【過去問】燃焼とは？燃焼の三要素・四要素を解説｜危険物取扱者【甲、乙、丙】

燃焼は、可燃物が酸素などと反応し、熱と光を伴う急激な酸化反応です。

成立には可燃物・酸素供給源・点火源の三要素が必要です。

連鎖反応を加えた四要素で考えると、抑制消火の仕組みも理解できます。

この記事では、燃焼条件と酸素供給源の引っかけを図解し、過去問で確認します。

このページを見たら危険物取扱者の物理・化学に出てくる「燃焼の三要素・四要素」が得点源となるはず！

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1. 燃焼の定義

燃焼とは、熱と光の発生を伴う酸化反応のこと。物質が酸素と結びつく反応を酸化というが、その中でも急激に進んで熱と光（炎）を出すものだけを「燃焼」と呼ぶ。鉄がゆっくりさびる反応も酸化だが、熱も光も伴わないため燃焼ではない。

燃焼の条件は「発熱＋発光」で、炎は必須ではない。木炭やコークスのように、炎を上げずに赤熱して燃える表面燃焼（無炎燃焼）も燃焼に含まれる。

有機物が完全燃焼すると安定な酸化物（二酸化炭素や水）になるが、酸素が足りない不完全燃焼では、一酸化炭素やアルデヒド、すすが多くなる。

線香やたばこのように炎を出さない無炎燃焼も、風などで酸素が多く供給されると、炎を上げる有炎燃焼に移ることがある。また、ニトロセルロースなど第５類の危険物のように、物質中に含まれる酸素で燃えるものを自己燃焼（内部燃焼）といい、これは分解燃焼の一種（表面燃焼ではない）。

酸素と反応しても、熱を吸収する反応（吸熱反応）は燃焼ではない。たとえば窒素が酸素と反応して一酸化二窒素（亜酸化窒素）や二酸化窒素になる反応は吸熱反応なので、燃焼にあたらない。

2. 燃焼の三要素

燃焼が成立するには次の３つすべてが必要。１つでも欠ければ燃焼は起こらない（＝消える）。

三要素	別名	具体例
可燃物	燃える物質	木材・紙・ガソリン・水素・硫黄など
酸素供給源	支燃物	空気中の酸素・酸化剤（第１類/第６類）・自己反応性物質内部の酸素
点火源	熱源・着火源	火気・火花・静電気・高温物体など

三要素は１つでも欠ければ燃焼は停止する（２つ以上欠ける必要はない）。これがそのまま消火の原理になる。

酸素供給源は「支燃物」「酸素供給体」と表現が変わっても同じもの。一方、反応の速さを変える触媒や水は燃焼の要素ではない。二酸化炭素も燃焼を助けない（むしろ窒息消火に使う）ので、酸素供給源にはならない。

点火源（熱源）には、炎や電気火花のほか、静電気火花・衝撃火花、物質がゆっくり酸化して熱がこもる酸化熱の蓄積（自然発火の原因）なども含まれる。

燃え方の激しさや着火のしやすさを左右するのは、次のような条件。静電気の発生しやすさは、燃焼の激しさとは関係がない。

• 空気と触れる面積が大きいほど燃えやすい（引火点の高い液体でも、布に染み込ませると着火しやすい）
• 分解・蒸発して可燃性気体を出しやすい物質ほど着火しやすい
• 可燃物に酸化剤が混ざると、可燃物だけのときより激しく燃える
• 可燃性ガスと空気が混ざりながら燃える拡散燃焼では、酸素の供給が多いほど激しく燃える

3. 燃焼の四要素

三要素に連鎖反応（燃焼の継続）を加えたものが四要素。いったん燃え始めた炎が次々と反応を引き継いで燃え続ける現象を連鎖反応という。この連鎖反応を化学的に断ち切るのが「抑制消火（負触媒消火）」。

要素	三要素	四要素
可燃物	○	○
酸素供給源	○	○
点火源	○	○
連鎖反応	—	○（追加）

四要素で増えるのは連鎖反応だけ。この連鎖反応を化学的に阻害して消すのが抑制消火（負触媒消火）で、ハロゲン化物消火剤や粉末消火剤がこの作用をもつ。三要素を物理的に断つ消火（除去・窒息・冷却）とは別の、第４の消火法として問われる。

4. 可燃物にならないもの（引っかけ注意）

次の物質は「燃えそうに見えて燃えない」定番の引っかけ。理由とセットで覚える。

分類	代表例	燃えない理由
不活性ガス	ヘリウム(He)・ネオン(Ne)・アルゴン(Ar)	他の物質と結合せず安定。酸化しない
酸化完了物質	二酸化炭素(CO２)・酸化アルミニウム	すでに酸素と結合済みで、これ以上酸化できない

燃えそうに見えて燃えないのは、不活性ガス（ヘリウムなど）と酸化が終わった物質（二酸化炭素など）。逆に、一酸化炭素は酸化の途中の物質なので、さらに燃えて二酸化炭素になる（可燃物）。硫化水素・水素・メタン・硫黄・赤りん・エタノールなども可燃物。

窒素も燃えない気体で、可燃物にも酸素供給源にもならない。二酸化炭素のほか、三酸化硫黄・五酸化リンなども、酸素と結びつききった酸化物なので燃えない。一方、硫化水素は空気中で燃えて水と二酸化硫黄になる。

5. 酸素供給源は空気だけではない

• 空気中の酸素（約21%）が最も一般的な酸素供給源
• 酸化剤（第１類・第６類）は分解して酸素を放出し、支燃物になる
• 第５類の自己反応性物質は分子内部に酸素を含み、空気がなくても燃焼が進む

第５類は空気がなくても燃えるため、外から酸素を断つ窒息消火が効きにくい。また、不活性ガス（ヘリウム・ネオン・アルゴン）は可燃物にも支燃物にもならない。「酸素供給源＝空気だけ」は誤り。

酸素供給源になる酸化剤の例：硝酸・過酸化水素（第６類）、塩素酸カリウム（第１類）など。

6. 燃焼の要素と消火の方法

どの要素を断つかで消火方法の名前が決まる。

• 可燃物を断つ → 除去消火（ガスの元栓を閉める・燃える物を取り除く）
• 酸素供給源を断つ → 窒息消火（二酸化炭素・泡・砂で覆い酸素を遮断）
• 熱を奪う → 冷却消火（水で温度を下げる）
• 連鎖反応を断つ → 抑制消火（負触媒消火）（ハロゲン化物・粉末）

冷却作用は「燃焼を続けるのに必要な熱を奪う」こと。発火点以下に限らない。可燃性液体なら引火点より低い温度まで冷やせば燃焼は続かない。このほか、可燃性の液体や気体の濃度を薄めて燃焼を止める希釈作用もあるが、連鎖反応を断つものではない。

第４類（油類）の火災で燃えているのは、液面から出る可燃性蒸気。泡で油の表面を覆うと、可燃性蒸気の発生と酸素の供給を抑えられる（窒息効果）。泡には冷却効果もあるが主な効果は窒息で、泡が油と化学反応したり油を分解したりするわけではない。

7. 二酸化炭素消火剤の特徴

• 酸素を遮る窒息効果と冷却効果で消火する
• 電気絶縁性に優れ、電気火災（C火災）に適している。油火災（B火災）にも使う
• 消火後に粉や水が残らないので、汚損が少ない
• 冷却が足りず、木材や紙の普通火災（A火災）は再燃しやすく、最も適しているとはいえない（普通火災は水が基本）
• 密室で使うと、人体が窒息する危険がある

【過去問】燃焼とは？燃焼の三要素・四要素

燃焼について、次の文の（ ）内のA～Cに当てはまる語句の組合せとして、正しいものはどれか。
「物質が酸素と反応して（A）を生成する反応のうち、（B）の発生を伴うものを燃焼という。有機物が完全燃焼する場合は、酸化反応によって安定な（A）に変わるが、酸素の供給が不足すると生成物に（C）、アルデヒド、すすなどの割合が多くなる。」

1. A 酸化物／B 熱と光／C 二酸化炭素
2. A 還元物／B 熱と光／C 一酸化炭素
3. A 酸化物／B 煙と炎／C 二酸化炭素
4. A 酸化物／B 熱と光／C 一酸化炭素
5. A 還元物／B 煙と炎／C 二酸化炭素

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正解４

解説

正しいのは４。物質が酸素と反応してできるのは酸化物（A）で、そのうち熱と光（B）の発生を伴うものが燃焼。有機物は完全燃焼すれば安定な二酸化炭素や水になるが、酸素が足りない不完全燃焼では一酸化炭素（C）やアルデヒド、すすが多くなる。１・３・５のCの二酸化炭素は完全燃焼でできるもの。２・５の還元物、３・５の煙と炎も誤り。

間違えやすいポイント

燃焼＝熱と光を伴う酸化。不完全燃焼で増えるのは一酸化炭素。

燃焼に関する一般的な説明として、A～Dのうち正しいものをすべて掲げたものは次のうちどれか。
A．燃焼とは、すべて炎の発生を伴う酸化反応である。
B．硝酸、過酸化水素、塩素酸カリウムなどの酸化剤は、酸素供給源として作用することがある。
C．鉄がさびて酸化鉄になる反応は、燃焼にあたる。
D．線香などが無炎燃焼しているとき、風の影響などで酸素の供給量の増加により、有炎燃焼に移行することがある。

1. A、C
2. A、B、C
3. A、B、D
4. B、D
5. C、D

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正解４

解説

正しいのはBとDで、４。A：誤り。燃焼には炎を上げる有炎燃焼のほか、たばこや線香のように炎を出さない無炎燃焼もある。B：正しい。硝酸・過酸化水素（第６類）や塩素酸カリウム（第１類）などの酸化剤は、酸素を出して酸素供給源になる。C：誤り。鉄がさびる反応は酸化だが、熱と光の発生を伴わないので燃焼ではない。D：正しい。無炎燃焼している線香などは、風などで酸素が多く供給されると、炎を上げる有炎燃焼に移ることがある。

間違えやすいポイント

炎がなくても燃焼はある。酸素供給源は空気だけではない。

燃焼に関する一般的な説明として、次のA～Dの記述のうち誤っているもののみをすべて掲げているものはどれか。
A．燃焼とは、熱と光の発生をともなう酸化反応である。
B．表面燃焼のうち、物質中に酸素を含み、外部から酸素の供給を必要としないものを自己燃焼または内部燃焼という。
C．窒素と酸素が反応し、一酸化二窒素（亜酸化窒素）となる酸化反応は、燃焼にあたる。
D．燃焼を起こすためには、可燃物、酸素供給源、点火源の３つが同時に存在する必要がある。

1. A
2. A、B
3. B、C
4. C、D
5. A、B、D

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正解３

解説

誤っているのはBとCで、３。B：誤り。物質中に含まれる酸素で燃える自己燃焼（内部燃焼）は、表面燃焼ではなく分解燃焼の一種で、ニトロセルロースなど第５類の危険物に見られる。C：誤り。窒素が酸素と反応して一酸化二窒素になる反応は、熱を吸収する吸熱反応なので、燃焼にはあたらない。A（燃焼の定義）とD（燃焼には三要素が同時にそろう必要がある）は正しい。

間違えやすいポイント

窒素の酸化は吸熱なので燃焼ではない。自己燃焼は分解燃焼の仲間。

燃焼に関する一般的説明として、次のうち誤っているものはどれか。

1. 静電気を発生しやすい物質は燃焼が激しい。
2. 高引火点の可燃性液体でも、布等に染み込ませると容易に着火する。
3. 分解または蒸発して可燃性気体を発生しやすい物質は着火しやすい。
4. 固体の可燃物に固体の酸化剤が混入すると、可燃物単体よりも燃焼は激しくなる。
5. 拡散燃焼では酸素の供給が多いと燃焼が激しくなる。

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正解１

解説

誤っているのは１。静電気の発生しやすさと、燃焼の激しさには関係がない（静電気の火花は点火源になることがあるが、燃え方の激しさを決めるものではない）。２は、布に染み込ませると空気と触れる面積が大きくなるので、引火点の高い液体でも着火しやすい。３は、可燃性気体を出しやすい物質ほど着火しやすい。４は、酸化剤が酸素供給源になるので、可燃物だけのときより激しく燃える。５は、可燃性ガスと空気が混ざりながら燃える拡散燃焼では、酸素の供給が多いほど激しく燃える。いずれも正しい。

間違えやすいポイント

燃えやすさを決めるのは、空気との接触面積・可燃性気体の出やすさ・酸素の量。静電気の起きやすさは関係ない。

次の物質の組合せのうち、燃焼しないものはどれか。

1. 衝撃火花／ヘリウム／酸素
2. 静電気火花／二硫化炭素／空気
3. 酸化熱の蓄熱／鉄粉／空気
4. 熱水／ナトリウム／酸素
5. 炎／硝酸メチル／空気

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正解１

解説

燃焼しないのは１。ヘリウムは燃えない不活性ガスなので、可燃物がそろわず燃焼は起こらない。２の二硫化炭素は第４類の引火性液体で、静電気火花で着火する。３の鉄粉は空気中でゆっくり酸化して熱がこもると、自然発火することがある。４のナトリウムは水と激しく反応して熱と水素を出し、燃焼する。５の硝酸メチルは第５類の危険物で、炎で燃焼する。

間違えやすいポイント

三要素のうち可燃物が欠ければ燃えない。ヘリウムは燃えない不活性ガス。

燃焼の三要素の可燃物または酸素供給源に該当しないものは、次のうちどれか。

1. 過酸化水素
2. 窒素
3. 水素
4. メタン
5. 一酸化炭素

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正解２

解説

正しいのは２。窒素は燃えない不活性な気体で、酸素供給源にもならない。１の過酸化水素は第６類の危険物（酸化性液体）で、酸素供給源になる。３の水素、４のメタン、５の一酸化炭素は、いずれも燃える気体で可燃物にあたる。

間違えやすいポイント

窒素は「燃えない・燃やさない」。一酸化炭素はまだ燃える可燃物。

次の物質のうち、20℃、１気圧の空気中で燃焼するものはどれか。

1. ヘリウム
2. 硫化水素
3. 二酸化炭素
4. 三酸化硫黄
5. 五酸化リン

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正解２

解説

正しいのは２。硫化水素（H₂S）は燃える気体で、空気中で燃えると水と二酸化硫黄になる（２H₂S＋３O₂→２H₂O＋２SO₂）。１のヘリウムは不活性ガスで燃えない。３の二酸化炭素、４の三酸化硫黄、５の五酸化リンは、すでに酸素と結びつききった酸化物なので、それ以上燃えない。

間違えやすいポイント

酸化しきった物質（二酸化炭素・三酸化硫黄・五酸化リン）は燃えない。硫化水素は燃える。

📚 この科目の全体像（学習ロードマップ）

それでは続いて、「燃焼の区分とは？固体・液体・気体の燃え方を解説」の過去問を見に行きましょう。下の一覧で、いまの回と次の回がひと目でわかります。