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毒物劇物取扱者試験問題

問題 19

解　 説

今回のテーマは、気体の性質に関する非常に重要な法則です。

化学の「ABC」から、それぞれの法則が何を言っているのかを、わかりやすく解説します。

出題のねらい：気体の体積と分子数の関係を定める法則の識別

この問題は、気体の量を扱う上で最も基礎となる「同温・同圧であれば、気体の種類に関係なく、同じ体積中に含まれる分子の数は同じである」という普遍的な法則の名前を正確に識別できるかを確認するためのものです。

化学のABC：温度・圧力・体積・分子数

気体は目に見えませんが、次の4つの要素でその状態が決まります。

1. 温度：粒子の動きの激しさ。
2. 圧力：粒子が壁にぶつかる強さ（押さえつける力）。
3. 体積：気体が占めている空間の大きさ。
4. 分子数：気体粒子の数。

この問題の法則は、これら4つの要素のうち、温度・圧力・体積が同じなら、中身の分子数も同じになる、ということを教えてくれます。

回答をするときの考え方

この文章は、化学を学んだ人にとって、法則そのものを定義する有名なフレーズです。

1. まず、「同温・同圧・同体積」という条件を確認します。
2. 次に、「気体の種類によらず、同じ数の分子が含まれる」という結論を確認します。
3. これは、気体の体積が分子の数に比例するという、アボガドロの法則の定義そのものです。

(1) アボガドロの法則

選択肢 (1)は、適切です。

• 理由：問題文の記述、「同温・同圧で同体積の気体には、気体の種類によらず、同じ数の分子が含まれる」は、アボガドロの法則を定義した文章そのものです。
  • この法則は、私たちが化学で扱う「$\text{mol}$（モル）」という単位の基礎にもなっています。例えば、標準状態（$0^\circ\text{C}$、1気圧）では、どんな気体でも $1\text{mol}$ あれば、体積は $22.4\text{L}$ になる、ということがこの法則からわかります。体積と分子数が直結している、ということです。

(2) ヘスの法則

選択肢 (2)は、不適切です。

• 理由：ヘスの法則は、熱化学の分野の法則です。
  • 「反応物から生成物へ至る反応熱の総和は、途中の経路（経由した反応の仕方）によらず一定である」という法則です。
  • これは熱の出入りに関する法則であり、気体の体積や分子の数とは関係ありません。

(3) ボイルの法則

選択肢 (3)は、不適切です。

• 理由：ボイルの法則は、圧力（$\text{P}$）と体積（$\text{V}$）の関係に関する法則です。
  • 「温度と分子の数が一定であれば、気体の圧力は体積に反比例する」という法則です。
  • つまり、「体積を半分にすると、圧力は2倍になる」という現象を説明する法則です。この法則は、分子数に関する記述ではありません。

(4) ファラデーの法則

選択肢 (4)は、不適切です。

• 理由：ファラデーの法則は、主に電気化学の分野の法則です。
  • 「電気分解によって電極に析出する物質の量（または溶出する量）は、流した電気量に比例する」という法則です。
  • これは電気と物質の変化の量に関する法則であり、気体の性質とは直接関係ありません。

まとめ総括

この問題の正解は、選択肢 (1) アボガドロの法則 です。

【気体の法則の最重要ポイント】

法則名 | 覚えるべき関係性

今回の問題文は、アボガドロの法則の定義そのままです。

「同温・同圧・同体積 $\Leftrightarrow$ 分子数が同じ」というキーワードで、すぐに結びつけられるようにしましょう！頑張ってください！

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