共通テスト（理科） 過去問
令和7年度（2025年度）本試験
問33 (化学基礎（第2問） 問8)
問題文
必要があれば、原子量は次の値を使うこと。
H 1.0 C 12 N 14 O 16 Na 23 Cl 35.5 Ar 40 Hg 201
空気に含まれる気体成分の発見と質量保存の法則に関する次の問いに答えよ。
レイリーは、空気から水蒸気H2O，二酸化炭素CO2およびO2を取り除いた気体Xの密度が、（c）窒素を含む化合物を分解することで得た純粋な窒素N2の密度よりも大きくなるという実験結果を得た。この結果を1892年に公表し広く助言を求めたが原因はわからなかった。1894年にラムゼーとともに、気体XからN2を取り除くことにより、化学的に不活性でN2よりも密度が大きい気体を純物質として取り出すことに成功した。その後、その取り出した気体が未知の物質であることが証明され、ギリシャ語の「なまけもの」という意味の言葉をもとに「アルゴン（Ar）」と名付けられた。
レイリーが得た実験結果では、気体Xの密度は純粋なN2の密度よりも0.50％大きかった。気体Xに含まれるアルゴンArの体積百分率は何％か。その数値の小数第2位を四捨五入して表したものを選択肢のうちから1つ選べ。ただし、気体XにはArとN2以外は含まれていないものとする。
H 1.0 C 12 N 14 O 16 Na 23 Cl 35.5 Ar 40 Hg 201
空気に含まれる気体成分の発見と質量保存の法則に関する次の問いに答えよ。
レイリーは、空気から水蒸気H2O，二酸化炭素CO2およびO2を取り除いた気体Xの密度が、（c）窒素を含む化合物を分解することで得た純粋な窒素N2の密度よりも大きくなるという実験結果を得た。この結果を1892年に公表し広く助言を求めたが原因はわからなかった。1894年にラムゼーとともに、気体XからN2を取り除くことにより、化学的に不活性でN2よりも密度が大きい気体を純物質として取り出すことに成功した。その後、その取り出した気体が未知の物質であることが証明され、ギリシャ語の「なまけもの」という意味の言葉をもとに「アルゴン（Ar）」と名付けられた。
レイリーが得た実験結果では、気体Xの密度は純粋なN2の密度よりも0.50％大きかった。気体Xに含まれるアルゴンArの体積百分率は何％か。その数値の小数第2位を四捨五入して表したものを選択肢のうちから1つ選べ。ただし、気体XにはArとN2以外は含まれていないものとする。
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問題
共通テスト（理科）試験 令和7年度（2025年度）本試験 問33（化学基礎（第2問） 問8） （訂正依頼・報告はこちら）
必要があれば、原子量は次の値を使うこと。
H 1.0 C 12 N 14 O 16 Na 23 Cl 35.5 Ar 40 Hg 201
空気に含まれる気体成分の発見と質量保存の法則に関する次の問いに答えよ。
レイリーは、空気から水蒸気H2O，二酸化炭素CO2およびO2を取り除いた気体Xの密度が、（c）窒素を含む化合物を分解することで得た純粋な窒素N2の密度よりも大きくなるという実験結果を得た。この結果を1892年に公表し広く助言を求めたが原因はわからなかった。1894年にラムゼーとともに、気体XからN2を取り除くことにより、化学的に不活性でN2よりも密度が大きい気体を純物質として取り出すことに成功した。その後、その取り出した気体が未知の物質であることが証明され、ギリシャ語の「なまけもの」という意味の言葉をもとに「アルゴン（Ar）」と名付けられた。
レイリーが得た実験結果では、気体Xの密度は純粋なN2の密度よりも0.50％大きかった。気体Xに含まれるアルゴンArの体積百分率は何％か。その数値の小数第2位を四捨五入して表したものを選択肢のうちから1つ選べ。ただし、気体XにはArとN2以外は含まれていないものとする。
H 1.0 C 12 N 14 O 16 Na 23 Cl 35.5 Ar 40 Hg 201
空気に含まれる気体成分の発見と質量保存の法則に関する次の問いに答えよ。
レイリーは、空気から水蒸気H2O，二酸化炭素CO2およびO2を取り除いた気体Xの密度が、（c）窒素を含む化合物を分解することで得た純粋な窒素N2の密度よりも大きくなるという実験結果を得た。この結果を1892年に公表し広く助言を求めたが原因はわからなかった。1894年にラムゼーとともに、気体XからN2を取り除くことにより、化学的に不活性でN2よりも密度が大きい気体を純物質として取り出すことに成功した。その後、その取り出した気体が未知の物質であることが証明され、ギリシャ語の「なまけもの」という意味の言葉をもとに「アルゴン（Ar）」と名付けられた。
レイリーが得た実験結果では、気体Xの密度は純粋なN2の密度よりも0.50％大きかった。気体Xに含まれるアルゴンArの体積百分率は何％か。その数値の小数第2位を四捨五入して表したものを選択肢のうちから1つ選べ。ただし、気体XにはArとN2以外は含まれていないものとする。
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この過去問の解説 （1件）
01
気体の状態方程式より、同温・同圧及び同物質量の体積は気体の種類によらず、ほぼ一定であると見なすことができます。
つまり、それは気体の密度は分子量に比例することを意味しています。
これを問題文と照らし合わせて考えると、気体Xの密度は純粋なN2の密度よりも0.50%大きかったということから、気体Xの分子量の平均値がN2の分子量（＝28）より0.50%大きいということになります。
ここで気体XにアルゴンAr（分子量40）が体積百分率としてx%含まれているとすると、N2の体積百分率は（100ーx）%と表せるので
40g✕x／100%＋28g✕（100ーx）／100%＝28g✕（100＋0.50）／100%
これを解くとx≒1.2%となります。
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