（実験）27℃の水素ガス1.00Lと-73℃の酸素ガス1.00Lを混合し、-3℃に保ったところ混合気体の体積は$\fbox{A}$となった。この混合気体を電気火花で点火し、水素または酸素のいずれか一方がすべてなくなるまで反応させた。反応後の容器を-3℃に保ったところ、容器を占める気体成分の大部分は$\fbox{ア}$であり、その気体の体積は$\fbox{B}$であった。反応後の容器を温め、117℃に保ったところ、気体全体の体積は$\fbox{C}$となった。

• (a) 下線部が示す反応の化学反応式を書け。
• (b) $\fbox{A}$～$\fbox{C}$に当てはまる体積を求めよ。計算式も示せ。
• (c) $\fbox{ア}$に当てはまる気体成分を、化学式で答えよ。
• (d) 下線部の反応で生成した水の物質量は何molか。またその質量は何gか。計算式も示せ。

（説明）氷の結晶は、水分子同士が水素結合のネットワークを形成したすき間の多い構造をもつ。図1は、氷の結晶構造の一部を表す模式図であり、黒丸が酸素、白丸が水素、太線が共有結合、点線が水素結合を表す。酸素原子の位置だけに着目すると、氷の結晶の単位格子は、図2に示すダイヤモンドの単位格子と同じ型であることがわかる。

• (a) 氷の結晶の単位格子中に含まれる水分子の数を答えよ。
• (b) 氷の結晶の単位格子の一辺の長さは$6.38\times10^{-8}\text{cm}$である。氷の結晶の密度を計算し、有効数字3桁で答えよ。計算式も示せ。

（説明） (i)氷に十分な圧力がかかると溶けて水になるのは、(ii)$\underline{融解によって体積が\fbox{A}するためである}$。このことは、図3に示す水の状態図において融解曲線の傾きが$\fbox{B}$であることと関係しており、圧力が高くなるほど融点が$\fbox{C}$ことを示している。

• (a) $\fbox{A}$～$\fbox{C}$に当てはまる適切な語句を答えよ。
• (b) 図3に示された記号$\text{I}$、$\text{I}\hspace{-.1em}\text{I}$、$\text{I}\hspace{-.1em}\text{I}\hspace{-.1em}\text{I}$は、水が気体、液体、固体のいずれかの状態で存在する領域を示す。固体の領域を示す記号を答えよ。
• (c) 下線部(i)の状態変化に最も関係が深い矢印を、図3に示された(ア)～(カ)から1つ選んで記号で答えよ。
• (d) 下線部(ii)のように体積が変化する理由を、40字以内で説明せよ。