危険物取扱者 乙種第6類「基礎的な物理学・化学」の一問一答
📖 危険物取扱者 乙種第6類「基礎的な物理学・化学」の全45問と解説(一覧)
危険物取扱者 乙種第6類の基礎的な物理学・化学に関する一問一答(全45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。
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問1.物質が固体から直接気体に変化する状態変化を昇華といい、ヨウ素やドライアイス(固体二酸化炭素)が代表例である。
正解:○(正しい)
解説:昇華とは固体↔気体の相変化で液相を経ない。ヨウ素・ドライアイス・ナフタレン・樟脳が代表例。逆向き(気体→固体)も昇華と呼ぶ場合がある。
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問2.液体が気体に変化する状態変化を融解といい、このとき周囲から融解熱を吸収する。
正解:×(誤り)
解説:誤り。正しくは液体→気体の変化は蒸発(または気化)であり、吸収する熱は蒸発熱(気化熱)。融解は固体→液体の変化で融解熱を吸収する。
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問3.比熱とは物質1gの温度を1K(1℃)上昇させるのに必要な熱量であり、水の比熱は約4.19J/(g・K)で物質中でも特に大きい。
正解:○(正しい)
解説:水の比熱4.19J/(g・K)は固体・液体中で極めて大きく、冷却剤として優れる理由。熱量Q=m・c・ΔTで計算する。
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問4.20℃の水500gを80℃まで加熱するのに必要な熱量は、水の比熱を4.2J/(g・K)とすると約63kJである。
正解:×(誤り)
解説:誤り。正しくはQ=m・c・ΔT=500×4.2×(80-20)=126,000J=126kJ。約63kJではなく約126kJが正解。
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問5.密度とは単位体積あたりの質量(g/cm³またはkg/m³)であり、比重は4℃の水の密度を基準とした相対的な値で無次元量である。
正解:○(正しい)
解説:比重=物質の密度÷標準物質(通常4℃水=1.000g/cm³)の密度。無次元量。危険物では比重1未満→水に浮く、1超→沈むの判断に使う。
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問6.ボイルの法則は「一定温度で気体の体積は圧力に比例する」と表現され、PV=一定の関係は誤りである。
正解:×(誤り)
解説:誤り。正しくはボイルの法則は「一定温度で気体の体積は圧力に反比例」しPV=一定。圧力が2倍になれば体積は1/2になる。
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問7.シャルルの法則によれば、圧力一定のとき気体の体積は絶対温度に比例し、V/T=一定の関係が成り立つ。
正解:○(正しい)
解説:シャルルの法則: P一定でV/T=一定(Tは絶対温度K)。0℃で体積V0の気体は温度上昇1℃ごとに(1/273)V0増加する。
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問8.オームの法則は電圧V・電流I・抵抗Rの関係を V=IR で表し、抵抗が一定なら電流は電圧に反比例する。
正解:×(誤り)
解説:誤り。正しくはV=IRより I=V/R で、抵抗R一定なら電流Iは電圧Vに比例する。反比例ではなく比例関係。
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問9.静電気は2種類の絶縁性物質を摩擦したときに発生しやすく、湿度が低い乾燥環境ほど蓄積されやすい。
正解:○(正しい)
解説:静電気は摩擦帯電で生じ、湿度が高いと空気中水分を通じてリークするため蓄積しにくい。冬季・乾燥地で危険物移送時の着火源となる。
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問10.静電気の蓄積を防ぐため、危険物を取扱う容器・配管はすべて絶縁体(プラスチック)で覆うことが推奨される。
正解:×(誤り)
解説:誤り。正しくは静電気を逃がすため金属容器・配管を接地(アース)し導電性を確保する。絶縁体は電荷が蓄積して放電火花を生じる原因となる。
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問11.酸化とは物質が酸素と化合する、水素を失う、または電子を失う反応であり、同時に相手物質は還元される。
正解:○(正しい)
解説:酸化と還元は同時進行(酸化還元反応)。酸化=酸素獲得/水素喪失/電子喪失。酸化剤は相手を酸化し自身は還元される。
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問12.酸化還元反応において、酸化される物質を酸化剤、還元される物質を還元剤と呼ぶ。
正解:×(誤り)
解説:誤り。正しくは「相手を酸化する=自身は還元される物質」を酸化剤、「相手を還元する=自身は酸化される物質」を還元剤と呼ぶ。逆である。
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問13.pHは水素イオン濃度の常用対数の符号を反転した値で、pH=-log[H+]で定義され、pH7が中性、pH<7が酸性、pH>7が塩基性である。
正解:○(正しい)
解説:pH=-log10[H+]。25℃水のH+濃度=10⁻⁷mol/LでpH=7(中性)。pHが1減るとH+濃度は10倍になる対数尺度。
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問14.中和滴定では「酸の価数×酸のモル濃度×酸の体積=塩基の価数×塩基のモル濃度×塩基の体積」が成立する。
正解:○(正しい)
解説:中和の量的関係: a・Ca・Va = b・Cb・Vb (a,bは価数)。例えば0.1mol/L HCl 20mLと0.1mol/L NaOH 20mLで完全中和(共に1価)。
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問15.質量パーセント濃度10%の食塩水200g中には、食塩が10g溶けている。
正解:×(誤り)
解説:誤り。正しくは質量%濃度=溶質質量÷溶液質量×100より、200g×10/100=20g。10gではなく20gが正解。
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問16.モル濃度(mol/L)は溶液1Lあたりに溶けている溶質のモル数を表し、溶質モル数÷溶液体積(L)で求められる。
正解:○(正しい)
解説:モル濃度C=n(mol)/V(L)。例えばNaOH 40g(=1mol)を水に溶かし全体1Lにすれば1mol/L溶液となる。
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問17.金属の単体のうち、ナトリウム・カリウム・カルシウムなどのアルカリ金属・アルカリ土類金属は水と激しく反応して酸素を発生する。
正解:×(誤り)
解説:誤り。正しくはアルカリ金属・アルカリ土類金属は水と反応して水素を発生する(2Na+2H2O→2NaOH+H2)。酸素ではない。第3類危険物の禁水性物質。
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問18.二酸化炭素(CO2)は無色・有臭の気体で、空気より軽く水に溶けにくい性質をもつ。
正解:×(誤り)
解説:誤り。正しくはCO2は無色・無臭の気体で、空気より重く(分子量44>空気29)、水にはやや溶け炭酸となる。窒息消火に有効。
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問19.有機化合物は炭素を骨格とする化合物で、一般に融点・沸点が高く、水によく溶け不燃性のものが多い。
正解:×(誤り)
解説:誤り。正しくは有機化合物は一般に融点・沸点が低く、水に溶けにくく可燃性のものが多い。逆の記述。第4類危険物の大半が該当する性質。
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問20.メタン(CH4)・エタン(C2H6)・プロパン(C3H8)はいずれも分子内に二重結合をもつ不飽和炭化水素である。
正解:×(誤り)
解説:誤り。正しくはこれらは単結合のみのアルカン(飽和炭化水素・一般式CnH2n+2)。二重結合をもつのはアルケン(CnH2n、エチレンなど)。
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問21.燃焼の3要素は「可燃物・窒素・点火源」であり、このうちいずれか1つを除去すれば燃焼は停止する。
正解:×(誤り)
解説:誤り。正しくは燃焼の3要素は「可燃物・酸素供給体(支燃物)・点火源」。窒素は不活性ガスで燃焼に関与しない(むしろ窒息消火に利用)。
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問22.ろうそくやガソリンの燃焼は固体表面が直接酸素と反応する表面燃焼に分類される。
正解:×(誤り)
解説:誤り。正しくはろうそく・ガソリンは液体(または融解液体)が蒸発した蒸気が燃える蒸発燃焼。表面燃焼はコークス・木炭など固体表面の反応。
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問23.木材・紙・石炭などは加熱により可燃性ガスを発生し、そのガスが燃える分解燃焼に分類される。
正解:○(正しい)
解説:分解燃焼: 固体が熱分解で可燃ガスを生じそれが燃える。木材・紙・石炭・プラスチックが該当。蒸発燃焼(硫黄・ナフタレン)と区別。
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問24.拡散燃焼とは可燃性気体と空気をあらかじめ混合してから燃やす燃焼形式で、ブンゼンバーナーが代表例である。
正解:×(誤り)
解説:誤り。正しくは可燃ガスと空気を予め混合するのは予混合燃焼(ブンゼンバーナー)。拡散燃焼は可燃ガスが空気中に拡散しながら燃える(ろうそく炎・ガス漏れ火災)。
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問25.引火点とは可燃性液体の表面に点火源を近づけたとき引火するのに十分な濃度の蒸気を発生する最低液温をいう。
正解:○(正しい)
解説:引火点では蒸気濃度=燃焼下限界に達する。ガソリン-40℃以下、灯油40〜60℃、軽油45℃以上。第4類危険物の品名分類基準。
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問26.発火点とは外部の点火源なしに物質が空気中で自然に発火する最低温度であり、一般に引火点よりも低い値となる。
正解:×(誤り)
解説:誤り。正しくは発火点は引火点より高い(ガソリン引火点-40℃以下/発火点約300℃)。点火源なしで燃え出すには高温が必要。
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問27.燃焼範囲(爆発範囲)とは可燃性蒸気と空気の混合気が燃焼可能な蒸気濃度の範囲であり、下限値と上限値は容量パーセント(vol%)で表される。
正解:○(正しい)
解説:燃焼範囲(vol%): ガソリン1.4〜7.6、灯油1.1〜6.0、アセチレン2.5〜81。下限以下は希薄・上限以上は過濃で燃えない。
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問28.燃焼範囲が広く下限値が低い物質ほど引火危険性は低くなる。
正解:×(誤り)
解説:誤り。正しくは燃焼範囲が広く下限が低いほど引火しやすく危険性は高い。アセチレン(2.5〜81)は範囲が広く極めて危険。
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問29.除去消火とは可燃物そのものを取り除いて燃焼を停止させる方法で、ガス栓を閉める、ろうそくを吹き消すなどが該当する。
正解:○(正しい)
解説:除去消火: 燃焼3要素のうち可燃物を取り除く。ガス栓閉鎖・延焼防止のための除去・ろうそくの吹消(可燃蒸気の吹き飛ばし)。
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問30.窒息消火とは空気中の酸素濃度を約14〜15%以下に下げて燃焼を停止させる方法で、二酸化炭素消火器や泡消火器が該当する。
正解:○(正しい)
解説:窒息消火: 酸素濃度を約15%以下に低下。CO2消火器(不活性ガス)・泡消火器(泡で被覆)・乾燥砂・不燃性シートが該当。
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問31.冷却消火は燃焼物から熱を奪い温度を引火点未満に下げる方法で、水消火器による注水消火が代表例である。
正解:○(正しい)
解説:冷却消火: 水の高い気化熱(約2257J/g)を利用し温度を引火点以下に低下。普通火災(A火災)に有効、油火災(B火災)には不適。
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問32.抑制(負触媒)消火は燃焼の連鎖反応を物理的に切断する方法で、強化液消火器とハロゲン化物消火器が代表例である。
正解:○(正しい)
解説:抑制消火: ラジカル反応を負触媒(ハロゲン)で停止。ハロゲン化物消火器・粉末消火器(リン酸塩・炭酸水素塩)が該当。
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問33.次のうち、状態変化と熱の関係として誤っているものはどれか。
- ア.融解(固→液)では融解熱を吸収する
- イ.凝固(液→固)では凝固熱を放出する
- ウ.凝縮(気→液)では凝縮熱を放出する
- エ.蒸発(液→気)では蒸発熱を放出する
正解:エ.蒸発(液→気)では蒸発熱を放出する
解説:蒸発は液体が気体になる際に周囲から蒸発熱を吸収する(吸熱反応)。放出ではない。汗の蒸発で体温が下がるのもこの原理。他3つは正しい。
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問34.10℃の水200gに50℃のお湯400gを混ぜたとき、熱の損失がないとすれば最終温度は何℃になるか(水の比熱は同一とする)。
- ア.約36.7℃
- イ.約30℃
- ウ.約40℃
- エ.約45℃
正解:ア.約36.7℃
解説:熱量保存則: 200×(T-10)=400×(50-T) → 200T-2000=20000-400T → 600T=22000 → T≒36.7℃。質量加重平均で求める。
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問35.ある気体が27℃・1.0×10⁵Paで体積2.0Lを占めている。これを127℃・2.0×10⁵Paに変えたときの体積として正しいものはどれか。
- ア.約0.75L
- イ.約1.33L
- ウ.約2.67L
- エ.約4.00L
正解:イ.約1.33L
解説:ボイル・シャルルの法則 P1V1/T1=P2V2/T2。1.0×10⁵×2.0/300 = 2.0×10⁵×V2/400 → V2=(1.0×2.0×400)/(2.0×300)≒1.33L。温度はK換算(27℃=300K、127℃=400K)。
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問36.比重0.75のガソリン200Lの質量はおよそ何kgか。
- ア.100kg
- イ.200kg
- ウ.150kg
- エ.267kg
正解:ウ.150kg
解説:質量=体積×密度=200L×0.75kg/L=150kg。比重0.75とは水(1kg/L)に対し0.75kg/Lの意。第4類危険物は比重1未満で水に浮く。
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問37.電圧100V、抵抗20Ωの回路に流れる電流の値として正しいものはどれか。
- ア.0.2A
- イ.2A
- ウ.20A
- エ.5A
正解:エ.5A
解説:オームの法則 I=V/R=100/20=5A。電力P=VI=100×5=500W=0.5kWも合わせて押さえる。
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問38.静電気による着火を防止する方法として、最も適切でないものはどれか。
- ア.湿度を低く保ち乾燥状態を維持する
- イ.金属容器・配管を接地(アース)する
- ウ.流速を遅くしてゆっくり注入する
- エ.導電性のある材料・添加剤を使用する
正解:ア.湿度を低く保ち乾燥状態を維持する
解説:湿度を低く保つのは誤り。湿度を高くする(70%以上推奨)と水分を介して電荷がリークし蓄積防止。他3つは静電気対策の基本。
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問39.0.1mol/Lの塩酸(HCl)20mLを完全中和するのに必要な0.05mol/L水酸化ナトリウム(NaOH)の体積として正しいものはどれか。
- ア.10mL
- イ.40mL
- ウ.30mL
- エ.20mL
正解:イ.40mL
解説:中和の量的関係 a・Ca・Va=b・Cb・Vb。1×0.1×20=1×0.05×Vb → Vb=2/0.05=40mL。共に1価酸塩基。
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問40.次の物質の組合せのうち、両方とも酸化剤として作用するものはどれか。
- ア.水素・ナトリウム
- イ.硫化水素・ヨウ化カリウム
- ウ.過マンガン酸カリウム・過酸化水素
- エ.アンモニア・一酸化炭素
正解:ウ.過マンガン酸カリウム・過酸化水素
解説:過マンガン酸カリウム(KMnO4)・過酸化水素(H2O2)はともに酸化剤(相手から電子を奪う)。①②④は還元剤として作用する物質。
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問41.次のうち燃焼形態の分類として誤っているものはどれか。
- ア.硫黄・ナフタレン → 蒸発燃焼
- イ.木材・紙 → 分解燃焼
- ウ.木炭・コークス → 表面燃焼
- エ.ガソリン → 内部(自己)燃焼
正解:エ.ガソリン → 内部(自己)燃焼
解説:ガソリンは蒸発燃焼(蒸気が燃える)が正しい。内部(自己)燃焼はニトロセルロース・セルロイド等、分子内酸素で燃える第5類危険物が該当。
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問42.可燃性液体の引火危険性が最も高いものはどれか。
- ア.引火点-40℃、燃焼範囲1.4〜7.6vol%
- イ.引火点40℃、燃焼範囲1.1〜6.0vol%
- ウ.引火点70℃、燃焼範囲0.7〜5.0vol%
- エ.引火点250℃、燃焼範囲0.6〜6.5vol%
正解:ア.引火点-40℃、燃焼範囲1.4〜7.6vol%
解説:引火点が低いほど常温で蒸気を発生しやすく危険性が高い。①はガソリン相当(引火点-40℃)で最も危険。④はギヤ油等で常温では引火しない。
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問43.二酸化炭素消火器が消火に利用する原理として最も主要なものはどれか。
- ア.除去消火
- イ.窒息消火
- ウ.冷却消火
- エ.抑制消火
正解:イ.窒息消火
解説:CO2消火器は不活性ガスで燃焼面を覆い酸素濃度を低下させる窒息消火が主作用。気化時の冷却効果も副次的にあるが主は窒息。
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問44.次の油火災(B火災)の消火方法のうち、最も不適切なものはどれか。
- ア.泡消火器による窒息消火
- イ.粉末消火器による抑制消火
- ウ.棒状注水による冷却消火
- エ.二酸化炭素消火器による窒息消火
正解:ウ.棒状注水による冷却消火
解説:油火災に棒状注水は厳禁。水より軽い油が水面に広がり延焼拡大、また水蒸気爆発の危険。泡・粉末・CO2が適切。
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問45.消火の3要素(除去・窒息・冷却)に加えた第4の消火作用として正しいものはどれか。
- ア.断熱作用
- イ.希釈作用
- ウ.放射作用
- エ.抑制(負触媒)作用
正解:エ.抑制(負触媒)作用
解説:燃焼の連鎖反応(ラジカル反応)を負触媒で停止させる抑制作用が第4の消火法。ハロゲン化物・粉末消火剤が該当する。