物質の分類・変化ミニテスト10問｜純物質・混合物・反応式

正解：（1）二つ以上の化学物質からなる物質部分

IUPACは混合物を二つ以上の化学物質からなる物質部分と説明しています。食塩水は水と塩化ナトリウム、空気は窒素・酸素など複数の成分からなる混合物です。混合物は気体・液体・固体のいずれにもなり得ます。

正解：（1）構成する分子・式単位・原子によって特徴づけられる一定組成の物質

IUPACのchemical substanceは一定組成を持ち、構成する分子、式単位、原子などで特徴づけられる物質です。見た目が一様な食塩水やガソリンも複数成分を含めば混合物なので、外観だけでは判断できません。

正解：（2）オゾンO₃

オゾンO₃は酸素元素だけからなる単体です。H₂O、CO₂、NaClはいずれも二種類以上の元素からなる化合物です。元素は原子核中の陽子数で区別します。

正解：（1）同じ酸素元素からなるが構造・性質が異なる同素体

O₂とO₃はどちらも酸素元素だけからなる単体ですが、分子構造と性質が異なる同素体です。水と氷は同じH₂Oの液相・固相の違いであり、同素体とは区別します。

正解：（3）鉄が環境中で反応してさびを生じる

化学反応は化学種が別の化学種へ変換される過程です。鉄の腐食では酸化・還元反応などによって腐食生成物が生じます。融解、破砕、ドライアイスの昇華は、ここでの基礎分類では物理変化として扱います。

正解：（4）固体CO₂から気体CO₂への相変化で、基礎分類では物理変化

ドライアイスの昇華では相が固体から気体へ変わりますが、物質はCO₂のままです。IUPACのphase transitionは、温度や圧力など外部条件の変化に伴う相の性質や相数の変化として説明されます。

正解：（2）食塩の水への溶解は基礎分類では物理変化の例だが、「溶ける」という言葉だけで全現象を物理変化とは決められない

食塩を水へ溶かし、蒸発によって回収する例は物理変化として整理できます。一方、「金属が酸に溶ける」のように化学反応を伴う現象もあります。何が存在し、別の化学種が生成したかを確認します。

正解：（2）気泡・色・温度の変化は手掛かりだが、それだけで断定せず化学種の変換を確認する

反応で気体や色のある生成物が生じる場合はありますが、溶けていた気体の放出、相変化、混合による温度変化などでも同様の観察が起こり得ます。観察事実と、化学反応が起きたという解釈を分けます。

正解：（3）C₃H₈+5O₂→3CO₂+4H₂O

炭素3個からCO₂を3、 水素8個からH₂Oを4とすると、生成物側の酸素原子は10個なのでO₂は5です。係数は反応式で示した化学種の量的関係を表し、この式ではプロパン1molに酸素5molが対応します。

正解：（4）複数の石油系炭化水素や添加剤からなる製品なので混合物として扱い、組成や沸騰範囲は製品SDSで確認する

市販のガソリンは複数成分を含む混合物で、単一の化学式や一点の沸点で表しません。製品や季節などで組成が異なり得るため、実務では使用製品のSDSに記載された成分、沸騰範囲、引火性などを確認します。