L になる。 【D(不正解)】 ? 1,000×1.2×10⁻²×20 の値です。 1.2×10⁻³ を 1.2×10⁻² として計算すると 240 になる。正しくは 24 L である。
出典: 材質・内容物の熱膨張(消防庁 検討会資料 2-2「第 2 章 基礎的知識」)/高等学校学習指導要領(平成 30 年告示)解説 理科編 理数編 物理「熱の移動」(熱量の保存・比熱・潜熱・熱膨張)(文部科学省)
容量 200 L の容器に、体膨張率 1.0×10⁻³ /K の液体を 190 L 入れた。液温が 30℃上がると、液体の体積はおよそ何 L になるか?
A. 190.6 L B. 247.0 L C. 206.0 L D. 195.7 L
この問題へのリンク答えと解説
正解: D 【A(不正解)】 ? 190+190×1.0×10⁻³×3 の値です。 190×1.0×10⁻³×3 の形で計算した値で、温度差 30 K を使っていない。 【B(不正解)】 ? 190+190×1.0×10⁻²×30 の値です。 190×0.01×30=57 として足した値で、体膨張率の桁を取り違えている。 【C(不正解)】 ? 200+200×1.0×10⁻³×30 の値です。 200×0.001×30=6 を 200 L に足した値で、元の体積に 190 L を使っていない。 【D(正解)】 ? 190+190×1.0×10⁻³×30 の値です。 増加量は 190×0.001×30=5.7 L で、190+5.7=195.7 L になる。容器に空間を残しておくのは、この膨張で液があふれたり容器が壊れたりするのを防ぐためである。
出典: 材質・内容物の熱膨張(消防庁 検討会資料 2-2「第 2 章 基礎的知識」)/高等学校学習指導要領(平成 30 年告示)解説 理科編 理数編 物理「熱の移動」(熱量の保存・比熱・潜熱・熱膨張)(文部科学省)
静電気
引火性の液体を扱う作業場で、静電気が最もたまりやすい条件はどれか?
A. 湿度が高く、床に水がまかれている B. 冬場で湿度が低く、空気が乾燥している C. 容器と配管が接地されている D. 配管内を流れる液体の流速を遅くしている
この問題へのリンク答えと解説
正解: B 【A(不正解)】 ? 空気中に水分が多い状態です。 湿度が高いと静電気は空気中の水分を通じて逃げやすい。水をまくのは静電気の対策として挙げられている。 【B(正解)】 ? 空気中に水分が少ない状態です。 空気が乾燥していると静電気が逃げにくく、たまりやすい。冬場は人体も帯電しやすい。 【C(不正解)】 ? たまった電気を大地へ逃がす状態です。 接地されていると静電気は大地へ逃げるので、たまりにくい。 【D(不正解)】 ? 液体の流れを緩やかにした状態です。 流速を遅くすると静電気は発生しにくくなる。対策として挙げられる方法である。
出典: 静電気による火災(埼玉県危険物事故防止連絡会)/セルフスタンドにおける安全な給油について(消防庁 危険物保安室『消防の動き』2018 年 12 月号)
電気を通しにくい不導体の液体をホースで送るときの説明として適切なものは?
A. 電気を通しにくいので、発生した静電気がたまりやすい B. 電気を通しにくいので、静電気はまったく発生しない C. 電気を通しにくい液体は燃えないので、静電気を気にしなくてよい D. 電気を通しにくい液体ほど、ホースの中で温度が下がる
この問題へのリンク答えと解説
正解: A 【A(正解)】 ? 電気の逃げにくさに注目した説明です。 不導体は電気を通しにくいため、流動や摩擦で生じた静電気が逃げずにたまりやすい。 【B(不正解)】 ? 静電気が生じないとする説明です。 不導体でも流動や摩擦で静電気は発生する。逃げにくいので、むしろたまりやすい。 【C(不正解)】 ? 燃えないとする説明です。 電気を通しにくいことと燃えにくさは別である。ガソリンなど多くの第 4 類の危険物は不導体で、しかもよく燃える。 【D(不正解)】 ? 温度の変化に注目した説明です。 電気の通しやすさと液温の変化は直接の関係がない。
出典: 安全衛生キーワード「静電気」(厚生労働省 職場のあんぜんサイト)/ガソリンの危険性について(消防庁 検討会 参考資料 3-2)/静電気による火災(埼玉県危険物事故防止連絡会)
タンクローリーから地下タンクへ引火性液体を荷下ろしする。静電気の発生を抑える方法として適切なものは?
A. 短時間で終えるため、流速をできるだけ速くする B. 配管やホース内を流れる液体の流速を遅くする C. ホースを絶縁性の高い物に替え、電気が流れないようにする D. 作業場の湿度を下げて乾燥させる
この問題へのリンク答えと解説
正解: B 【A(不正解)】 ? 流れを速くする方法です。 流速が速いほど摩擦が増え、静電気は発生しやすくなる。 【B(正解)】 ? 流れを緩やかにする方法です。 流速を遅くすると静電気が発生しにくくなる。県の事故防止資料でも対策の一例として挙げられている。 【C(不正解)】 ? 電気を通さない物に替える方法です。 絶縁すると静電気が逃げにくくなり、かえってたまりやすい。 【D(不正解)】 ? 空気を乾かす方法です。 乾燥させると静電気はたまりやすくなる。湿度を上げるのが対策である。
セルフ方式のガソリンスタンドにある静電気除去シートについて、使い方と目的の説明として適切なものは?
A. 給油した後に触れて、ガソリンの温度を下げる B. 夏場だけ使えばよく、冬場は触れなくてよい C. 給油中にずっと触れていると、ガソリンが早く入る D. 給油口を開ける前に触れて、人体にたまった静電気を逃がす
この問題へのリンク答えと解説
正解: D 【A(不正解)】 ? 液温を下げる道具とする説明です。 静電気除去シートは液温を下げる道具ではない。 【B(不正解)】 ? 季節によって不要になるという説明です。 冬場は空気が乾燥して人体が帯電しやすいので、むしろ注意が要る。 【C(不正解)】 ? 給油の速さを上げる道具とする説明です。 静電気除去シートは給油の速さとは関係がない。 【D(正解)】 ? 給油前に人体の電気を逃がす説明です。 給油前に触れて人体の静電気を除き、放電火花でガソリンの蒸気に着火するのを防ぐ。冬場は人体が帯電しやすく特に注意が要る。
ドラム缶から金属製の容器へ引火性液体を小分けする。接地(アース)を取る目的は?
A. 液体の引火点を高くするため B. 発生した静電気を大地へ逃がし、たまらないようにするため C. 液体の流れを速くし、作業時間を短くするため D. 容器の中の蒸気を外へ出し、濃度を下げるため
この問題へのリンク答えと解説
正解: B 【A(不正解)】 ? 液体の性質を変えるという目的です。 接地で液体の引火点が変わることはない。 【B(正解)】 ? 電気を逃がすという目的です。 接地は導線で物体を大地とつなぎ、静電気を逃がしてためないようにする。アースを取らずに注いだことで静電気火花が出た事故例がある。 【C(不正解)】 ? 作業を速くするという目的です。 接地は流れの速さとは関係がない。流速はむしろ遅くするのが静電気の対策である。 【D(不正解)】 ? 換気をするという目的です。 蒸気を外へ出すのは換気の役割で、接地の目的ではない。
出典: 労働安全衛生規則 第 287 条(静電気の除去)(e-Gov 法令検索)/静電気による火災(埼玉県危険物事故防止連絡会)
引火性液体の容器の近くで静電気の放電火花が出たが、火災にならなかった。考えられる理由は?
A. 放電の火花が大きく、強いエネルギーを持っていたから B. 空気が乾燥して湿度が低く、静電気がたまりやすかったから C. 液温が引火点より低く、蒸気が燃焼下限値に届かなかったから D. 液体が電気を通しにくい不導体で、電気が流れなかったから
この問題へのリンク答えと解説
正解: C 【A(不正解)】 ? 火花のエネルギーが大きいという理由です。 火花のエネルギーが大きいほど着火しやすくなるので、火災にならなかった理由にはならない。 【B(不正解)】 ? 乾燥していたという理由です。 乾燥は静電気がたまりやすい条件で、着火を防ぐ理由にはならない。 【C(正解)】 ? 燃えるのに必要な蒸気の濃さが足りないという理由です。 点火源があっても、可燃性蒸気の濃度が燃焼範囲に入っていなければ燃焼は起きない。液温が引火点より低いと、液面付近の蒸気濃度は下限値に届かない。 【D(不正解)】 ? 電気を通しにくいという理由です。 不導体の液体は静電気がたまりやすい性質で、着火を防ぐ理由にはならない。
出典: 引火点と燃焼限界の関係(消防庁 消防研究センター 第 18 回消防防災研究講演会資料)/化学物質 有害性・GHS 関係用語解説「引火点、発火点」(厚生労働省 職場のあんぜんサイト)/静電気による火災(埼玉県危険物事故防止連絡会)
物質の種類(単体・化合物・混合物)
次のうち、混合物に当たるものは?
A. 水 B. エタノール C. ガソリン D. 二酸化炭素
この問題へのリンク答えと解説
正解: C 【A(不正解)】 ? H₂O で表される物質です。 水は水素と酸素の化合物で、1 種類の純物質である。 【B(不正解)】 ? C₂H₅OH で表される物質です。 エタノールは化学式で表せる 1 種類の化合物である。 【C(正解)】 ? 原油から作られる燃料です。 ガソリンは多くの炭化水素が混ざり合った混合物で、決まった 1 つの化学式では表せない。 【D(不正解)】 ? CO₂ で表される物質です。 二酸化炭素は CO₂ という 1 種類の化合物である。
出典: 高等学校学習指導要領(平成 30 年告示)解説 理科編 理数編 化学基礎「物質の分離・精製」(混合物と純物質)(文部科学省)/高等学校学習指導要領(平成 30 年告示)解説 理科編 理数編 化学基礎「単体と化合物」「熱運動と物質の三態」(文部科学省)
次の組み合わせのうち、互いに同素体であるものは?
A. 赤りんと黄りん B. 水と過酸化水素 C. 1-プロパノールと 2-プロパノール D. メタノールとエタノール
この問題へのリンク答えと解説
正解: A 【A(正解)】 ? どちらもりんを含む物質です。 赤りんと黄りんは、同じりんの元素からできた性質の違う単体どうしで、同素体の関係にある。 【B(不正解)】 ? どちらも水素と酸素を含む物質です。 水と過酸化水素は化合物どうしで、単体ではないので同素体ではない。 【C(不正解)】 ? どちらも C₃H₈O で表される物質です。 分子式が同じで構造が違う化合物どうしは異性体で、同素体ではない。 【D(不正解)】 ? 炭素の数が違うアルコールどうしです。 分子式が違う別々の化合物で、同素体ではない。
出典: 化学物質情報 リン(別名 赤りん・黄りん)(環境省 化学物質情報検索支援システム ケミココ)/高等学校学習指導要領(平成 30 年告示)解説 理科編 理数編 化学基礎「単体と化合物」「熱運動と物質の三態」(文部科学省)
次の変化のうち、化学変化に当たるものは?
A. 氷が溶けて水になる B. ドライアイスが小さくなっていく C. 鉄くぎが湿った空気中でさびる D. ガソリンが蒸発して見えなくなる
この問題へのリンク答えと解説
正解: C 【A(不正解)】 ? 固体から液体への変化です。 状態が変わっただけで物質は水のままなので、物理変化である。 【B(不正解)】 ? 固体から気体への変化です。 二酸化炭素が昇華しているだけで、物質は変わらないので物理変化である。 【C(正解)】 ? 金属と空気中の物質の間で起こる変化です。 鉄が酸素や水と反応して、さびという別の物質になる。物質そのものが変わるので化学変化である。 【D(不正解)】 ? 液体から気体への変化です。 液体が気体になっただけで物質は変わらないので、物理変化である。
出典: 漏えい事故の基礎知識・腐食の定義(消防庁 検討会資料 2-2「第 2 章 基礎的知識」)/高等学校学習指導要領(平成 30 年告示)解説 理科編 理数編 化学基礎「単体と化合物」「熱運動と物質の三態」(文部科学省)
水 160 g にエタノール 40 g を溶かした水溶液の質量パーセント濃度は?
A. 20% B. 25% C. 40% D. 80%
この問題へのリンク答えと解説
正解: A 【A(正解)】 ? 40÷(160+40)×100 の値です。 質量パーセント濃度=溶質÷溶液×100=40÷(160+40)×100=20% になる。 【B(不正解)】 ? 40÷160×100 の値です。 40÷160×100=25% で、分母を溶液ではなく水の質量にしている。 【C(不正解)】 ? 40 g の数字をそのまま % にした値です。 40 g を 40% としたもので、溶液の質量で割っていない。 【D(不正解)】 ? 160÷(160+40)×100 の値です。 160÷200×100=80% は水の割合で、エタノールの濃度ではない。
質量パーセント濃度 40% のエタノール水溶液 300 g に水を加えて 25% にしたい。加える水は何 g か?
A. 75 g B. 120 g C. 180 g D. 480 g
この問題へのリンク答えと解説
正解: C 【A(不正解)】 ? 300×0.25 の値です。 300×0.25=75 は根拠のない値で、溶質の量から考えていない。 【B(不正解)】 ? 300×0.40 の値です。 120 g は溶質の質量(300×0.40)で、加える水の量ではない。 【C(正解)】 ? 300×0.40÷0.25−300 の値です。 溶質は 300×0.40=120 g で、薄めても変わらない。25% にするには溶液が 120÷0.25=480 g 必要なので、480−300=180 g の水を加える。 【D(不正解)】 ? 300×0.40÷0.25 の値です。 480 g は薄めた後の溶液全体で、元の 300 g を引いていない。
物質量と化学反応式
化学反応式の係数が表しているものとして適切なものは?
A. 関係する物質の物質量(mol)の比 B. 関係する物質の質量(g)の比 C. 反応が起きるときの温度 D. 反応にかかる時間の長さ
この問題へのリンク答えと解説
正解: A 【A(正解)】 ? 粒子の数の比を表すという考え方です。 係数の比は、反応に関わる物質の物質量(mol)の比を表す。必要な酸素の量などの計算に使う。 【B(不正解)】 ? 重さの比を表すという考え方です。 係数は質量の比ではない。質量を出すには物質量にモル質量を掛ける。 【C(不正解)】 ? 反応温度を表すという考え方です。 化学反応式の係数は温度を表さない。 【D(不正解)】 ? 反応の速さを表すという考え方です。 係数は反応の速さや時間とは関係がない。
メタンの完全燃焼は CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O で表される。メタン 3 mol を完全燃焼させるのに必要な酸素は何 mol か?
A. 2 mol B. 3 mol C. 5 mol D. 6 mol
この問題へのリンク答えと解説
正解: D 【A(不正解)】 ? 式の酸素の係数 2 と同じ値です。 2 mol はメタン 1 mol に必要な量で、3 mol 分になっていない。 【B(不正解)】 ? メタンと同じ 3 の値です。 メタンと酸素の係数の比は 1:2 なので、同じ物質量ではない。 【C(不正解)】 ? 3+2 の値です。 3+2=5 で、係数の比を使っていない。 【D(正解)】 ? 3×2 の値です。 メタンと酸素の物質量の比は 1:2 なので、3×2=6 mol の酸素が必要になる。
エタノール(C₂H₅OH)の分子量は? 原子量は H=1、C=12、O=16 とする。
A. 40 B. 45 C. 46 D. 62
この問題へのリンク答えと解説
正解: C 【A(不正解)】 ? 12×2+16 の値です。 12×2+16=40 で、水素 6 個分を数えていない。 【B(不正解)】 ? 12×2+1×5+16 の値です。 C₂H₅OH には水素が 5+1=6 個ある。5 個だと 45 になってしまう。 【C(正解)】 ? 12×2+1×6+16 の値です。 C が 2 個で 24、H が 6 個で 6、O が 1 個で 16 なので、24+6+16=46 になる。 【D(不正解)】 ? 12×2+1×6+16×2 の値です。 エタノールの酸素は 1 個である。2 個として数えると 62 になる。
プロパンの完全燃焼は C₃H₈ + 5O₂ → 3CO₂ + 4H₂O で表される。プロパン 44 g の完全燃焼に必要な酸素は何 g か? 原子量は C=12、H=1、O=16 とする。
A. 32 g B. 80 g C. 132 g D. 160 g
この問題へのリンク答えと解説
正解: D 【A(不正解)】 ? 32×1 の値です。 32 g は酸素 1 mol 分で、係数 5 を使っていない。 【B(不正解)】 ? 16×5 の値です。 16×5=80 で、酸素は O₂ 分子(32 g/mol)として数える必要がある。 【C(不正解)】 ? 44×3 の値です。 44×3=132 g は生じる CO₂ の質量で、必要な酸素の量ではない。 【D(正解)】 ? 32×5 の値です。 C₃H₈ の分子量は 36+8=44 なので、44 g は 1 mol である。必要な O₂ は 5 mol で、5×32=160 g になる。
エタノールの完全燃焼の反応式 C₂H₅OH + a O₂ → b CO₂ + c H₂O の係数の組み合わせは?
A. a=2、b=2、c=3 B. a=4、b=2、c=3 C. a=3、b=2、c=2 D. a=3、b=2、c=3
この問題へのリンク答えと解説
正解: D 【A(不正解)】 ? 酸素の係数を 2 とした組み合わせです。 右辺の O は 2×2+3=7 個、左辺は 1+2×2=5 個で合わない。 【B(不正解)】 ? 酸素の係数を 4 とした組み合わせです。 左辺の O は 1+8=9 個、右辺は 7 個で合わない。 【C(不正解)】 ? 水の係数を 2 とした組み合わせです。 H は左辺 6 個、右辺 2×2=4 個で合わない。 【D(正解)】 ? a が 3、b が 2、c が 3 の組み合わせです。 C は 2 個なので b=2、H は 6 個なので c=3 になる。右辺の O は 4+3=7 個で、左辺は 1+2a=7 から a=3 になる。
化学反応と熱についての説明として適切なものは?
A. 燃焼は熱を吸収する吸熱反応である B. 燃焼は熱を外に出す発熱反応である C. 発熱反応が起きると、周りの温度は下がる D. 反応熱は、反応する物質の量に関係なく一定である
この問題へのリンク答えと解説
正解: B 【A(不正解)】 ? 燃焼を吸熱とする説明です。 燃焼は熱と光を出す反応で、吸熱反応ではない。 【B(正解)】 ? 燃焼を発熱とする説明です。 燃焼は熱と光を出す酸化反応で、発熱反応に当たる。出した熱がさらに反応を続ける熱源になる。 【C(不正解)】 ? 発熱で周りが冷えるとする説明です。 発熱反応では熱が外に出るので、周りの温度は上がる。 【D(不正解)】 ? 量と熱の関係を否定した説明です。 反応熱は反応する物質量に比例する。2 倍の量が燃えれば出る熱も 2 倍になる。
出典: 高等学校学習指導要領(平成 30 年告示)解説 理科編 理数編 化学「化学反応と熱・光」(文部科学省)/燃焼・火災・爆発の基礎知識(消防庁 検討会資料 2-2「第 2 章 基礎的知識」)
反応速度・触媒・化学平衡
化学反応の速さを大きくする条件として適切なものは?
A. 温度を下げる B. 反応する物質の濃度を薄くする C. 固体を大きな塊のままにしておく D. 温度を上げる
この問題へのリンク答えと解説
正解: D 【A(不正解)】 ? 温度を低くする条件です。 温度を下げると、反応の速さは一般に小さくなる。 【B(不正解)】 ? 濃度を低くする条件です。 濃度を薄くすると粒子がぶつかる回数が減り、反応は遅くなる。 【C(不正解)】 ? 表面積を小さくしたままの条件です。 塊のままだと表面積が小さく、反応は遅い。細かくすると速くなる。 【D(正解)】 ? 温度を高くする条件です。 温度を上げると粒子の動きが活発になり、反応の速さは一般に大きくなる。
出典: 高等学校学習指導要領(平成 30 年告示)解説 理科編 理数編 化学「反応速度」「化学平衡とその移動」(文部科学省)
工場の反応装置で触媒を使って反応を進めている。触媒の働きとして適切な説明は?
A. 触媒は反応で使われてなくなるので、補い続ける必要がある B. 触媒は反応の前後で自身は変化せず、反応の速さを変える C. 触媒を加えると、反応熱が大きくなる D. 触媒を加えると、平衡が生成物の側へ移動する
この問題へのリンク答えと解説
正解: B 【A(不正解)】 ? 触媒が使い切られるとする説明です。 触媒は反応の前後で自身は変化しないので、反応で使い切られることはない。 【B(正解)】 ? 自身は変わらず速さを変えるとする説明です。 触媒は、それ自身は変化しないで反応の速さを変える物質である。 【C(不正解)】 ? 出る熱の量が変わるとする説明です。 触媒は反応の速さを変えるが、反応熱の大きさは変えない。 【D(不正解)】 ? 平衡の位置が変わるとする説明です。 触媒は平衡に達するまでの時間を変えるが、化学平衡の位置は変えない。
出典: 高等学校学習指導要領(平成 30 年告示)解説 理科編 理数編 化学「反応速度」「化学平衡とその移動」(文部科学省)
N₂ + 3H₂ ⇄ 2NH₃ が化学平衡にある。温度を一定にして全体の圧力を高くすると、平衡はどうなるか?
A. 気体の分子の数が減る右向き(NH₃ ができる向き)に移る B. 気体の分子の数が増える左向き(N₂ と H₂ ができる向き)に移る C. 反応が止まり、どちらにも移らない D. 圧力は平衡に関係しないので、何も変わらない
この問題へのリンク答えと解説
正解: A 【A(正解)】 ? 分子の総数が減る向きです。 ルシャトリエの原理により、圧力を上げると圧力を下げる向き、つまり気体分子の数が減る向きに移る。左辺 4 分子から右辺 2 分子なので右向きである。 【B(不正解)】 ? 分子の総数が増える向きです。 分子の数が増える向きでは圧力がさらに上がる。圧力を上げたときは、それを和らげる向きに移る。 【C(不正解)】 ? 反応が止まるとする考え方です。 平衡の状態でも正逆の反応は続いている。条件が変われば平衡は移動する。 【D(不正解)】 ? 圧力の影響が無いとする考え方です。 両辺で気体の分子の数が違う反応では、圧力を変えると平衡が移動する。
出典: 高等学校学習指導要領(平成 30 年告示)解説 理科編 理数編 化学「反応速度」「化学平衡とその移動」(文部科学省)
酸と塩基・pH・中和
ある排水のpHを測ると 3 だった。この排水の性質は?
A. 酸性 B. 中性 C. 塩基性 D. 性質は pH では決められない
この問題へのリンク答えと解説
正解: A 【A(正解)】 ? リトマス紙を赤くする水溶液の性質です。 pH は 7 が中性で、7 より小さいと酸性である。pH 3 は酸性に当たる。 【B(不正解)】 ? リトマス紙の色を変えない水溶液の性質です。 中性は pH 7 で、3 ではない。 【C(不正解)】 ? リトマス紙を青くする水溶液の性質です。 塩基性(アルカリ性)は pH が 7 より大きいときで、3 は当たらない。 【D(不正解)】 ? pH が性質を表さないとする考え方です。 pH は水溶液の酸性・塩基性の強さを表す数値で、性質を判断できる。
出典: 高等学校学習指導要領(平成 30 年告示)解説 理科編 理数編 化学基礎「酸・塩基と中和」「酸化と還元」(文部科学省)
塩酸と水酸化ナトリウム水溶液を過不足なく反応させた。このときにできる物質は?
A. 水素と酸素 B. 二酸化炭素と水 C. 塩素と水素 D. 塩化ナトリウムと水
この問題へのリンク答えと解説
正解: D 【A(不正解)】 ? 気体が 2 種類できるという考え方です。 これは水を電気分解したときにできるもので、中和ではできない。 【B(不正解)】 ? 燃焼と同じものができるという考え方です。 二酸化炭素と水は炭化水素などの燃焼でできるもので、この中和ではできない。 【C(不正解)】 ? 気体の単体ができるという考え方です。 中和では塩素や水素の気体は生じない。 【D(正解)】 ? 塩と水ができるという考え方です。 酸と塩基の中和では塩と水ができる。HCl+NaOH→NaCl+H₂O で、塩は塩化ナトリウムである。
出典: 高等学校学習指導要領(平成 30 年告示)解説 理科編 理数編 化学基礎「酸・塩基と中和」「酸化と還元」(文部科学省)
pH 2 の水溶液の水素イオン濃度は、pH 4 の水溶液の何倍か?
A. 2 倍 B. 0.5 倍 C. 100 倍 D. 1/100 倍
この問題へのリンク答えと解説
正解: C 【A(不正解)】 ? pH の差 2 をそのまま倍率にした値です。 pH は水素イオン濃度の対数の値なので、差の 2 がそのまま倍率にはならない。 【B(不正解)】 ? 2÷4 の値です。 pH の比をとっても濃度の倍率にはならない。pH が小さいほど水素イオン濃度は大きい。 【C(正解)】 ? 10² の値です。 pH 2 は 10⁻² mol/L、pH 4 は 10⁻⁴ mol/L なので、10⁻²÷10⁻⁴=100 倍になる。 【D(不正解)】 ? 1÷10² の値です。 pH が小さいほど水素イオン濃度は大きい。pH 2 のほうが濃い。
出典: 高等学校学習指導要領(平成 30 年告示)解説 理科編 理数編 化学基礎「酸・塩基と中和」「酸化と還元」(文部科学省)
酸の性質の説明として適切なものは?
A. 赤色リトマス紙を青色に変える性質を持つ B. 水溶液中で水酸化物イオンを出す性質を持つ C. 水素イオンを出し、青色リトマス紙を赤くする D. 水溶液の pH を 7 より大きくする性質を持つ
この問題へのリンク答えと解説
正解: C 【A(不正解)】 ? リトマス紙を青にする性質です。 赤色リトマス紙を青にするのは塩基の性質である。 【B(不正解)】 ? OH⁻ を出す性質です。 水酸化物イオンを出すのは塩基の性質である。 【C(正解)】 ? H⁺ を出し、リトマス紙を赤にする性質です。 酸は水溶液中で水素イオンを出す物質で、青色リトマス紙を赤くする。 【D(不正解)】 ? pH を大きくする性質です。 pH を 7 より大きくするのは塩基である。酸は pH を 7 より小さくする。
出典: 高等学校学習指導要領(平成 30 年告示)解説 理科編 理数編 化学基礎「酸・塩基と中和」「酸化と還元」(文部科学省)
0.10 mol/L の塩酸 20 mL をちょうど中和するには、0.20 mol/L の水酸化ナトリウム水溶液が何 mL 必要か?
A. 5 mL B. 10 mL C. 20 mL D. 40 mL
この問題へのリンク答えと解説
正解: B 【A(不正解)】 ? 0.20 mol/L で 0.001 mol になる体積です。 0.20×5÷1,000=0.001 mol で、塩酸の 0.002 mol に足りない。 【B(正解)】 ? 0.20 mol/L で 0.002 mol になる体積です。 塩酸の H⁺ は 0.10×20÷1,000=0.002 mol である。NaOH は 0.20 mol/L なので、0.002÷0.20=0.010 L=10 mL で等しくなる。 【C(不正解)】 ? 塩酸と同じ 20 mL です。 濃度が 2 倍なので、同じ体積では塩基が 2 倍になって余る。 【D(不正解)】 ? 20×(0.20÷0.10) の値です。 20×(0.20÷0.10)=40 で、濃度の比を逆に使っている。
出典: 高等学校学習指導要領(平成 30 年告示)解説 理科編 理数編 化学基礎「酸・塩基と中和」「酸化と還元」(文部科学省)
酸化と還元・金属の腐食
木炭(炭素)が燃えて二酸化炭素になるとき、炭素に起きている変化は?
A. 還元 B. 融解 C. 中和 D. 酸化
この問題へのリンク答えと解説
正解: D 【A(不正解)】 ? 酸素を失う変化の名前です。 還元は酸素を失う変化で、酸素と結び付いた炭素には当たらない。 【B(不正解)】 ? 固体が液体になる変化の名前です。 融解は状態変化で、炭素が別の物質に変わる燃焼とは違う。 【C(不正解)】 ? 酸と塩基の反応の名前です。 中和は酸と塩基が打ち消し合う反応で、燃焼とは違う。 【D(正解)】 ? 酸素と結び付く変化の名前です。 炭素が酸素と結び付いて二酸化炭素になるので、炭素は酸化されている。燃焼は熱と光を伴う酸化である。
出典: 高等学校学習指導要領(平成 30 年告示)解説 理科編 理数編 化学基礎「酸・塩基と中和」「酸化と還元」(文部科学省)/燃焼・火災・爆発の基礎知識(消防庁 検討会資料 2-2「第 2 章 基礎的知識」)
第 1 類や第 6 類の危険物は酸化剤として働く。酸化剤とはどのような物質か?
A. 相手の物質を酸化し、自身は還元される物質 B. 相手の物質を還元し、自身は酸化される物質 C. 自身は変化せず、反応の速さだけを変える物質 D. 酸と反応して塩と水をつくる物質
この問題へのリンク答えと解説
正解: A 【A(正解)】 ? 相手が酸化され、自身は還元される説明です。 酸化剤は相手に酸素を与えたり電子を奪ったりして酸化し、自身は還元される。 【B(不正解)】 ? 相手が還元され、自身は酸化される説明です。 これは還元剤の説明である。 【C(不正解)】 ? 反応の速さを変える物質です。 これは触媒の説明である。 【D(不正解)】 ? 酸と打ち消し合う物質です。 これは塩基の説明で、酸化剤ではない。
出典: 高等学校学習指導要領(平成 30 年告示)解説 理科編 理数編 化学基礎「酸・塩基と中和」「酸化と還元」(文部科学省)/「危険物」とは? 類別と性質の概要(消防庁)
加熱した酸化銅(II) に水素を通すと、CuO + H₂ → Cu + H₂O の反応が起きる。この反応で還元された物質は?
A. 水素(H₂) B. 銅(Cu) C. 酸化銅(II)(CuO) D. 水(H₂O)
この問題へのリンク答えと解説
正解: C 【A(不正解)】 ? 反応前の左辺にある単体です。 水素は酸素と結び付いて水になるので、酸化された物質である。 【B(不正解)】 ? 反応後の右辺にできる単体です。 銅は反応でできた物質である。還元されたのは反応前の酸化銅(II) である。 【C(正解)】 ? 反応前の左辺にある化合物です。 酸化銅(II) は酸素を失って銅になるので、還元された。水素は相手を還元した還元剤である。 【D(不正解)】 ? 反応後の右辺にできる化合物です。 水は反応でできた物質で、還元された物質ではない。
出典: 高等学校学習指導要領(平成 30 年告示)解説 理科編 理数編 化学基礎「酸・塩基と中和」「酸化と還元」(文部科学省)
地下に埋めた鉄製のタンクに、亜鉛やマグネシウムの金属をつないで腐食を防ぐ方法がある。この方法で鉄が守られる理由は?
A. 亜鉛やマグネシウムは鉄よりイオン化傾向が小さく、先に溶けないから B. 亜鉛やマグネシウムは鉄よりイオン化傾向が大きく、代わりに溶け出すから C. 亜鉛やマグネシウムが土の水分をすべて吸い取るから D. 亜鉛やマグネシウムが鉄の表面を厚く覆い、空気を遮るから
この問題へのリンク答えと解説
正解: B 【A(不正解)】 ? つないだ金属が溶けにくいとする理由です。 イオン化傾向が小さい金属を鉄につなぐと、逆に鉄のほうが溶けやすくなる。 【B(正解)】 ? つないだ金属が先に溶けるとする理由です。 イオン化傾向の大きい金属が先に陽イオンになって溶け、鉄の腐食を防ぐ。電気防食のうち流電陽極法と呼ばれる方法である。 【C(不正解)】 ? 水分を取り除くとする理由です。 つないだ金属が土の水分を吸い取るわけではない。電気化学的に先に溶けることで鉄を守る。 【D(不正解)】 ? 表面を覆うとする理由です。 この方法は金属どうしを電気的につなぐもので、鉄の表面を覆う塗装とは違う。
出典: 高等学校学習指導要領(平成 30 年告示)解説 理科編 理数編 化学基礎「酸・塩基と中和」「酸化と還元」(文部科学省)/地下タンク貯蔵所の流出防止対策(東京消防庁)
鉄の配管の一部に銅の部品が接続され、湿った土の中に埋まっている。腐食についての説明として適切なものは?
A. 銅のほうがイオン化傾向が大きいので、銅が先に腐食する B. 鉄と銅が接していると、どちらも腐食しなくなる C. 鉄のほうがイオン化傾向が大きいので、鉄が溶けて腐食が進みやすい D. 土の中は空気が無いので、どちらの金属も腐食しない
この問題へのリンク答えと解説
正解: C 【A(不正解)】 ? 銅が溶けやすいとする説明です。 銅は鉄よりイオン化傾向が小さい。溶けやすいのは鉄のほうである。 【B(不正解)】 ? 腐食が止まるとする説明です。 違う金属が水分を介して接すると電池のような働きが起こり、腐食はむしろ進む。 【C(正解)】 ? 鉄が溶けやすいとする説明です。 イオン化傾向の違う金属が水分を介して接すると、大きいほうの鉄が陽イオンになって溶け出し、腐食が進む。 【D(不正解)】 ? 土の中では腐食しないとする説明です。 湿った土の中では水分や酸素があり、金属は腐食する。地下タンクや配管には防食の措置が求められている。
出典: 異種金属接触腐食(消防庁 検討会資料 2-2「第 2 章 基礎的知識」)/高等学校学習指導要領(平成 30 年告示)解説 理科編 理数編 化学基礎「酸・塩基と中和」「酸化と還元」(文部科学省)/地下タンク貯蔵所の流出防止対策(東京消防庁)
有機化合物の基礎
有機化合物の一般的な性質として適切なものは?
A. 燃えにくく、融点や沸点が高いものが多い B. 燃えやすく、燃えると二酸化炭素と水ができる C. 水によく溶け、電気をよく通すものが多い D. 炭素を骨格に持たない化合物である
この問題へのリンク答えと解説
正解: B 【A(不正解)】 ? 燃えにくく溶けにくい性質です。 有機化合物は一般に燃えやすく、融点や沸点は低いものが多い。 【B(正解)】 ? 燃えやすい性質です。 有機化合物は炭素と水素を含むものが多く、一般に燃えやすい。完全燃焼すると二酸化炭素と水ができる。 【C(不正解)】 ? 水に溶けて電気を通す性質です。 有機化合物は水に溶けにくく、電気を通しにくいものが多い。 【D(不正解)】 ? 炭素の有無についての説明です。 有機化合物は炭素を骨格とする化合物である。
出典: 高等学校学習指導要領(平成 30 年告示)解説 理科編 理数編 化学「有機化合物」(炭化水素・官能基・異性体)(文部科学省)/燃えやすさと数量(消防庁 消防研究センター キッズページ)
分子の中にヒドロキシ基(−OH)を持つ、エタノールやメタノールなどの有機化合物の分類は?
A. アルデヒド B. カルボン酸 C. アルコール D. エステル
この問題へのリンク答えと解説
正解: C 【A(不正解)】 ? −CHO を持つ化合物の分類です。 アルデヒドはアルデヒド基(−CHO)を持つ化合物で、アセトアルデヒドなどが当たる。 【B(不正解)】 ? −COOH を持つ化合物の分類です。 カルボン酸はカルボキシ基(−COOH)を持つ化合物で、酢酸などが当たる。 【C(正解)】 ? 炭化水素に −OH が付いた化合物の分類です。 炭化水素の水素をヒドロキシ基(−OH)に置き換えた形の化合物をアルコールという。エタノールやメタノールが当たる。 【D(不正解)】 ? −COO− を持つ化合物の分類です。 エステルはカルボン酸とアルコールからできる −COO− を持つ化合物で、酢酸エチルなどが当たる。
出典: 高等学校学習指導要領(平成 30 年告示)解説 理科編 理数編 化学「有機化合物」(炭化水素・官能基・異性体)(文部科学省)
エタノールを酸化すると、まず何ができるか?
A. 酢酸エチル B. アセトアルデヒド C. ジエチルエーテル D. メタノール
この問題へのリンク答えと解説
正解: B 【A(不正解)】 ? エステルに当たる物質です。 酢酸エチルは酢酸とエタノールからできるエステルで、エタノールの酸化で直接はできない。 【B(正解)】 ? アルデヒドに当たる物質です。 第一級アルコールのエタノールを酸化するとアセトアルデヒドができ、さらに酸化すると酢酸になる。 【C(不正解)】 ? エーテルに当たる物質です。 ジエチルエーテルはエタノール 2 分子から水がとれてできる物質で、酸化でできるものではない。 【D(不正解)】 ? 炭素が 1 個のアルコールです。 エタノールを酸化しても炭素の数が 1 個のメタノールにはならない。
出典: 高等学校学習指導要領(平成 30 年告示)解説 理科編 理数編 化学「有機化合物」(炭化水素・官能基・異性体)(文部科学省)
1-プロパノールと 2-プロパノールは、どちらも分子式 C₃H₈O で表されるが構造が違う。このような関係を何というか?
A. 同素体 B. 混合物 C. 異性体 D. 単体
この問題へのリンク答えと解説
正解: C 【A(不正解)】 ? 単体どうしの関係を表す名前です。 同素体は同じ元素からできた単体どうしの関係で、化合物どうしには使わない。 【B(不正解)】 ? 物質が混ざり合ったものです。 混合物は 2 種類以上の物質が混ざったもので、物質どうしの関係の名前ではない。 【C(正解)】 ? 化合物どうしの関係を表す名前です。 分子式が同じで構造が違う化合物どうしを異性体という。−OH の付く位置が違う 2 つのプロパノールがその例である。 【D(不正解)】 ? 1 種類の元素でできた物質です。 単体は 1 種類の元素だけでできた物質で、C・H・O を含むプロパノールは当たらない。
出典: 高等学校学習指導要領(平成 30 年告示)解説 理科編 理数編 化学「有機化合物」(炭化水素・官能基・異性体)(文部科学省)
トルエン(C₇H₈)とエタノール(C₂H₅OH)をそれぞれ十分な酸素の中で燃焼させた。どちらでも共通してできる物質の組み合わせは?
A. 一酸化炭素と水素 B. 二酸化炭素と水 C. 二酸化炭素とエタン D. 酸素と炭素
この問題へのリンク答えと解説
正解: B 【A(不正解)】 ? 炭素の酸化物の 1 つと、気体の単体の組み合わせです。 一酸化炭素は酸素が不足した不完全燃焼で出るもので、十分な酸素の中での燃焼の生成物ではない。 【B(正解)】 ? 炭素の酸化物の 1 つと、水素の酸化物の組み合わせです。 炭素は二酸化炭素に、水素は水になる。炭素と水素を含む有機化合物は、完全燃焼すると共通して二酸化炭素と水ができる。 【C(不正解)】 ? 炭素の酸化物の 1 つと、炭化水素の組み合わせです。 完全燃焼では炭化水素は残らず、二酸化炭素と水になる。 【D(不正解)】 ? 気体の単体と固体の単体の組み合わせです。 燃焼は酸素と結び付く反応で、酸素や炭素の単体が生じるわけではない。
出典: 燃えやすさと数量(消防庁 消防研究センター キッズページ)/石油ストーブ「9.換気不足による不完全燃焼」(製品評価技術基盤機構 NITE)/モデル SDS トルエン(厚生労働省 職場のあんぜんサイト)/モデル SDS エタノール(厚生労働省 職場のあんぜんサイト)
燃焼の三要素と燃焼の種類
燃焼の三要素に含まれないものは?
A. 可燃物 B. 酸素供給源 C. 点火源 D. 二酸化炭素
この問題へのリンク答えと解説
正解: D 【A(不正解)】 ? 燃える物そのものです。 可燃物は燃焼の三要素の 1 つである。 【B(不正解)】 ? 空気中の酸素などの供給元です。 酸素供給源は燃焼の三要素の 1 つである。 【C(不正解)】 ? 燃え始めるきっかけになる熱です。 点火源(熱源)は燃焼の三要素の 1 つである。 【D(正解)】 ? 炭素と酸素からなる気体です。 二酸化炭素は燃えず、消火に使われる気体で、燃焼の三要素には含まれない。
第 4 類の危険物(引火性液体)の燃え方は?
A. 表面燃焼 B. 分解燃焼 C. 蒸発燃焼 D. 自己燃焼
この問題へのリンク答えと解説
正解: C 【A(不正解)】 ? 固体の表面で直接燃える燃え方です。 表面燃焼は木炭などの燃え方で、液体には当たらない。 【B(不正解)】 ? 加熱で分解したガスが燃える燃え方です。 分解燃焼は木材や石炭などの燃え方である。 【C(正解)】 ? 液面から出た蒸気が燃える燃え方です。 第 4 類の液体は、液面から蒸発した可燃性蒸気が空気と混ざって燃える。これを蒸発燃焼という。 【D(不正解)】 ? 分子内の酸素で燃える燃え方です。 自己燃焼は第 5 類などに見られる燃え方で、第 4 類の燃え方ではない。
出典: 見て解る危険物火災消火活動(消防庁 検討会資料 6・海上災害防止センター)/燃えるときに起こっていること(消防庁 消防研究センター キッズページ)
バーベキューで使う木炭が、炎をほとんど上げずに表面だけが赤く燃えている。この燃え方は?
A. 蒸発燃焼 B. 自己燃焼 C. 分解燃焼 D. 表面燃焼
この問題へのリンク答えと解説
正解: D 【A(不正解)】 ? 液体から出た蒸気が燃える燃え方です。 蒸発燃焼は液体などの燃え方で、木炭には当たらない。 【B(不正解)】 ? 物質内の酸素で燃える燃え方です。 木炭は物質の中に酸素を持たず、外の酸素で燃えるので自己燃焼ではない。 【C(不正解)】 ? 固体が加熱で分解して出たガスが燃える燃え方です。 分解燃焼は木材などが分解してガスを出して燃える燃え方で、炎を上げる。 【D(正解)】 ? 固体の燃え方の名前の 1 つです。 木炭やコークスは分解や蒸発をせず、表面で酸素と反応して燃える。炎をあまり出さないのが特徴である。
出典: 物質の揮発性と燃え方・表面燃焼(消防庁 消防研究センター 第 18 回消防防災研究講演会資料)/初期消火(京都市消防局)
換気の悪い部屋で灯油ストーブを長く使い、酸素が不足した状態で燃やし続けた。このとき特に発生しやすい有毒ガスは?
A. 一酸化炭素 B. 酸素 C. 窒素 D. 水素
この問題へのリンク答えと解説
正解: A 【A(正解)】 ? 炭素と酸素が 1 つずつ結び付いた気体です。 酸素が足りないと炭素が二酸化炭素まで酸化されず、一酸化炭素ができる。これが不完全燃焼である。 【B(不正解)】 ? 燃焼に使われる気体です。 酸素は燃焼で使われる側の気体で、不足している状態で発生することはない。 【C(不正解)】 ? 空気の主な成分の気体です。 窒素は空気の主成分で、燃焼の生成物として問題になる有毒ガスではない。 【D(不正解)】 ? 最も軽い気体です。 炭化水素の不完全燃焼で主に問題になるのは水素ではない。
空気をほとんど遮った容器の中でも、ある物質は燃焼を続けた。考えられる理由として適切なものは?
A. その物質の引火点が低く、燃え始めやすかったから B. 容器の中に残った二酸化炭素が燃料になったから C. その物質の比重が 1 より小さく、軽かったから D. 分子内に酸素を含み、自身の酸素で燃える物質だったから
この問題へのリンク答えと解説
正解: D 【A(不正解)】 ? 燃え始めやすさに注目した理由です。 引火点の低さは燃え始めやすさの目安で、酸素が無くても燃え続ける理由にはならない。 【B(不正解)】 ? 二酸化炭素が燃料になるという理由です。 二酸化炭素は燃えない気体で、燃料にはならない。 【C(不正解)】 ? 重さに注目した理由です。 比重は浮き沈みの目安で、酸素の供給とは関係がない。 【D(正解)】 ? 物質の中の酸素に注目した理由です。 分子内に酸素を含む物質は、外から酸素が来なくても自身の酸素で燃える。これを自己燃焼(内部燃焼)という。
引火点・発火点・燃焼範囲・自然発火
第 4 類の品名の区分に使われる引火点とは、どのような温度か?
A. 点火源が無くても、加熱しただけで自ら燃え出す最低の温度 B. 点火源があれば燃える濃さの蒸気を液面上に出す最低の液温 C. 液体の蒸気圧が外圧と等しくなり、沸騰が始まる温度 D. 固体が溶けて液体になり始める温度
この問題へのリンク答えと解説
正解: B 【A(不正解)】 ? 点火源なしで燃え出す温度です。 点火源なしで自ら燃え出す最低の温度は発火点である。 【B(正解)】 ? 点火源があるときに燃え始める温度です。 引火点は、点火源があれば燃え始めるのに必要な濃度の蒸気を液面上に出す最低の液温である。 【C(不正解)】 ? 沸騰が始まる温度です。 これは沸点の説明である。 【D(不正解)】 ? 固体が液体になる温度です。 これは融点の説明で、燃焼とは関係がない。
出典: 化学物質 有害性・GHS 関係用語解説「引火点、発火点」(厚生労働省 職場のあんぜんサイト)/消防法 別表第一(e-Gov 法令検索)
ジエチルエーテルの引火点は −45℃、自然発火温度は 175℃とされる。液温 20℃のジエチルエーテルについての説明として適切なものは?
A. 引火点より液温が高いので、点火源があれば燃え出すおそれがある B. 引火点より液温が高いので、点火源が無くても自ら燃え出す C. 発火点より液温が低いので、点火源があっても燃えない D. 液温が 0℃より高いので、蒸気は出ていない
この問題へのリンク答えと解説
正解: A 【A(正解)】 ? 引火点を基準に考えた説明です。 液温 20℃は引火点 −45℃より高く、液面上には燃える濃さの蒸気が出ている。点火源があれば燃えるおそれがある。 【B(不正解)】 ? 点火源なしで燃えるとする説明です。 点火源なしで燃え出すのは発火点(175℃)以上のときで、20℃では自ら燃え出すことはない。 【C(不正解)】 ? 発火点を基準に考えた説明です。 点火源がある場合に燃えるかどうかは引火点で判断する。発火点より低くても引火する。 【D(不正解)】 ? 0℃を基準に考えた説明です。 ジエチルエーテルは沸点が 35℃と低く、20℃でも盛んに蒸発する。
トルエンの燃焼範囲は 1.27〜7 vol% とされる。空気中のトルエン蒸気の濃度がどれのとき、点火源があれば燃焼するか?
A. 0.5 vol% B. 1.0 vol% C. 5 vol% D. 10 vol%
この問題へのリンク答えと解説
正解: C 【A(不正解)】 ? 4 つの中で最も薄い濃度です。 燃焼下限値 1.27 vol% より薄く、点火源があっても燃焼しない。 【B(不正解)】 ? 4 つの中で 2 番目に薄い濃度です。 1.0 vol% は下限値 1.27 vol% に届いておらず、燃焼しない。 【C(正解)】 ? 4 つの中で 2 番目に濃い濃度です。 5 vol% は 1.27〜7 vol% の燃焼範囲の中なので、点火源があれば燃焼する。 【D(不正解)】 ? 4 つの中で最も濃い濃度です。 上限値 7 vol% を超えると酸素が足りず、燃焼しない。
密閉した室内で、空気 92 L にある液体の蒸気 8 L が混ざった。この液体の燃焼範囲を 1.4〜7.6 vol% とすると、判断として適切なものは?
A. 蒸気濃度は約 8.7 vol% で、上限値を超えているので燃焼しない B. 蒸気濃度は 8.0 vol% で、上限値を超えているので燃焼しない C. 蒸気濃度は 8.0 vol% で、燃焼範囲の中なので燃焼する D. 蒸気濃度は 0.8 vol% で、下限値より薄いので燃焼しない
この問題へのリンク答えと解説
正解: B 【A(不正解)】 ? 8÷92×100 の値で判断したものです。 8÷92≒8.7 は空気だけで割っている。混合気全体は 92+8=100 L で割る。 【B(正解)】 ? 8÷(92+8)×100 の値で、上限値と比べた判断です。 蒸気濃度=蒸気÷(空気+蒸気)×100=8÷100×100=8.0 vol% で、燃焼上限値 7.6 vol% を超えるので燃焼しない。ただし換気で薄まると範囲に入るおそれがある。 【C(不正解)】 ? 8÷(92+8)×100 の値で、範囲内とした判断です。 8.0 vol% は上限値 7.6 vol% を超えており、範囲の外である。 【D(不正解)】 ? 8÷(92+8)×10 の値で判断したものです。 8÷100×100=8.0 vol% で、0.8 vol% は計算の桁を取り違えている。
出典: 引火点と燃焼限界の関係(消防庁 消防研究センター 第 18 回消防防災研究講演会資料)/安全衛生キーワード「爆発」(厚生労働省 職場のあんぜんサイト)
引火性液体の液温が、ちょうど引火点と同じになっている。このとき液面付近の蒸気濃度は?
A. 燃焼範囲の上限値と同じ濃度 B. 燃焼下限値と同じ濃度 C. 蒸気はまったく出ていない D. 空気の 100% が蒸気になっている
この問題へのリンク答えと解説
正解: B 【A(不正解)】 ? 燃焼範囲の最も濃い端の濃度です。 引火点は燃え始めるのに必要な最低の濃さに対応するので、上限値ではない。 【B(正解)】 ? 燃焼範囲の最も薄い端の濃度です。 引火点は、燃焼に必要な最低濃度の蒸気を出す液温である。液温が引火点のとき、液面付近の蒸気濃度は燃焼下限値になる。 【C(不正解)】 ? 蒸発が起きていないとする考え方です。 引火点より低い液温でも液体は蒸発している。引火点では下限値の濃さの蒸気が出ている。 【D(不正解)】 ? 液面付近が蒸気だけになるとする考え方です。 液面付近が蒸気だけになるわけではない。引火点での濃度は燃焼範囲の下限である。
出典: 引火点と燃焼限界の関係(消防庁 消防研究センター 第 18 回消防防災研究講演会資料)/化学物質 有害性・GHS 関係用語解説「引火点、発火点」(厚生労働省 職場のあんぜんサイト)
美容オイルの付いたタオルを乾燥機で乾かし、取り出した後に重ねて放置したところ、しばらくして発火した。主な原因として考えられるものは?
A. タオルの繊維どうしがこすれて生じた静電気の火花 B. 残った油が酸化して出た熱が、重なった中にたまったこと C. タオルの水分が蒸発するときに出た熱 D. 乾燥機の中で油が分解して水素が出たこと
この問題へのリンク答えと解説
正解: B 【A(不正解)】 ? 摩擦による電気を原因とする考え方です。 この事例の原因は静電気ではなく、残った油の酸化による発熱である。 【B(正解)】 ? 酸化による発熱の蓄積を原因とする考え方です。 油は空気に触れると酸化して熱を出す。重ねると熱が逃げにくく、たまった熱で発火点に達する。これが自然発火である。 【C(不正解)】 ? 水の蒸発の熱を原因とする考え方です。 水が蒸発するときは熱を吸収するので、発熱の原因にはならない。 【D(不正解)】 ? 分解でできた気体を原因とする考え方です。 この事例の原因は油の酸化熱の蓄積で、水素の発生ではない。
自然発火を防ぐための扱い方として適切なものは?
A. 油の付いた布は、熱がこもらないように広げて風通しのよい所に置く B. 油の付いた布は、まとめて袋に詰め、暖かい部屋に置いておく C. 油の付いた布は、乾燥機で十分に乾かしてから積み重ねる D. 油の付いた布は、熱伝導率の小さい断熱材で包んで保管する
この問題へのリンク答えと解説
正解: A 【A(正解)】 ? 布を広げて風通しのよい所に置く扱い方です。 自然発火は酸化熱がたまって起こる。広げて風通しをよくすると熱が逃げ、温度が上がりにくい。 【B(不正解)】 ? 袋に詰めて暖かい所に置く扱い方です。 まとめて詰めると熱が逃げず、暖かいと酸化も進むので、自然発火の危険が高まる。 【C(不正解)】 ? 乾燥機にかけてから重ねる扱い方です。 乾燥機で温めても油は残り、積み重ねると酸化熱がたまって発火するおそれがある。 【D(不正解)】 ? 断熱材で包む扱い方です。 熱伝導率の小さい物で包むと熱が逃げにくく、かえって熱がたまりやすい。
工場の集じん設備の中で、可燃性の粉末が爆発する粉じん爆発が起きる条件として適切なものは?
A. 可燃性の粉じんが空気中に一定の濃度で浮遊し、点火源がある B. 燃えない粉末が空気中に浮遊している C. 粉じんの濃度が高いほど、上限なく爆発しやすくなる D. 粉じんが空気の無い密閉容器の中にある
この問題へのリンク答えと解説
正解: A 【A(正解)】 ? 粉じんの浮遊と点火源がそろった状態です。 粉じん爆発は、可燃性の粉じんが一定以上の濃度で空気中に浮遊し、酸素と点火源がそろうと起こる。 【B(不正解)】 ? 不燃性の粉末が舞っている状態です。 燃えない粉末では、浮遊していても粉じん爆発は起こらない。 【C(不正解)】 ? 濃いほど危ないとする考え方です。 粉じんにも爆発範囲があり、濃すぎると酸素が足りず燃焼が続かない。 【D(不正解)】 ? 酸素が無い状態です。 酸素が無ければ燃焼は起こらないので、粉じん爆発も起きない。
消火の理論と消火剤
燃えている紙に水をかけて火を消した。水の主な消火効果は?
A. 除去消火 B. 冷却消火 C. 抑制消火 D. 窒息消火
この問題へのリンク答えと解説
正解: B 【A(不正解)】 ? 燃える物を取り除く消火です。 除去消火は可燃物を取り除く方法で、水をかけることとは違う。 【B(正解)】 ? 燃えている物から熱を奪う消火です。 水は比熱と蒸発熱が大きく、燃えている物から熱を奪って温度を下げる。これが冷却消火である。 【C(不正解)】 ? 燃焼の化学反応を抑える消火です。 抑制消火はハロゲン化物などが持つ効果で、水の主な効果ではない。 【D(不正解)】 ? 酸素の供給を断つ消火です。 窒息消火は泡や不燃性ガスで覆う方法で、水の主な効果は冷却である。
出典: 初期消火(京都市消防局)
コンロのガス栓を閉めて、燃えていた火を消した。この消火方法は?
A. 冷却消火 B. 窒息消火 C. 除去消火 D. 抑制消火
この問題へのリンク答えと解説
正解: C 【A(不正解)】 ? 熱を奪う消火です。 ガス栓を閉めても熱を奪うわけではないので、冷却消火ではない。 【B(不正解)】 ? 酸素を断つ消火です。 ガス栓を閉めることで断つのは燃料で、酸素ではない。 【C(正解)】 ? 燃える物を取り除く消火です。 ガス栓を閉めると可燃物のガスが来なくなり、燃焼が続かなくなる。可燃物を取り除く除去消火である。 【D(不正解)】 ? 化学反応を抑える消火です。 化学的に燃焼の連鎖を抑えているわけではないので、抑制消火ではない。
出典: 初期消火(京都市消防局)
油の火災の表面を泡で覆って火を消した。泡の主な消火効果の組み合わせは?
A. 窒息効果と冷却効果 B. 除去効果と抑制効果 C. 抑制効果だけ D. 除去効果だけ
この問題へのリンク答えと解説
正解: A 【A(正解)】 ? 酸素を断ち、熱を奪う組み合わせです。 泡消火剤は燃焼面を覆って酸素を断つ窒息効果と、泡の水分による冷却効果で消火する。表面を覆うので再出火の防止にも優れる。 【B(不正解)】 ? 燃える物を取り除き、化学反応を抑える組み合わせです。 泡は燃える物を取り除くものではなく、抑制効果が主の消火剤でもない。 【C(不正解)】 ? 化学反応を抑える効果だけです。 抑制効果を主とするのはハロゲン化物や粉末で、泡の主な効果ではない。 【D(不正解)】 ? 燃える物を取り除く効果だけです。 泡は燃える物を取り除くのではなく、表面を覆って消す。
出典: 初期消火(京都市消防局)
ハロゲン化物の消火剤が持つ抑制消火(負触媒効果)の説明として適切なものは?
A. 燃えている物を周りから運び出して取り除く B. 燃えている物の温度を下げて燃焼を止める C. 燃焼の連鎖的な化学反応を抑えて燃焼を止める D. 不燃性のガスで可燃性ガスと酸素の濃度を下げる
この問題へのリンク答えと解説
正解: C 【A(不正解)】 ? 可燃物を取り除く働きです。 これは除去消火の説明である。 【B(不正解)】 ? 熱を奪う働きです。 これは冷却消火の説明である。 【C(正解)】 ? 化学反応の続きを断つ働きです。 抑制消火は、燃焼が続く化学反応を化学的に抑えて止める方法である。ハロゲン化物や粉末の消火剤が持つ。 【D(不正解)】 ? 濃度を薄める働きです。 これは希釈消火の説明で、二酸化炭素などで濃度を下げる方法である。
出典: 初期消火(京都市消防局)
通電中の電気設備の火災に使える消火剤として適切なものは?
A. 棒状に放射する水 B. 泡消火剤 C. 二酸化炭素消火剤 D. 棒状に放射する強化液
この問題へのリンク答えと解説
正解: C 【A(不正解)】 ? 水を棒状に放射するものです。 棒状の水は電気を伝えて感電のおそれがあるため、電気設備の火災には使えない。 【B(不正解)】 ? 泡で燃焼面を覆うものです。 泡は水分を含み感電のおそれがあるため、電気設備の火災には適応しない。 【C(正解)】 ? 不燃性のガスで覆うものです。 二酸化炭素は電気を通さず、窒息効果で消火する。第 4 類の火災と電気設備の火災に適応する。 【D(不正解)】 ? 強化液を棒状に放射するものです。 強化液は霧状なら電気設備に使えるが、棒状では感電のおそれがあり適応しない。
エタノールが燃えている火災に、普通の泡消火剤をかけたが消えにくかった。その理由と適した消火剤の組み合わせとして適切なものは?
A. エタノールは水に溶けるので泡が壊れる。水溶性液体用泡消火薬剤を使う B. エタノールは水より重いので泡が沈む。棒状の水を使う C. エタノールは引火点が高いので泡が効かない。普通の泡を増やす D. エタノールは燃えると酸素を出すので泡が効かない。乾燥砂だけを使う
この問題へのリンク答えと解説
正解: A 【A(正解)】 ? 水に溶ける性質に注目した組み合わせです。 エタノールは水と混ざり合う水溶性の液体で、普通の泡は溶けて消えてしまう。水溶性液体用の泡(耐アルコール泡)を使う。 【B(不正解)】 ? 重さに注目した組み合わせです。 エタノールの比重は約 0.79 で水より軽い。棒状の水は燃える液を飛び散らせるおそれもある。 【C(不正解)】 ? 引火点に注目した組み合わせです。 エタノールの引火点は 13℃で低い。消えにくいのは引火点ではなく水に溶ける性質のためである。 【D(不正解)】 ? 酸素を出す性質に注目した組み合わせです。 エタノールが燃えて酸素を出すことはない。泡が消えるのは水溶性のためである。
出典: モデル SDS エタノール(厚生労働省 職場のあんぜんサイト)/危険物の規制に関する政令 別表第五(e-Gov 法令検索)
粉末消火器の特徴の説明として適切なものは?
A. 冷却効果が大きく、再出火のおそれがほとんど無い B. 抑制作用に優れるが、冷却効果が無く再出火に注意が要る C. 水を主成分とするため、電気設備の火災には使えない D. 視界がよく保たれ、消火活動の妨げにならない
この問題へのリンク答えと解説
正解: B 【A(不正解)】 ? 冷やす力の大きさに注目した説明です。 粉末には冷却効果や浸透性がほとんど無く、再出火に注意が必要とされる。 【B(正解)】 ? 抑制作用と再出火に注目した説明です。 粉末消火器は火災の抑制作用に優れ、消火の適応範囲も広い。一方で冷却効果や浸透性が無いので、再出火に注意が要る。 【C(不正解)】 ? 水が主成分とする説明です。 粉末消火剤は水を主成分としない。りん酸塩類などの粉末は電気設備の火災にも適応する。 【D(不正解)】 ? 視界への影響に注目した説明です。 放射した粉末で視界がさえぎられ、消火活動の妨げになる場合がある。
この分野に出てくる用語(71 語)
pH:水溶液の酸性・塩基性の強さを表す数値。7 が中性で、7 より小さいと酸性、大きいと塩基性。
イオン化傾向:金属が水溶液中で陽イオンになろうとする性質の強さ。大きい金属ほど腐食しやすい。
ルシャトリエの原理:平衡にある反応の条件(濃度・圧力・温度)を変えると、その変化を和らげる向きに平衡が移動するという原理。平衡移動の原理ともいう。
異性体:分子式は同じで構造が異なる化合物どうし。1-プロパノールと 2-プロパノールなど。
引火性液体:第 4 類の危険物の性質。液体(第三石油類・第四石油類・動植物油類は 1 気圧・20 度で液状のもの)で、政令で定める試験で引火性を示すもの。
引火点:可燃性液体が点火源により燃え始めるのに必要な濃度の蒸気を液面上に発生する最低の液温。第 4 類の品名の区分に使う。
塩基:水溶液中で水酸化物イオンを出す(又は水素イオンを受け取る)物質。赤色リトマス紙を青くする。
化学反応式:化学反応を化学式で表した式。係数の比は反応する物質と生じる物質の物質量の比を表す。
化学平衡:可逆反応で、正反応と逆反応の速さが等しくなり、見かけ上は反応が止まったように見える状態。触媒は平衡に達するまでの時間を変えるが、平衡の位置は変えない。
化合物:2 種類以上の元素が化学的に結合してできた純物質。水・二酸化炭素など。
完全燃焼:酸素が十分にある状態での燃焼。炭素は二酸化炭素になる。酸素が不足すると不完全燃焼となり一酸化炭素が出る。
官能基:有機化合物の性質を決める原子の集まり。ヒドロキシ基(アルコール)・カルボキシ基(カルボン酸)・アルデヒド基など。
還元:物質が酸素を失う、水素と結び付く、又は電子を受け取る変化。酸化と還元は同時に起こる。
還元剤:相手の物質を還元し、自身は酸化される物質。
希釈消火:二酸化炭素などの不燃性ガスで、可燃性ガスや酸素の濃度を下げて燃焼を止める消火方法。
強化液消火剤:水に薬剤を溶かした濃い水溶液の消火剤。霧状に放射すると第 4 類の火災や電気設備の火災にも適応する(政令別表第五)。
混合物:2 種類以上の物質が混ざり合ったもの。空気・ガソリン・灯油など。
酸:水溶液中で水素イオンを出す物質。青色リトマス紙を赤くする。
酸化:物質が酸素と結び付く、水素を失う、又は電子を失う変化。
酸化剤:相手の物質を酸化し、自身は還元される物質。第 1 類・第 6 類の危険物は酸化剤として働く。
自己燃焼:分子内に酸素を含む物質が、外からの酸素なしに自身の酸素で燃える燃え方。内部燃焼ともいう(第 5 類など)。
自然発火:物質が空気中で常温でも酸化などにより発熱し、その熱が蓄積して発火点に達して燃え出す現象。油がしみ込んだ布などで起こる。
質量パーセント濃度:溶液の質量に対する溶質の質量の割合を % で表した濃度。
除去消火:可燃物を取り除いて燃焼を止める消火方法。ガスの元栓を閉めるなど。
昇華:固体が液体を経ずに直接気体になる変化(又はその逆)。ドライアイスが気体の二酸化炭素になる変化など。
消火の三要素:燃焼の三要素に対応する除去・窒息・冷却の 3 つの消火方法。これに抑制(負触媒)効果を加えて消火の四要素ともいう。
蒸気圧:液体と蒸気が共存して平衡になっているときの蒸気の圧力。温度が高いほど大きくなる。
蒸気比重:気体の重さが、同じ体積の空気の重さの何倍かを表す値。第 4 類の蒸気は 1 より大きく、低所に滞留しやすい。
蒸発:液体が気体になる変化(気化)。逆の変化を凝縮という。
蒸発燃焼:液体の表面から蒸発した可燃性蒸気が空気と混ざって燃える燃え方。第 4 類の危険物の燃え方。
触媒:それ自身は変化せず、反応の速さを変える物質。
水溶性液体用泡消火薬剤:アルコールやアセトンなど水に溶ける液体の火災に使う泡消火薬剤。通常の泡は水溶性液体に触れると消えてしまう。
静電気:物体どうしの摩擦や流動・はく離で生じ、物体にたまった電気。放電火花が可燃性蒸気の点火源になる。
接地:導線で物体を大地とつなぎ、たまった静電気を逃がすこと。アースともいう。
潜熱:状態変化のときに温度を変えずに出入りする熱。融解熱・蒸発熱(気化熱)など。
体膨張率:温度が 1 度上がったときの体積の増加の割合。増加量 = 元の体積 × 体膨張率 × 温度差 で求める。
対流:液体や気体が温められて移動し、熱が運ばれる移動の仕方。
単体:1 種類の元素だけでできている純物質。酸素・水素・鉄など。
炭化水素:炭素と水素だけでできた化合物。ガソリンや灯油の主成分。
窒息消火:酸素の供給を断つ、又は酸素濃度を下げて燃焼を止める消火方法。泡・二酸化炭素・乾燥砂などで覆う。
中和:酸と塩基が反応して互いの性質を打ち消し合い、塩と水ができる反応。
電気防食:地下タンクや埋設配管に直流の電流を流し続けて、電気化学的に起こる腐食を防ぐ方法。イオン化傾向の大きい金属をつなぐ流電陽極法や、外部電源法がある。
同素体:同じ元素でできていて性質の異なる単体どうし。黄りんと赤りん、酸素とオゾン、ダイヤモンドと黒鉛など。
二酸化炭素消火剤:二酸化炭素で酸素濃度を下げる窒息効果の消火剤。第 4 類の火災と電気設備の火災に適応する(政令別表第五)。
熱伝導:物体の中を高温部から低温部へ熱が伝わる移動の仕方。熱伝導率の小さい物質は熱がこもりやすい。
熱容量:ある物体の温度を 1K 上げるのに必要な熱量。質量 × 比熱で求める。
燃焼:熱と光の発生を伴う酸化反応。
燃焼の三要素:燃焼に必要な可燃物・酸素供給源・点火源(熱源)の 3 つ。どれか 1 つを取り除けば燃焼は止まる。
燃焼下限値:燃焼範囲のうち最も低い蒸気濃度。液温が引火点のとき液面付近の蒸気濃度はこの値になる。
燃焼上限値:燃焼範囲のうち最も高い蒸気濃度。これより濃いと酸素が足りず、点火源があっても燃焼しない。
燃焼範囲:可燃性蒸気と空気の混合気が燃焼できる蒸気濃度(vol%)の範囲。下限値が低く範囲が広いほど危険。爆発範囲ともいう。
発火点:空気中で可燃物を加熱したとき、点火源がなくても自ら燃え出す最低の温度。特殊引火物の定義(発火点 100 度以下)に使われる。
反応熱:化学反応に伴って出入りする熱。熱を出す反応を発熱反応、吸収する反応を吸熱反応という。
比重:ある物質の重さが、同じ体積の水(4 度)の重さの何倍かを表す値。第 4 類の多くは比重が 1 より小さく水に浮く。
比熱:物質 1g の温度を 1K(1 度)上げるのに必要な熱量。水の比熱は約 4.2 J/(g·K) で、ほかの物質より大きい。
表面燃焼:木炭・コークスなどが、分解や蒸発をせずに表面で酸素と反応して燃える燃え方。
不導体:電気を通しにくい物質。不導体は静電気がたまりやすく、ガソリンなど多くの第 4 類の危険物が当たる。
腐食:金属が周囲の水や酸素などと化学的・電気化学的に反応して劣化すること。種類の違う金属が水分を介して接すると、イオン化傾向の大きい金属の腐食が進みやすい。
沸点:液体の蒸気圧が外圧(大気圧)と等しくなり沸騰が起こる温度。外圧が高いほど沸点は高くなる。
物質量:粒子の数をアボガドロ定数(約 6.0×10²³/mol)を単位に表した量。単位は mol。
分解燃焼:木材・石炭などが加熱で分解し、出てきた可燃性ガスが燃える燃え方。
分子量:分子を構成する原子の原子量の合計。エタノール(C₂H₅OH)なら 12×2+1×6+16=46 になる。気体の蒸気比重は、分子量を空気の平均分子量(約 29)で割って見積もれる。
粉じん爆発:可燃性の固体の微粉が空気中に浮遊した状態で着火し、爆発的に燃焼する現象。
粉末消火剤:りん酸塩類や炭酸水素塩類などの粉末で、窒息効果と抑制効果により消火する消火剤。
放射:高温の物体から電磁波として熱が直接伝わる移動の仕方。ふく射ともいう。
泡消火剤:泡で燃焼面を覆い、窒息と冷却で消火する消火剤。第 4 類の火災に適応するが、電気設備の火災には適応しない(政令別表第五)。
密度:物質の単位体積あたりの質量(g/cm³ など)。
有機化合物:炭素を骨格とする化合物(二酸化炭素などを除く)。燃えやすく、水に溶けにくいものが多い。
融解:固体が液体になる変化。逆の変化を凝固という。
抑制消火:燃焼の連鎖反応を化学的に抑えて燃焼を止める消火方法(負触媒効果)。ハロゲン化物や粉末の消火剤が持つ。
冷却消火:燃えている物の温度を下げて燃焼を止める消火方法。水は比熱と蒸発熱が大きく冷却効果が高い。
独学の次に、講座で体系立てて学びたい人へ
この問題集は独学用です。出題範囲を講師つきで体系立てて学びたい人には、資格の講座がそろうスクールや通信講座も選択肢になります。
本ページは広告・アフィリエイトプログラムを利用しており、リンク経由でのお申し込み・購入により当サイトに収益が発生することがあります。ただし、ランキング・評価・掲載内容は広告費や報酬の有無に関わらず編集部の独自基準で決定しており、広告主からの指示により内容を変更することはありません。
IT・Webデザイン・資格まで幅広い講座。生成AI/DX講座はリスキリング補助金の対象
まずは無料ではじめられます。リンク先は公式サイトです。
このサービスの解説記事を読む →