危険物乙四 基礎的な物理学及び基礎的な化学 問83：化学反応式・物質量

誤っているのはエです。分子量が大きい物質ほど、1 mol あたりの質量（g）は多く（大きく）なります。「少ない」は逆の記述です。

モル質量（g/mol）= 分子量の数値と同じ。

• ア（正）: 1 mol ≒ 6.0×10²³ 個（アボガドロ数）。正しい。
• イ（正）: 分子量 32 の物質は 1 mol = 32 g。メタノール（CH3OH）の分子量 = 12+4×1+16+1 = 32。正しい。
• ウ（正）: CO2 の分子量 = 12 + 16×2 = 44。正しい。
• エ（誤）: 分子量大→1 mol の質量（g）が多い（大きい）。「少ない」は逆。
• オ（正）: 空気の平均分子量 ≒ 29（N2：78%・O2：21%等の平均）。蒸気比重 = 分子量/29 の分母として使われる。正しい。

分子量とモル質量（g/mol）は同じ数値で比例関係です。

物質量（mol）と分子量の関係（確立した化学）:

| 定義 | 内容 |

|---|---|

| 1 mol | 粒子（原子・分子）が約6.02×10²³ 個（アボガドロ数） |

| モル質量（g/mol） | 分子量と同じ数値（g/mol の単位） |

| 分子量の求め方 | 構成原子の原子量の総和 |

主な原子量（確定値）: H=1, C=12, N=14, O=16, S=32, Cl=35.5

代表例:

• メタノール（CH3OH）: C(12)+H(1)×4+O(16) = 32。1 mol = 32 g
• エタノール（C2H5OH）: C(12)×2+H(1)×6+O(16) = 46。1 mol = 46 g
• CO2: C(12)+O(16)×2 = 44。1 mol = 44 g
• ガソリン（混合物のため概数で分子量 ≒ 87〜114程度）

各選択肢：

• ア（正）: アボガドロ定数 ≒ 6.02×10²³ /mol。正しい。
• イ（正）: CH3OH の分子量 = 12+1×4+16 = 32。1 mol = 32 g。正しい。
• ウ（正）: CO2 = C(12)+O(16)×2 = 12+32 = 44。正しい。
• エ（誤）: 分子量大→モル質量大（1 mol の質量が多い）。「少ない」は逆。
• オ（正）: 空気の平均分子量 ≒ 29（N2 78%・O2 21%等の重量平均）。蒸気比重 = 蒸気の分子量/29 で計算。正しい。

第4類への接続: 蒸気比重 = 分子量/29 > 1 の物質（ほぼ全第4類）は空気より重く低所に滞留→引火危険。

【理論的背景：mol と分子量の関係】

物質量（mol、モル）は「アボガドロ数（NA ≒ 6.022×10²³）個の粒子を1 mol」と定義した量です。分子量（molecular weight）は「分子を構成する原子の原子量の総和」で無次元の相対値です。1 mol の質量（モル質量、molar mass）は分子量の数値に g/mol の単位を付けたものと一致します。

例：

• H2O（水）: H(1)×2 + O(16) = 18。1 mol = 18 g/mol
• CH4（メタン）: C(12) + H(1)×4 = 16。1 mol = 16 g/mol
• C2H5OH（エタノール）: C(12)×2 + H(1)×6 + O(16) = 46。1 mol = 46 g/mol

「分子量が大きいほどモル質量が大きい（1 mol の質量が重い）」は mol の定義から自明の正比例関係です。

【蒸気比重の計算と第4類危険物】

蒸気比重 = 蒸気の分子量 / 空気の平均分子量（≒ 29）

この計算は危険物の物理化学で重要です：

• ジエチルエーテル（C2H5OC2H5）: 分子量 = C(12)×4 + H(1)×10 + O(16) = 74。蒸気比重 ≒ 74/29 ≒ 2.55（空気より重い）
• メタノール（CH3OH）: 分子量 = 32。蒸気比重 ≒ 32/29 ≒ 1.10（空気より僅かに重い）
• エタノール（C2H5OH）: 分子量 = 46。蒸気比重 ≒ 46/29 ≒ 1.59

第4類の主要物質は蒸気比重 > 1（空気より重い）→低所・床面に滞留→引火危険。

【各選択肢の発展補足】

• ア（正）: アボガドロ定数（NA ≒ 6.02×10²³ /mol）は化学の基本定数。1 mol に含まれる粒子数の定義。
• イ（正）: メタノール CH3OH は分子式 CH4O（C1・H4・O1）。分子量 = C(12) + H(1)×4 + O(16) = 12 + 4 + 16 = 32。よって 1 mol = 32 g。CH3 の H が3個・OH の H が1個で水素は計4個（CH3OH を CH4O とまとめて数えると間違えにくい）。
• ウ（正）: CO2 = 12+16×2 = 44。基本的な計算。CO2 の分子量44は蒸気比重44/29≒1.5で空気より重い（低所滞留）。
• エ（誤）: 分子量大→モル質量大（g/mol が大きい）。mol の定義から自明の正比例関係。逆（分子量大→質量少ない）は不正確。
• オ（正）: 空気の平均分子量≒29（N2：約28×0.78、O2：約32×0.21、Ar等の重量平均≒29）。蒸気比重の分母として乙四で頻出。

【試験での位置づけ】

乙四試験では mol の厳密な計算より、「分子量/29 = 蒸気比重」の計算と「蒸気比重>1→低所滞留」の論点が重要です。分子量の大小比較と蒸気比重の大小（危険性）をセットで理解してください。CO2（分子量44・蒸気比重1.5）が床面に滞留する窒息消火剤として使われる根拠も同じ原理です。

【根拠】確立した化学（物質量・分子量・モル質量の定義）。

【補足】分子量大→1 mol の質量（g）が多い（正比例）。蒸気比重=分子量/29。空気平均分子量≒29。

<!-- 監修確定 2026-06-05（legal-reviser）: CH3OH分子量=C12+H4+O16=32、CO2=12+16×2=44、アボガドロ数6.0×10^23、空気平均分子量29すべて正確。蒸気比重=分子量/29 も正しい。正答エ（分子量大→1mol質量が少ないは逆）で一意。advancedイの破綻した数式（12+4+16+1−1+1=...）を正しい記述に修正済。確定。 -->