危険物取扱者 乙種3類「基礎的な物理学・化学」の一問一答

危険物取扱者 乙種3類の基礎的な物理学・化学に関する一問一答（全44問）の正解と解説の一覧です。上の一問一答で実際に解いてから、ここで復習・確認できます。

1. 問1．自然発火とは、外部からの点火源を与えなければ起こらない燃焼現象である。

   正解：×（誤り）

   解説：誤り。自然発火は「外部点火源なしに物質が自ら発熱して発火」する現象。点火源不要が定義。

2. 問2．禁水性物質とは、水と反応して可燃性ガスを発生する物質である。

   正解：○（正しい）

   解説：禁水性物質は水と反応して水素・アセチレン・ホスフィン等の可燃性ガスを発生し、発火・爆発の危険があります。

3. 問3．可燃性ガスは、空気中で燃焼範囲外の濃度であっても点火源があれば燃焼する。

   正解：×（誤り）

   解説：誤り。可燃性ガスは「燃焼範囲内」の濃度でないと燃焼しません（範囲外は希薄or過濃で燃えない）。

4. 問4．水素は空気中で燃焼範囲が約4〜15vol%と非常に狭い。

   正解：×（誤り）

   解説：誤り。水素の燃焼範囲は「約4〜75vol%」と非常に「広い」。15%は上限ではなく、75%まで燃える。

5. 問5．アセチレンは空気中で安定して保存できる。

   正解：×（誤り）

   解説：誤り。アセチレン（C2H2）は不安定で衝撃・加熱で爆発分解。空気中で燃焼範囲も広い（2.5〜81vol%）。アセトンに溶解させて貯蔵します。

6. 問6．ホスフィン（PH3）は無色で無毒の不燃性ガスである。

   正解：×（誤り）

   解説：ホスフィンは「無色で猛毒の可燃性ガス」（自然発火性もある）。無毒・不燃性は誤り。

7. 問7．不活性ガスとは、化学反応性が低く他の物質と反応しにくいガスである。

   正解：○（正しい）

   解説：窒素・ヘリウム・アルゴン等の不活性ガス。第3類危険物の貯蔵で空気・水を遮断するために封入されます。

8. 問8．カリウム・ナトリウムは、水中に保存することで安全に管理される。

   正解：×（誤り）

   解説：誤り。K・Naは「灯油（パラフィン油）中に保存」（水と激しく反応して水素を発生し発火するため水中保存禁忌）。

9. 問9．常温で水と反応する物質は、すべて禁水性物質である。

   正解：×（誤り）

   解説：誤り。消防法上の禁水性物質（第3類）は水と接触して発火または可燃性ガスを発生する物質に限られる。生石灰（CaO）のように水と反応しても可燃性ガスを発生しない物質や、塩・砂糖等の単に水に溶けるだけの物質は含まれないため、『すべて』は成り立たない。

10. 問10．蓄熱とは、外部に熱が逃げず物質内部に熱が溜まることである。

    正解：○（正しい）

    解説：蓄熱が進むと温度上昇により発火点に達し自然発火する原因となります。熱伝導率の低い場所での貯蔵は要注意。

11. 問11．次のうち、自然発火の原因として最も該当しないものはどれか。

    • ア．酸化熱
    • イ．蒸発熱
    • ウ．吸着熱
    • エ．分解熱

    正解：イ．蒸発熱

    解説：蒸発熱は液体が気体に変化する際に必要な熱で、自然発火の原因ではありません。他は蓄熱を起こす熱の種類です。

12. 問12．カリウムが水と反応して発生するガスはどれか。

    • ア．酸素
    • イ．塩素
    • ウ．水素
    • エ．一酸化炭素

    正解：ウ．水素

    解説：2K + 2H2O → 2KOH + H2↑ により水素を発生し、反応熱で発火します。極めて危険な反応です。

13. 問13．カルシウムカーバイド（CaC2）が水と反応して発生するガスはどれか。

    • ア．水素
    • イ．メタン
    • ウ．プロパン
    • エ．アセチレン

    正解：エ．アセチレン

    解説：CaC2 + 2H2O → Ca(OH)2 + C2H2↑ でアセチレンを発生。アセチレンは可燃性で爆発範囲が広く危険です。

14. 問14．次のうち、不活性ガスに該当しないものはどれか。

    • ア．一酸化炭素
    • イ．アルゴン
    • ウ．ヘリウム
    • エ．窒素

    正解：ア．一酸化炭素

    解説：一酸化炭素は可燃性かつ毒性ガス。窒素・アルゴン・ヘリウムは不活性で第3類危険物の貯蔵に使用されます。

15. 問15．燃焼範囲の広い可燃性ガスほどどうなるか。

    • ア．危険性が低い
    • イ．危険性が高い
    • ウ．消火しやすい
    • エ．蒸気圧が低い

    正解：イ．危険性が高い

    解説：燃焼範囲が広いほど少量の漏洩や濃度変化でも引火・爆発する危険があり、より危険性が高いと判断されます。

16. 問16．気体の温度を一定に保ったまま圧力を2倍にすると、体積も2倍になる（ボイルの法則）。

    正解：×（誤り）

    解説：誤り。ボイルの法則：圧力2倍なら体積は「1/2倍」（PV=一定で反比例）。

17. 問17．カリウムは水と反応して水素を発生する強い還元剤である。

    正解：○（正しい）

    解説：K + H2O → KOH + 1/2 H2 で水素発生。カリウムは反応性が極めて高い還元剤です。

18. 問18．アセチレン（C2H2）は燃焼範囲が約20〜30vol%と狭い。

    正解：×（誤り）

    解説：誤り。アセチレンの燃焼範囲は「約2.5〜81vol%」と非常に広い（爆発限界が広いため危険）。

19. 問19．水素ガスの燃焼範囲は約4〜75vol%である。

    正解：○（正しい）

    解説：水素は燃焼範囲が4〜75vol%と非常に広く、爆発限界が広いため取扱いに注意が必要です。

20. 問20．気体は圧力一定では絶対温度に比例する（シャルルの法則）。

    正解：○（正しい）

    解説：シャルルの法則 V/T=一定。圧力一定で温度（絶対温度）が上昇すると気体の体積も比例して増大します。

21. 問21．ホスフィン（PH3）は無色の可燃性ガスで毒性は弱い。

    正解：×（誤り）

    解説：誤り。ホスフィン（PH3）は無色で可燃性ガスですが、極めて強い毒性を持ちます。第3類のリン化カルシウム等が水と反応して発生します。

22. 問22．熱伝導率は固体・液体・気体の順に大きくなる傾向がある。

    正解：×（誤り）

    解説：誤り。熱伝導率は「気体＜液体＜固体」（金属は特に大）。気体が小さく、固体が大きい順。

23. 問23．不活性ガスは反応性が低く、第3類危険物の容器封入に使われる。

    正解：○（正しい）

    解説：窒素・アルゴン等の不活性ガスは反応性が低く、アルキルアルミニウム等の容器封入に使用されます。

24. 問24．反応速度は触媒の有無に関わらず常に一定である。

    正解：×（誤り）

    解説：誤り。触媒は反応速度を変化させます（活性化エネルギーを下げる）。触媒の有無で反応速度は大きく変わります。

25. 問25．気体の蒸気密度（蒸気比重）が1より大きいと、空気より軽く天井付近に滞留する。

    正解：×（誤り）

    解説：誤り。蒸気比重＞1は「空気より重く床面付近に滞留」（軽い場合は天井付近）。

26. 問26．リン化カルシウムが水と反応して発生する有毒ガスはどれか。

    • ア．二酸化炭素
    • イ．ホスフィン
    • ウ．メタン
    • エ．アンモニア

    正解：イ．ホスフィン

    解説：Ca3P2 + 6H2O → 3Ca(OH)2 + 2PH3 で猛毒・可燃性のホスフィンを発生します。

27. 問27．カルシウムカーバイドが水と反応して発生する可燃性ガスはどれか。

    • ア．水素
    • イ．メタン
    • ウ．アセチレン
    • エ．プロパン

    正解：ウ．アセチレン

    解説：CaC2 + 2H2O → Ca(OH)2 + C2H2 でアセチレンを発生。アセチレンは爆発範囲が広く危険です。

28. 問28．次のうち、自然発火を起こしやすい条件はどれか。

    • ア．熱伝導率の高い場所での貯蔵
    • イ．湿度の低い乾燥した状態
    • ウ．気温の低い冬季
    • エ．酸化されやすい物質の蓄熱

    正解：エ．酸化されやすい物質の蓄熱

    解説：酸化反応で発生した熱が逃げず蓄熱すると温度が上昇し、ついには発火点に達して自然発火します。

29. 問29．可燃性ガスの燃焼範囲について正しいものはどれか。

    • ア．下限値が低いほど危険性が高い
    • イ．上限値が高いほど危険性が低い
    • ウ．範囲の広さは危険性と無関係
    • エ．範囲外でも引火する

    正解：ア．下限値が低いほど危険性が高い

    解説：燃焼範囲の下限値が低いほど低濃度でも引火するため危険。範囲が広いほど引火の機会が多くなります。

30. 問30．炎色反応で、ナトリウムは紫色、カリウムは黄色の炎を呈する。

    正解：×（誤り）

    解説：誤り。炎色反応：ナトリウムは「黄色」、カリウムは「紫色（淡赤紫色）」（記述が逆）。

31. 問31．可燃性ガスの燃焼範囲は、上限値より下限値のほうが危険性評価に重要である。

    正解：○（正しい）

    解説：下限値が低いほど少量の漏洩でも引火するため、危険性評価では下限値が重視されます。

32. 問32．物質の比重は、水を基準とする液体・固体の場合、温度により変化する。

    正解：○（正しい）

    解説：比重は温度依存。水も4℃で密度最大なので、温度により基準も変化します。

33. 問33．熱化学方程式におけるエンタルピー変化（ΔH）は、生成系のエンタルピーから反応系のエンタルピーを引いた値である。

    正解：○（正しい）

    解説：ΔH = H(生成物) - H(反応物)。発熱反応ではΔH<0、吸熱反応ではΔH>0。

34. 問34．気体の溶解度は、温度が上がるほど大きくなる。

    正解：×（誤り）

    解説：誤り。気体の溶解度は温度上昇で「減少」します（炭酸飲料を温めると気が抜ける）。固体・液体の溶解度は温度上昇で増えるものが多い。

35. 問35．プラズマは、原子から電子が分離した高エネルギー状態の物質である。

    正解：○（正しい）

    解説：プラズマは超高温で原子核と電子が分離した状態（電離）。固・液・気に次ぐ第4の状態と呼ばれます。

36. 問36．絶対零度（0K）は摂氏0℃に等しく、すべての分子運動が停止する温度である。

    正解：×（誤り）

    解説：誤り。絶対零度（0K）は「-273.15℃」（摂氏0℃ではない）。摂氏0℃は273.15Kに相当。

37. 問37．炭素の酸化反応では、不完全燃焼で一酸化炭素（CO）、完全燃焼で二酸化炭素（CO2）が生成される。

    正解：○（正しい）

    解説：酸素不足だと2C + O2 → 2CO（不完全）、酸素十分だとC + O2 → CO2（完全）。COは有毒。

38. 問38．触媒は反応の活性化エネルギーを下げ、反応速度を増加させる物質である。

    正解：○（正しい）

    解説：触媒は活性化エネルギーを下げて反応速度を上げます（または活性化エネルギーを上げて反応を抑制する負触媒もあり）。

39. 問39．有機物の燃焼では、CO2とH2Oに加えて、含窒素・含硫黄物質では有毒ガス（NOx・SOx）も生成する。

    正解：○（正しい）

    解説：含窒素物質→NOx、含硫黄物質→SOx。両者は大気汚染物質・酸性雨の原因物質です。

40. 問40．次のうち、最も水素発生反応が激しい金属はどれか。

    • ア．鉄
    • イ．マグネシウム
    • ウ．アルミニウム
    • エ．カリウム

    正解：エ．カリウム

    解説：カリウム（K）は水と最も激しく反応し、水素を瞬時に発生・反応熱で発火します。Na＞Li＞Mg＞Al＞Feの順で反応性減少。

41. 問41．次のうち、燃焼を支える支燃性ガスはどれか。

    • ア．酸素
    • イ．窒素
    • ウ．水素
    • エ．二酸化炭素

    正解：ア．酸素

    解説：酸素は燃焼を支える支燃性ガス。窒素・CO2は不活性・不燃性、水素は可燃性です。

42. 問42．ボイル・シャルルの法則として正しい式はどれか。

    • ア．PT/V = 一定
    • イ．PV/T = 一定
    • ウ．V/(P×T) = 一定
    • エ．P×T = 一定

    正解：イ．PV/T = 一定

    解説：PV/T = 一定 がボイル・シャルルの法則。気体の状態を表す基本式で、これを定数倍したものが理想気体の状態方程式 PV=nRTです。

43. 問43．物質量の単位として正しいものはどれか。

    • ア．g（グラム）
    • イ．kg/m³
    • ウ．mol（モル）
    • エ．L（リットル）

    正解：ウ．mol（モル）

    解説：物質量の単位は mol（モル）。1molは6.02×10²³個の粒子（アボガドロ数）に相当します。

44. 問44．次のうち、水と反応して水素を発生する金属はどれか。

    • ア．銅
    • イ．銀
    • ウ．金
    • エ．ナトリウム

    正解：エ．ナトリウム

    解説：Na + H2O → NaOH + 1/2 H2 で水素発生。銅・銀・金は水とほぼ反応しません（イオン化傾向が小さい）。