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【問題】
【難易度】★★☆☆☆（やや易しい）
\[
\begin{eqnarray}
\end{eqnarray}
\]
\( \ \boxed { 5\strut } \ \)の中に入れるべき最も適切な字句等をそれぞれの解答群から選び、その記号を答えよ。
(3) \(\mathrm{1 \, m^3 _N}\)の水素を、酸素濃度（体積割合）が25%の酸素富化空気で完全燃焼させる際に必要となる酸素富化空気量は、\( \ \boxed { 5\strut } \ \)\( \mathrm{[m^3_N]} \)である。なお、\(\mathrm{\, m^3_N}\)は標準状態の気体の体積を表す。
＜\( \ \boxed { 5\strut } \ \)の解答群＞
\[
\begin{eqnarray}
&ア& 0.5 &イ& 1.0 &ウ& 2.0 &エ& 5.0 \\[ 5pt ]
\end{eqnarray}
\]
【ワンポイント解説】
物質を完全燃焼させる酸素富化空気量を求める問題です。理論空気量はイメージできても、酸素富化空気量はピンと来にくい方も多いと思います。求め方は理論空気量と同じですので、演習を重ねて慣れていきましょう。
【解答】
(5)解答：ウ
水素と酸素の化学反応式は
\[
\mathrm{H_2} + \dfrac{1}{2}\mathrm{O_2} \rightarrow \mathrm{H_2O}
\]
になります。
酸素の体積を\(x\mathrm{\,[ m^3_N]}\)とし、水素の体積\(\mathrm{1[\, m^3_N]}\)を各物質の体積と物質量の比で表すと、
\[
\begin{eqnarray}
1 : x &=& 1 : \dfrac{1}{2} \\[ 5pt ]
x &=& \mathrm{0.5 \, m^3 _N} \\[ 5pt ]
\end{eqnarray}
\]
になります。
酸素富化空気量\( \mathrm{V_o \,[m^3_N]} \)は、
\begin{align*}
\mathrm{V_o} &= \dfrac{x}{\dfrac{25}{100}} \\[ 15pt ]
&= \dfrac{0.5}{\dfrac{25}{100}} \\[ 15pt ]
&= \mathbf{2.0 \, \mathrm{m^3_N}}
\end{align*}
となります。
