問2 空気の平均分子量を29 とするとき，同温・同圧で同体積の気体の質量が空気よ…
物質量と化学反応式について，問1 ～問4 に答えよ。
問2 空気の平均分子量を29 とするとき，同温・同圧で同体積の気体の質量が空気より軽い気 体はどれか。次の1 ～5 のうちから一つ選べ。ただし，原子量はH = 1．0，C = 12， O = 16 とする。
- 1 酸素O2酸素O2の分子量は32で、空気の29より大きくなります。
- 2 オゾンO3オゾンO3の分子量は48で、空気よりかなり重くなります。
- 3 プロパンC3H8プロパンC3H8の分子量は44で、空気より重くなります。
- 4 メタンCH4メタンCH4の分子量は16で、空気の29より小さいため軽くなります。
- 5 二酸化炭素CO2二酸化炭素CO2の分子量は44で、空気より重くなります。
解説
正解は4です。同じ温度・同じ圧力で同じ体積の気体には、同じ数の分子が含まれます（アボガドロの法則）。したがって、質量の大小は分子量の大小で決まります。空気の平均分子量29より小さい気体が軽くなります。メタンCH4の分子量は12＋1.0×4で16なので、空気より軽くなります。同じ体積の気体は分子の数が同じ、という点がこの問題の土台になっています。
出典：文部科学省ホームページ（https://www.mext.go.jp/a_menu/koutou/shiken/kakomon/1411255_00002.htm）を加工して作成