炭素32㎏が空気比1.2で、完全燃焼したときの実際空気量の値に最も近いものは、次のうちどれか。
なお、炭素の原子量は12とし、空気中の酸素濃度は21％、空気の体積(㎥)は標準状態(０℃、101.325kPa)に換算した値とする。
正答4
解説
正解は4です。
炭素を完全燃焼させるときの理論酸素量から、理論空気量と実際空気量を求める計算問題です。
炭素の燃焼はC＋O2＝CO2で表され、炭素1kmol（12kg）の燃焼に酸素1kmolが必要です。
標準状態で、気体1kmolの体積は22.4m³です。
【計算】
炭素32kgの物質量＝32÷12≒2.667kmolです。
理論酸素量＝2.667kmol×22.4m³/kmol≒59.7m³です。
理論空気量＝理論酸素量÷酸素濃度＝59.7÷0.21≒284.4m³です。
実際空気量＝空気比×理論空気量＝1.2×284.4≒341m³です。
【選択肢別解説】
1：× 60m³は理論酸素量（約59.7m³）で、空気量に換算していません。
2：× 72m³は理論酸素量に空気比1.2を掛けた値（約71.7m³）で、酸素濃度21%で割っていません。
3：× 279m³は、理論空気量の約284m³にも実際空気量の約341m³にも一致しません。
4：○ 理論空気量約284.4m³に空気比1.2を掛けた約341m³が、実際空気量です。
5：× 422m³は、実際空気量の約341m³より大きく、一致しません。
【ポイント】
実際空気量＝空気比×理論空気量、理論空気量＝理論酸素量÷0.21の順に計算します。
酸素量で止める、0.21で割り忘れる、という途中の値が選択肢に紛れているので注意します。