問3 次の文は，気体の体積についての花子先生と太郎さんの会話である。文中の（ Ａ…
物質量と化学反応式について，問1 ～問4 に答えよ。
問3 次の文は，気体の体積についての花子先生と太郎さんの会話である。文中の（ Ａ ）～ （ Ｃ ）に当てはまる数値として最も適当な組合せはどれか。下の1 ～5 のうちから一つ選 べ。ただし，原子量はC = 12，O = 16 とする。
花子先生：「 この白い固体はドライアイスで22 g あります。これはCO2 何mol ですか。」 太郎さん：「 CO2 は分子量が（ Ａ ）ですから，ドライアイス22 g はCO2（ Ｂ ）mol とな ります。」 花子先生：「 標準状態（0 ℃，1．01 × 105 Pa）で気体分子1 mol の体積は，気体の種類によら ず約22．4 L でしたね。では，このドライアイスが標準状態で，すべて昇華して 気体になった時の体積を考えてください。」 太郎さん：「 ドライアイス22 g はCO2（ Ｂ ）mol ですから，気体の二酸化炭素の体積は標 準状態で約（ Ｃ ）L となります。」
- 1 Ａ：44 Ｂ：0．50 Ｃ：11．2分子量44から22 gは0.50 molとなり、標準状態の体積は約11.2 Lです。
- 2 Ａ：44 Ｂ：1．0 Ｃ：22．422 gは44 gの半分なので、1.0 molではなく0.50 molです。
- 3 Ａ：28 Ｂ：0．80 Ｃ：17．9二酸化炭素の分子量は44で、28は窒素の分子量です。
- 4 Ａ：44 Ｂ：2．0 Ｃ：44．822 gは0.50 molなので、2.0 molにはなりません。
- 5 Ａ：28 Ｂ：1．6 Ｃ：35．8分子量を28とした時点で誤りで、物質量も体積も合いません。
解説
正解は1です。二酸化炭素CO2の分子量は12＋16×2で44になります。したがってドライアイス22 gの物質量は22÷44で0.50 molです。標準状態では気体1 molの体積が種類によらず約22.4 Lなので、0.50 molでは22.4×0.50で約11.2 Lとなります。分子量から物質量を求め、そこから体積を出すという順序で考えると確実です。
出典：文部科学省ホームページ（https://www.mext.go.jp/a_menu/koutou/shiken/kakomon/1411255_00009.htm）を加工して作成