高圧ガス甲種化学「学識」の出題マップ｜検定・国家試験の大問別に過去5年を分析

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困っている人

学識は記述式で範囲も広い。何が出るのか見当がつかない。

熱力学もガス各論も苦手で、どこから手をつけるか決められない。

そんな悩みを解決します。

私が国家試験に落ちたのは学識です。40点でした。そのあと検定ルートで受かって分かったことを書きます。

学識は、多くの受験生が最初に壁を感じる科目です。私自身、受験当時は「熱力学がとにかく難しい」「ガス各論の暗記ボリュームが多すぎる」と本当に苦労しました。国家試験に落ちたときも、落としたのは学識です。

ただ、そのあと検定ルートで受かってから振り返って、はっきり言えることがあります。

問1では何が問われ、問4では何が問われるか。それが5年分すべて同じなら、これは“範囲の広い試験”ではなく“6つの決まった宿題”です.

この記事では、検定試験と国家試験それぞれの学識について、過去5年分（令和2年度〜令和6年度）の出題を大問ごとに洗い出します。自分が受ける試験の6題を、先に知っておいてください。

学識の全体像

• 形式：記述式（計算式・導出プロセスをすべて自力で記入する）
• 構成：大問6題（問1〜問6）、制限時間120分、計100点満点
• 合格基準：60%程度
• 配点の50〜60%は計算問題

そして重要なのは、学識をひとかたまりで見ないことです。

この2つは別物です。まとめて「学識が苦手」と思っていると、どちらも手つかずで終わります。

私が実際にやった勉強ステップ

検定試験を突破したときの手順です。

1. まずは過去問を1周する
   分からないなりに、「どんな問題が出るのか」「どれくらいの難易度か」の全体像を掴む
2. 『よくわかる計算問題の解き方』の「例題」と「検定試験に出た問題」のみを1周する
   よく出るパターンの解法プロセスを体に覚えさせる
3. 過去問題集に戻り、2〜3周繰り返す
   解法パターンが分かった状態で、ひたすら回して定着させる

持っておくべきマインドセット

学識は出題パターンがかなり固定されています。一見難しそうに見える問題でも、解き方のプロセスを体に覚えさせてしまえば着実に得点源になります。

「この分野は苦手だから捨てよう」とすぐに諦めないでください。捨てた瞬間、記述式の学識では60%が遠のきます。

【検定試験】学識の大問別マップ

甲種化学の検定試験（講習修了試験）の学識は、大問6題構成で完全に固定されています。

問1：気液平衡・状態方程式・分圧計算［15点］

理想気体の状態方程式、ボイル・シャルルの法則、飽和蒸気圧を用いた気液平衡の計算が、ほぼ毎年一番最初に出題されます。

• 出題実績：アントワン式などの蒸気圧方程式の変形、混合気体の加熱と定容モル熱容量の算出（マイヤーの関係）、ヘンリーの法則を用いた気相・液相の物質量算出
• 対策：「気相の圧力＝その温度における飽和蒸気圧」という関係を正確に使いこなすこと。ヘンリーの法則（分圧とモル分率の比例関係）とマイヤーの関係（定圧・定容モル熱容量と気体定数の関係）は必須レベル

→ 計算の型1・型3。分圧の考え方はドルトンの法則とラウールの法則の関係が対応します。

問2：熱力学変化・化学平衡・実在気体のフガシティー［15点］

「等エントロピー変化（可逆断熱変化）の計算」と「標準生成ギブズエネルギー変化やフガシティーを用いた平衡状態の計算」が、ほぼ隔年で交互に出題されています。

• 出題実績：水性ガスシフト反応やアンモニア合成反応の標準生成ギブズエネルギー変化および平衡定数、フガシティー係数（フガシティーと圧力の比）の計算、理想気体の可逆断熱膨張における内部エネルギー変化や絶対仕事の計算
• 対策：可逆断熱膨張（pV^γ＝一定）の指数計算を、対数表から迅速に導けるようにすること

→ 計算の型2・型4・型6。平衡の考え方はギブスエネルギーとはへ。

問3：反応速度論・平衡反応の温度依存性［15点］

反応速度式の積分、転化率の経時変化、アレニウスの式（またはファントホッフの式）を用いた活性化エネルギー・反応エンタルピーの算出が毎年出題されます。

• 出題実績：1次・2次不可逆反応の速度式と転化率の表現、ファントホッフの式を用いた標準反応エンタルピーの算出、アレニウスプロットからの活性化エネルギーの計算
• 対策：1次・2次反応の積分計算は自力で導出できるようにする。対数表を用いた活性化エネルギー・反応エンタルピーの計算は、確実に得点すべき定番パターン

→ 計算の型7。アレニウスの式、アレニウスプロットとは・活性化エネルギーとはが概念側の記事です。

問4：燃焼計算・安全工学・爆発範囲［15〜20点］

混合ガスの完全燃焼に伴う「真発熱量」「断熱火炎温度」の計算、または「TNT換算量」「三角図（爆発範囲）の読み取り」が出題されます。

• 出題実績：混合ガスの完全燃焼の化学量論式と真発熱量・断熱火炎温度の計算、三角図を用いた爆発範囲や限界酸素濃度の読み取り、ホプキンソンの三乗根法則を用いた計算
• 対策：生成する水が「気体」か「液体」かで真発熱量（低位）と総発熱量（高位）の差が出る点に注意

→ 計算の型8・型9。爆発限界混合ガス三角図の読み方・爆発範囲（LEL・UEL）の読み方が対応します。

問5：ガス各論［20点］

最も暗記の精度が問われる、最大の得点源かつ落とし穴です。

• 前半（詳細記述）：シアン化水素、塩化ビニル、二酸化硫黄などの「性質・危険性」「用途」「工業的製造法（原料・触媒・反応）」を詳細に説明させる
• 後半（選定）：水素、酸化エチレン、ホスフィン、フッ化水素などの性質説明文から、ガス名と化学式を選択する

→ ガス各論①・ガス各論②。

問6：基本用語・原理の記述問題（4つから3つ選択）［15点］

4つの専門用語や物理法則が提示され、得意な3つを選んで簡潔に説明する総合問題です。国家試験の問6（2問必答・20点）とは別物なので、混同しないでください。

5年で20項目、重複はゼロです。 毎年まったく違う4つが出ます。だから「過去問の用語を暗記する」より、熱力学・燃焼・分離の基本用語を広く1〜2行で説明できる状態を作るほうが効きます。3つ選べるので、4つ中2つ書ければ十分に戦えます。

【国家試験】学識の大問別マップ

秋の国家試験（本試験）は、検定試験とは出題形式と配点バランスが異なり、より広範囲で深い応用力が求められます。過去5年分を大問ごとに並べます。

問1：気相状態方程式・気液平衡・分圧計算［15点］

理想気体の状態方程式、ボイル・シャルルの法則、ヘンリーの法則、Kay（ケイ）の方法を用いた実在気体の状態推算など。

実戦対策：Kayの方法（モル分率による臨界定数の加重平均）と一般化圧縮係数図の読み取りは超頻出です。ヘンリーの法則と、モル分率・質量分率の相互変換は完璧にしてください。

問2：熱力学サイクル・エントロピー・相変化［15点］

実戦対策：等エントロピー変化での pV^γ＝一定、TV^γ−1＝一定 を用いた指数計算を、添付の常用対数表で迅速に処理できるよう訓練が必要です。

問3：反応速度論・化学平衡・ギブズエネルギー［15点］

実戦対策：1次反応・2次反応の速度微分方程式の積分導出は、自力で書けるようにしてください。私が国家試験で完全に手が止まったのはここです。

問4：高圧ガス各論［20点］

暗記精度が試される大問で、前半（10点）と後半（10点）に分かれています。

前半：指定ガスの詳細記述（10点）　指定された高圧ガスの「性質・危険性」「用途」「工業的製造法（原料、触媒、化学反応式、プロセスの特徴など）」を詳細に記述させます。

後半：性質・製法からのガス名選定（10点）　5〜6個の短い説明文から、該当するガス名と化学式を答えます。

主な出題ガス：水素、二酸化炭素、ブタジエン、酸化エチレン、亜酸化窒素、ホスフィン、フッ化水素、アクリロニトリル、ヘリウム、アセチレン、三フッ化窒素、アルシン など

実戦対策：主要ガスの「用途」「触媒名」「反応温度・圧力」「副反応と重合爆発性などの危険性」は、完璧に整理して丸暗記してください。この20点は、努力が最も素直に点になる場所です。

問5：燃焼・爆発の安全工学計算［15点］

実戦対策：ヘスの法則から真発熱量を計算し、排ガスの熱容量を考慮して断熱火炎温度を求める計算。およびホプキンソンの三乗根法則、ル・シャトリエの法則による爆発限界計算は、徹底的に演習しておいてください。

令和6年の出題は、そのまま爆発範囲（LEL・UEL）の読み方の内容です。バージェス・ホイーラーもル・シャトリエも、この記事で物理的な意味から書いています。

問6：記述問題（2問必答）［20点］

ここは検定試験と形式がまったく違います。 検定は「4つから3つ選ぶ・15点」ですが、国家試験は(1)(2)の2問必答・20点です。選択の余地がありません。

そして、5年10設問を並べると、はっきりした偏りが出ます。

つまり国家試験は、問5（燃焼・爆発の計算15点）＋問6（燃焼・爆発の記述20点）＝35点が燃焼・爆発。ガス各論20点と合わせると、この2分野だけで55点になります。ここを外すと合格ラインが一気に遠のきます。

実戦対策：出題のされ方に癖があります。「◯◯と△△の2つの用語を使って説明せよ」という指定が繰り返し使われるので、用語の定義を丸暗記するだけでなく、指定語を必ず本文に入れて2〜3行で書く練習をしてください。

内容を実務側から押さえたい場合は、爆燃と爆轟の違い｜DDT、最小着火エネルギー（MIE）と消炎距離、爆発範囲（LEL・UEL）とル・シャトリエの法則、引火点・燃焼点・発火点の違いが対応します。

検定と国家試験の違い ── ここを間違えないこと

両方のマップを並べると、決定的な違いが見えます。

問6は形式そのものが違います。 検定は4つから得意な3つを選べますが、国家試験は2問必答で、逃げ場がありません。しかも中身は9割が燃焼・爆発です。

配点で見ると、国家試験はガス各論20点＋記述20点＝40点を暗記・記述で取れる構造。ただし記述20点の実体は燃焼・爆発なので、「暗記だけで40点」ではない点に注意してください。

もう一つ、国家試験の問1ではKayの方法・一般化圧縮係数線図、問3では定常状態近似・固体触媒の律速モデルのように、検定より一段深い応用が出ます。国家試験一発ルートを選ぶ人は、ここを見込んでおいてください。

合格（6割）を勝ち取るための3つの戦略

① 記述・計算はプロセスを書いて部分点を稼ぐ

状態方程式、熱力学変化、反応速度の積分、燃焼熱計算は、計算ミスをしたとしても、適用した定義式や途中の関係式を丁寧に残しておけば大きな部分点が与えられます。

こうした式を書いた時点で点が動きます。白紙で出さないことが最大の鉄則です。

② ガス各論と問6の記述で、35〜40点分を完全確保する

主要ガスの製法（触媒、反応式）と、過去問で何度も問われている用語の定義。この2つは、いつでも文字でスラスラ書き出せるレベルまで暗記すれば、それだけで合格点の半分以上を固められます。

計算が苦手な人ほど、ここを最優先にしてください。ここは訓練ではなく暗記なので、時間をかければ必ず取れます。

③ 計算は「型」で拾う

学識の計算は、出題される分野が7つに限られています。そしてその中で、解法パターンは10個しかありません。

それが次の記事のテーマです。→ 学識の計算は「10の型」しか出ない

まとめ

• 学識は記述式・大問6題・120分。構成は毎年完全に固定
• 論述側（暗記）と計算側（訓練）を分けて扱う
• 検定：問1気液平衡／問2熱力学・平衡／問3反応速度／問4燃焼計算／問5ガス各論20点／問6記述
• 国試：問1気液平衡（Kayの方法）／問2熱力学サイクル／問3反応速度（定常状態近似）／問4ガス各論20点／問5燃焼計算／問6記述20点（2問必答）
• 国試の問6は検定と別形式。4択3選ではなく2問必答で、9/10設問が燃焼・爆発
• 国試は問5＋問6の35点が燃焼・爆発。ガス各論20点と合わせて55点
• 計算はミスしても立式で部分点。白紙で出さない
• 捨てる問題を最初から作らない

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