こんにちは、ミナミです。
- 「計算問題がわからない」
- 「どんな計算問題が出るか知りたい」
- 「計算問題は捨てるべき？」
このように危険物乙４の計算問題について悩んでいる人は多いと思います。
特に物理・化学が苦手な文系の人は計算問題が苦手ではありませんか？
僕自身も乙４の計算問題が苦手でとても苦戦していました。
そこで、この記事では危険物乙４の出やすい計算問題を公式と合わせて紹介します。
この記事を見れば、試験に出やすい計算問題を勉強することができます。
こちらの記事では危険物乙４の合格への道のりや勉強方法を紹介しているので、参考にしてください▼
危険物乙４の試験に計算問題は2〜3問出る
危険物乙４の試験問題は全部で45問です。
その中で、苦手な人が多い『物理・科学』は10問あります。
そして、
『物理・科学』の10問の中で計算問題は2〜3問は必ず出題される
10問中2問も出るのは合格するためにはしっかり勉強しなければいけませんね。
計算問題を解けるようになるには参考書選びも大切です。
こちらの記事で、おすすめの参考書を解説しています。
計算問題を捨てるのはアリ？
計算問題が苦手な人の中には、「わからないから捨てよう」という考えの人はいるかもしれませんね。
捨てるのはアリか？ナシか？
結論は計算問題を捨てるのはナシ！！（絶対に合格したい人は）
計算問題は捨てないでください。
その理由が計算問題を捨てると合格する可能性がかなり下がるからです。
危険物乙４の合格基準は、各試験科目ごとに60％以上の正答率です。
『物理・科学』の問題は10問なので、6問以上正解する必要があります。
ということは、
2問ほどある計算問題は『物理・科学』の合格基準の1/3以上あるのでとても重要
となります。
計算問題を捨てるとなると、8問中6問を正解する必要があります。
どうですか？結構大変そうですよね。
このように危険物乙４試験でどんな問題が出るかわからない中、出る部分が決まっている計算問題を捨てるのはもったいないです。
計算問題を解けるようになることが、「物理・化学」を攻略するカギ
危険物乙４に出やすい計算問題５選
ここからは、試験に出やすい計算問題を5つ出題して、解説します。
比熱
比熱の公式：Q（熱量）= m（質量）× c（比熱）× t（温度差）
0°のある液体200gに12.6kJの熱量を与えると、この液体の温度は何℃になるか
ただし、この液体の比熱は2.1J/(g•K）とする
(1) 25℃ (2) 30℃ (3) 35℃ (4) 40℃ (5) 45℃
【答え】
(2)30℃
【解説】
比熱の公式を使う→ Q（熱量）= m（質量）× c（比熱）× t（温度差）
そして、12.6kJを12600Jに変える
12600J ＝ 200g × 2.1J/(g•K）× t となる
t = 12600J / 200g × 2.1J/(g•K）= 12600J / 420J/K = 30K = 30℃
熱膨張
熱膨張の公式：増加体積 = 元の体積 × 体膨張率 × 温度差
15℃のとき3000Lのガソリンは35℃になると体積はいくつか
ただしガソリンの体膨張率は0.00135とする
(1) 50（L） (2) 58（L） (3) 67（L） (4) 75（L） (5) 81（L）
【答え】
(5) 81（L）
【解説】
増加体積 = 元の体積 × 体膨張率 × 温度差
温度差 ：35℃ – 15℃ = 25℃
増加体積 = 3000L × 0.00135 × 20℃
3 × 13.5 × 2 = 81（L）
mol数
molとは、原子や分子の数 が 【6.02 × 10²³ 】集まったものを 1mol と呼ぶ
特徴は1molあたりの質量が決まっている
例えば、
H（水素）→１molあたり1g
O（酸素）→１molあたり16g
C（炭素）→1molあたり12g
と決まっている
そして CO２(二酸化炭素）が1molあたり何gなのかを上の数値で求めることができる
CO２= C × 1 ＋ O × 2
= 12 × 1 ＋ 16 × 2
= 44 g となる
水（H2O）90gに含まれる水素原子（H)の物質量は何molか、次のうち正しいものはどれ？
(1) 5 mol (2) 10 mol (3) 15 mol (4) 20 mol (5) 25 mol
【答え】
(2) 10 mol
【解説】
H2O の分子量は 『H × 2 ＋ O × 1』となる
先ほどの【H（水素）→１molあたり1g】、【O（酸素）→１molあたり16g】を代入する
1 × 2 ＋ 16 × 1 ＝ 18が分子量
水90g/18 = 5 mol → H2O 90gのmol数は 5mol となる
そして、水素原子（H)の物質量を求めなければいけません
水の水素原子はHが2つあるので、5mol × 2 ＝10 mol
完全燃焼の化学方程式
完全燃焼とは、燃焼物に酸素を＋することで、二酸化炭素と水ができること
燃焼物はメタンやメタノールなどが当てはまる（構成原素がC、H、Oから成る）
なので、方程式の基礎は【燃焼物】 ＋ 02 → CO2 ＋ H2O
例えば、メタンが燃焼物だと以下のようになる
CH4 ＋ 02 → CO2 ＋ H2O
しかし、このような右辺と左辺の原子数が揃っていない化学反応式は右辺と左辺の原子数を等しくする必要がある
左辺の原子数は【C × 1】【H × 4】【O × 2】
右辺の原子数は【C × 1】【H × 2】【O × 3】
HとOの数が違うので、揃えていく↓
CH4 ＋ 2O2 → CO2 ＋ 2H2O
左辺のO2に2を追加して、右辺のH2Oを2を追加することで左辺と右辺が揃う
この式で、メタンの完全燃焼の化学方程式となる
メタノールが完全燃焼したときの化学反応式について次の（ ）ないの①、②に当てはまる数字と化学方程式として、正しいものを選べ
【2CH3OH + （①）O2 → 2（②）＋ 4H2O】
(1) ① 2 ② CO2
(2) ① 2 ② CO
(3) ① 3 ② CO2
(4) ① 3 ② HCHO
(5) ① 4 ② CH4
【答え】
(3) ① 3 ② CO2
【解説】
まず、完全燃焼するには、燃焼物に酸素を ＋ して、二酸化炭素と水が生まれる
ということ②は二酸化炭素になるので、② CO2
そして、右辺のOの数は8個になる
左辺のOの数は、今のままだと4個なるので、右辺と合わせるために① 3となる
反応熱
反応熱とは、化学反応のさいに発生や吸収する熱のこと
発生する熱のことを『発熱反応』、吸収する熱のことを『吸収反応』を呼ぶ
熱化学方程式は化学方程式の右辺に【＋ 〇〇KJ】または【 − 〇〇KJ】加える
『＋』は発熱反応で、ーは吸収反応となる
【例題】次の①、②の熱化学方程式から導かれる C + O2 → CO2 の反応熱は？
① C + 1/2 O2 = CO + 132KJ
② CO + 1/2 O2 = CO2 + 255KJ
【答え】132KJ + 255KJ = 387KJ
メタン（CH4）が、完全燃焼するときの熱化学方程式は、次のとおりです。
CH4 ＋ 2O2 = CO2 + 2H2O + 【X】kJ
Xの値は次のうちどれか？
二酸化炭素（CO2）、水（H2O）、メタン（CH4）の生成熱の熱化学方程式は次のとおりです。
- C + O2 = CO2 + 266kJ
- H2 + 1/2 O2 = H2O + 238kJ
- C + 2H2 = CH4 + 102kJ
(1) 74kJ (2) 130kJ (3) 402kJ (4) 606kJ (5) 708kJ
【答え】
(3) 402kJ
【解説】
CH4 ＋ 2O2 = CO2 + 2H2O + 【X】kJの式に、3つの熱化学方程式を代入して【X】を求める
まずは、3つの熱化学方程式を次のように変形させていく
- CO2 = C + O2 − 266kJ
- H2O = H2 + 1/2 O2 − 238kJ
- CH4 = C + 2H2 −102kJ
そして、CH4 ＋ 2O2 = CO2 + 2H2O + 【X】に代入させていく↓
[C + 2H2 −102kJ] ＋ 2O2 = [C + O2 − 266kJ] + 2 × [H2 + 1/2 O2 − 238kJ] +【X】
C + 2H2 −102kJ ＋ 2O2 = C + O2 + 2H2 + O2 − 266kJ] − 238kJ +【X】
両辺にあるC、H2、O2 を消していく
−102kJ = − 266kJ] − 238kJ +【X】
【X】 = 266kJ + 238kJ −102kJ
【X】 = 402kJ
計算問題が解けるようになるポイント
危険物乙４の計算問題はとても難しいです。
しかし、計算問題が解けるようになると、合格への可能性は高まります。
それでは、どうすれば計算問題が解けるようになるのかポイントをご紹介します。
計算問題の数字と単位に印をつける
数字と単位に印をつけることで、どの公式を使って、何を求めればいいか整理しやすくなります。
先ほどの比熱の問題を例に挙げると
0°のある液体200gに12.6kJの熱量を与えると、この液体の温度は何℃になるか
ただし、この液体の比熱は2.1J/(g•K）とする
(1) 25℃ (2) 30℃ (3) 35℃ (4) 40℃ (5) 45℃
0°と200g、12.6kJ、2.1J/(g•K）に印をつけます。
そうすればこの印をつけた数字と単位を、公式に当てはめることができ、問題が解きやすくなります。
比熱の公式：Q（熱量）= m（質量）× c（比熱）× t（温度差）
計算問題を解くときは、最初に数字と単位に印をつけるようにしましょう。
計算問題に慣れる
計算問題はいきなり本番で解くことはかなり難しいです。
公式などを覚えていても、問題を解いたことがなければ意味がありません。
いろんな計算問題を解くことで、試験でも「これ、あの計算問題に似ている」となり、解けるようになる
なので、計算問題は1問や2問ではなく、何問も解いていきましょう。
いろんな種類の計算問題が解くことができるのにおすすめなのは、『乙種4類危険物取扱者試験 令和5年版』です。
僕自身この参考書で勉強した感想はこちらの記事で紹介しています。
【評判・口コミあり】『乙種4類危険物取扱者試験 令和5年版』を使った感想｜良かった点・悪かった点を紹介
実際に試験で出た計算問題を解くことができるので、解けるようになりたい人はぜひ使ってみてください。
危険物乙４の覚えるべき計算問題を紹介！ まとめ
今回は、危険物乙４で出やすい計算問題を紹介しました。
いかがでしか？
僕もそうでしたが、計算問題が苦手な人は多いと思います。
僕も、全然わからずにとても苦労しました。
この記事はそんな人の参考になる記事になっていると思います。
ぜひ活用してくださいね。
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