次の文中の□内に入れるAからCまでの数値の組合せとして、正しいものは(1)〜(5)のうちどれか。
なお、体積は、標準状態（0℃、101.325kPa）の体積とする。
「液体燃料1kg当たりの理論酸素量O(㎥)は、燃料1kgに含まれる炭素、水素、酸素及び硫黄の量をそれぞれc、h、o及びs(kg)とすれば、次式で表わすことができる。O＝22.4/12・c＋22.4/A・(h－o/B)＋22.4/C・s」
正答5
解説
正解は5です。
液体燃料1kgを完全燃焼させるのに必要な理論酸素量の式を、各元素の燃焼反応から組み立てる問題です。
標準状態の気体1kmolは22.4m³です。
【計算】
炭素1kmol（12kg）は、酸素1kmol（22.4m³）と反応して二酸化炭素CO₂になります。
したがって炭素の項は、22.4/12・c です。
水素2kmol（4kg）は、酸素1kmol（22.4m³）と反応して水H₂Oになります。
したがって水素の項の分母は4で、A＝4です。
燃料中の酸素は、質量で8倍の水素とすでに結びついていると考えます（水H₂Oの質量比は水素2：酸素16＝1：8）。
そのため、燃焼に使われる有効水素は h－o/8 となり、B＝8です。
硫黄1kmol（32kg）は、酸素1kmol（22.4m³）と反応して二酸化硫黄SO₂になります。
したがって硫黄の項の分母は32で、C＝32です。
以上より、O＝22.4/12・c＋22.4/4・(h－o/8)＋22.4/32・s となります。
【選択肢別解説】
1：× A＝2は、水素1kmolを2kgとしただけで、反応式の係数（水素2kmolに酸素1kmol）を見落としています。
BとCも誤りです。
2：× Cの32は正しいですが、Aは2ではなく4、Bは2ではなく8です。
3：× Aの4は正しいですが、Bは2ではなく8、Cは16ではなく32です。
4：× AとBは正しいですが、Cは16ではありません。
硫黄の原子量は32なので、Cは32です。
5：○ A＝4、B＝8、C＝32で、各元素の燃焼反応から導いた式と一致します。
【ポイント】
理論空気量は、理論酸素量を空気中の酸素の体積割合0.21で割って求めます。
(h－o/8) を有効水素ということも覚えておきましょう。