化学プラント大全 
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重要度：△ 後回しにしてよい計算の型です（問題集の目次の頻出印はなく、公式公開問題でも見当たりません。当サイトの判断）
最終確認：2026年9月24日
寒い朝に石油ストーブをたくと、窓ガラスがくもることがあります。灯油が燃えるとき、二酸化炭素といっしょに水ができ、それが水蒸気として部屋に出るからです。危険物乙4では、この燃える反応を化学反応式に書き、必要な酸素の量を求める計算が出ます。
この記事でわかること
- 化学反応式の係数（けいすう）を、炭素→水素→酸素の順に合わせる手順（例題2題）
- 燃焼（ねんしょう）で、炭素は二酸化炭素に、水素は水になること
- 燃焼に必要な酸素の量を、係数の比から出す順番
化学反応式の係数は、炭素→水素→酸素の順に、左右の原子の数をそろえて決めます。
係数の比はmolの比なので、質量で聞かれたら、いったんmolに直してから比を使います。
この計算は後回しにしてよい型なので、余力があるときに手順だけ押さえます。
まず場面で：石油ストーブで窓がくもるのは燃えてできた水
灯油やガソリンは、おもに炭素と水素でできています。これらが完全燃焼（かんぜんねんしょう）すると、炭素は空気中の酸素と結びついて二酸化炭素に、水素は酸素と結びついて水になります。ストーブの窓のくもりは、このときできた水です。
燃える前の物と、燃えたあとの物を矢印でつないだ式が、化学反応式です。燃える物と酸素を左に、できた二酸化炭素と水を右に書きます。燃焼の式の右側には、炭素から来た二酸化炭素と、水素から来た水が並びます。
酸素が足りないまま燃えると、不完全燃焼（ふかんぜんねんしょう）になり、一酸化炭素やすすが出ます。この記事の計算は、酸素が十分にある完全燃焼の式で考えます。
化学反応式は反応の前後で原子の数が変わらない
化学反応式とは、反応する物質の化学式を左側に、できる物質の化学式を右側に書き、矢印で結んだ式のことです。反応では原子の組み合わせが変わるだけで、原子そのものは増えも減りもしません。そのため、左右で原子の種類ごとの数が等しくなります。
係数とは、左右の原子の数をそろえるために、化学式の前に付ける数のことです。係数は、いちばん簡単な整数の比にし、1は書きません。係数は、その物質の分子がいくつ反応するか、molなら何molかの比を表します。
化学反応は、ブロックのおもちゃをばらして、別の形に組み立て直すようなものです。形は変わっても、使ったブロックの数と種類は、組み立てる前と同じです。正確には、反応の前後で原子の種類と数は変わらず、そのため質量の合計も変わりません。
燃焼では、熱も出ます。その熱を化学反応式に書き足した式が熱化学方程式で、熱化学方程式の読み方で扱います。この記事では、物質の数の合わせ方だけを扱います。
解き方の手順（3ステップ）：C→H→Oの順に係数を合わせる
計算の型の中で、反応式の係数合わせは後回しにしてよい型です。どの型を先にやるかは、電卓なしで解ける計算の5つの型で見渡せます。燃焼の式は、次の順で係数を決めると迷いません。
- ステップ1 炭素（C）を合わせる：燃える物のCの数を、二酸化炭素（CO2）の係数にする
- ステップ2 水素（H）を合わせる：Hの数を2で割って、水（H2O）の係数にする
- ステップ3 酸素（O）を合わせる：右側のOの数を数え、2で割って酸素（O2）の係数にする
係数は、炭素→水素→酸素の順に、左右の原子の数をそろえて決めます。 酸素の係数は、右側の二酸化炭素と水の係数が決まってから数えます。
例題1は、エチレン（C2H4）が完全燃焼する式です。
- 式の形 C2H4＋□O2→□CO2＋□H2O
- ステップ1 Cは2個なので、2CO2
- ステップ2 Hは4個で、H2O1個にHは2個なので、4÷2＝2で2H2O
- ステップ3 右側のOは2CO2に2×2＝4個、2H2Oに2×1＝2個で合計6個なので、6÷2＝3で3O2
- 答え C2H4＋3O2→2CO2＋2H2O（C2個、H4個、O6個で左右が等しい）
H2Oの1個にHが2個あることを忘れて4H2Oとすると、右側のOが8個になり、O2の係数が4にずれます。
例題2は、ブタン（C4H10）が完全燃焼する式です。
- ステップ1 Cは4個なので、4CO2
- ステップ2 Hは10個なので、10÷2＝5で5H2O
- ステップ3 右側のOは4×2＋5×1＝13個で、13÷2は整数にならない
- 全体を2倍する 2C4H10＋13O2→8CO2＋10H2O（C8個、H20個、O26個で左右が等しい）
O2の係数が半端になり、整数にそろえたいときは、すべての係数を2倍します。 燃える物だけを2倍すると、左右の原子の数がまたずれます。
ここは覚えなくていい
燃える物の化学式から酸素の係数を一度に出す公式は、覚えなくてかまいません。空気の量や、気体の体積（L）で答える計算も、後回しでかまいません。
試験ではこう聞かれる：燃焼に必要な酸素の量
1つめは、係数そのものを問う型です。空欄の係数の和を選ばせたり、係数の合っていない式を選ばせたりします。左右の原子の数を、種類ごとに数えれば見分けられます。
2つめは、必要な酸素のmolを問う型です。例題1の式では、エチレン1molに酸素3molが反応します。エチレンが1.5molなら、酸素は1.5×3＝4.5molです。
3つめは、質量（g）で聞く型です。燃える物の質量を分子量で割ってmolにし、係数の比で酸素のmolを出し、酸素の分子量を掛けてgに戻します。molとgの行き来は、モルと分子量の計算と同じ手順です。
たとえばエチレン70gなら、70g÷28g/mol＝2.5molです。酸素は2.5mol×3＝7.5molで、7.5mol×32g/mol＝240gになります。
係数の比はmolの比で、質量の比ではありません。 エチレン70gに係数の比の3をそのまま掛けて210gとするのは誤りです。
工場・現場ではこうなる：燃焼の空気量は反応式から見積もる
ボイラーや加熱炉では、燃料が燃えるのに要る酸素の量を反応式から見積もり、それより少し多めの空気を送ります。空気が足りないと不完全燃焼になり、一酸化炭素やすすが出るためです。そこで排ガスに残る酸素の濃さを測りながら、送る空気の量を調整します。
確認問題
問1 係数（けいすう）を付けるときは、矢印の左右で原子の数を種類ごとにそろえる。
答え：○
根拠：化学反応では原子の組み合わせが変わるだけで、原子の数は増えも減りもしません。
なぜか：2H2＋O2→2H2Oでは、水素原子が左右とも4個、酸素原子が左右とも2個です。分子の数は左が3個、右が2個で、そろっていません。
狙われる形：原子の数ではなく、分子の数をそろえるとした形で出ます。
問2 反応式で係数が同じ物質どうしは、反応する質量（g）も等しい。
答え：×
訂正：係数が同じなら反応する物質量（mol）は等しいが、質量は分子量によって違う。
根拠：係数の比は物質量（mol）の比で、質量にするには分子量をかけます。
なぜか：2H2＋O2→2H2Oでは、水素と水の係数はどちらも2です。それでも分子量は水素2、水18なので、質量は水のほうが大きくなります。
狙われる形：物質量の比を、そのまま質量の比とした形で出ます。
問3 水素6molを完全燃焼（かんぜんねんしょう）させるには、酸素も6mol要る。
答え：×
訂正：水素と酸素は2対1で反応するので、要る酸素は3molである。
根拠：反応式の係数の比が、反応する物質量（mol）の比になります。
なぜか：水素が燃える反応は2H2＋O2→2H2Oで、水素2molに酸素1molが反応します。水素6molなら、その半分の3molの酸素で足ります。
狙われる形：係数を見ずに、同じ物質量が要るとした形で出ます。
まとめ
化学反応式は、左右で原子の種類ごとの数が等しくなるように、化学式の前に係数を付けて書きます。燃焼の式は、炭素→水素→酸素の順に係数を決め、酸素の係数を整数にそろえるときは全体を2倍します。係数の比はmolの比なので、質量で聞かれたら分子量でmolに直し、比を使ってから質量に戻します。
次に読む
- 前に戻る：モルと分子量の計算：1molの質量と蒸気比重の求め方
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- もっと詳しく（甲種レベル）：甲種の化学反応式・燃焼計算：モルと酸素量を5段階で解く
参考文献
- 『7日間で集中学習! 乙種4類危険物取扱者 王道問題集』飯島晃良、オーム社、第1版、2-3 化学反応式と熱化学方程式・3-1 燃焼の三要素と消火法 Amazonで見る
- 『乙種4類 危険物取扱者試験 令和8年版』公論出版、2-20 単体・化合物・混合物・2-21 化学の基礎（最新版は令和9年前期版）最新版をAmazonで見る
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