2019年灘中学の問題です。
金属製の大きなコップに水を入れ，実験用ガスコンロを用いて加熱し，水温の変化を調べました。下の表はその実験結果です。なお，ガスコンロは1台で，〔実験1〕と〔実験2〕では水の量だけを変えて，同じコップを用いて同じ時間加熱しました。加熱により水の量は変化せず，ガスコンロで加熱するときは常に同じ大きさの炎に保ちました。
この実験の間，金属製コップの温度はつねに水温と同じでした。
さらに，〔実験1〕と〔実験2〕を続けて行った後，ガスコンロのガスボンベの重さを測定すると，〔実験1〕の開始前に比べて2.0g軽くなっていました。このガスボンベの容器には，可燃性ガス「ブタン」と書いてありました。そこでブタンの燃焼をくわしく調べると，ブタン1.0gが燃焼すると，二酸化炭素3.0gと水1.6gだけが生じることがわかりました。
問1 実験後のガスボンベに手で触れると，実験前とは温度が異なっていました。その理由を説明した次の文章中①～④の( )内にあてはまるものをそれぞれ選び，記号で答えなさい。
ガスボンベ内では，ブタンはほとんどが①（ア固体，イ液体，ウ気体）の状態で存在する。ガスコンロのつまみをひねると，ブタンは②（ア固体，イ液体，ウ気体）となりボンベから出てくる。このとき，熱を③（ア発生，イ吸収）するので，ガスボンベの温度は実験前に比べて④（ア高く，イ低く）なる。
問2 実験に用いた金属製コップを温めるのは，何gの水を温めるのに相当しますか。
問3 〔実験1〕で用いた金属製コップに水600gを入れ，〔実験1〕と同じ時間だけ実験用ガスコンロで加熱すると，水温は何℃になりますか。小数第一位を四捨五入して整数で答えなさい。なお，加熱前の金属製コップと水の温度はいずれも20℃でした。
問4 〔実験1〕と〔実験2〕を続けて行ったとき，ブタンの燃焼につかわれた空気中の酸素は合計で何gですか。
問5 〔実験1〕で用いた金属製コップに水180gを入れ実験用ガスコンロで加熱すると，ブタンの燃焼により二酸化炭素が1．2g生じました。このとき，水温は何℃になりますか。小数第一位を四捨五入して整数で答えなさい。なお，加熱前の金属製コップと水の温度はいずれも20℃でした。
【解説と解答】
問１ ブタンはボンベ内は液体です。コンロのつまみをひねるとブタンは気体となって出てきて、気化しますから熱を吸収するので温度は低くなります。
（答え）① イ② ウ③ イ④ イ
問２ 200ｇの時は（容器＋200）×23＝容器×23＋4600カロリーを与えています。400ｇの時は（容器＋400）×13＝容器×13＋5200カロリー与えています。
二つの熱量は同じですから、容器×（23－13）＝600カロリーになるので容器は60ｇの水と等しくなります。
（答え）60
問３ 与えた熱量は260×23＝5980 5980÷660＝9.06より29℃
（答え）29
問４ ブタン1ｇと酸素が加わって二酸化炭素3.0ｇと水1.6ｇができますから使われた酸素は3.0＋1.6－1.0＝3.6ｇです。
ブタンは2ｇ使われているので、酸素は3.6×2＝7.2g使われました。
（答え） 7.2
問５ ブタンの燃焼で二酸化炭素が1.2ｇ生じたので、5980：3.0＝得られた熱量：1.2
5980÷2.5＝2392
2392÷（60＋180）＝9.96≒10℃から20＋10＝30℃
（答え）30
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