問2 気体の分子量の大きさから，その気体が空気より軽いか重いかを判断することがで…
物質量と化学反応式について，問1 ～問4 に答えよ。
問2 気体の分子量の大きさから，その気体が空気より軽いか重いかを判断することができる。 空気の平均分子量を29 としたとき，次の5 種類の気体で作ったシャボン玉のうち，空気中 で上昇するものとして最も適当なものはどれか。次の1 ～5 のうちから一つ選べ。ただし， シャボン玉の膜は，質量を無視でき，気体を通さないものとする。原子量はH = 1．0， C = 12，O = 16，Cl = 35．5，Ar = 40 とする。
- 1 塩素Cl2塩素の分子量は35.5×2=71で、空気の29より大きく重いため上昇しません。
- 2 プロパンC3H8プロパンの分子量は12×3+1.0×8=44で、空気の29より大きく重いため上昇しません。
- 3 アルゴンArアルゴンの原子量は40で、空気の平均分子量29より大きく重いため上昇しません。
- 4 メタンCH4メタンの分子量は12+1.0×4=16で、空気の平均分子量29より小さく軽いため、シャボン玉は上昇します。
- 5 二酸化炭素CO2二酸化炭素の分子量は12+16×2=44で、空気の29より大きく重いため上昇しません。
解説
正解は4です。空気より軽い気体で作ったシャボン玉は、浮力によって空気中を上昇します。空気の平均分子量は29なので、これより分子量が小さい気体を選べばよいことになります。メタンCH4の分子量は12+1.0×4=16で、空気の29より小さいため上昇します。塩素Cl2は35.5×2=71、プロパンC3H8は12×3+1.0×8=44、アルゴンArは40、二酸化炭素CO2は12+16×2=44と、いずれも空気より分子量が大きく重いため、シャボン玉は上昇しません。
出典：文部科学省ホームページ（https://www.mext.go.jp/a_menu/koutou/shiken/kakomon/1411255_00019.htm）を加工して作成