化学

メタノール「ＣＨ４O」８グラムの完全燃焼について

燃焼に必要な空気は標準状態で何Lかただし空気は窒素と酸素が体積比４：１の混合気体である


全く言っている意味が分からないので詳しく細かく説明していただきたいです

できれば計算には比を使ったやり方でお願いします

No.2 回答者： ORUKA1951 回答日時： 2013/02/23 16:54

日本語と化学の基礎をこの掲示板程度の情報で身につけるのは不可能です。

問題文の意味をまず読みましょう。
1) メタノール [(示性式)CH₃OH　(組成式) CH₄O]の8gを完全燃焼させたとき、燃焼させるために必要な空気が何リットル必要か？
　大気の組成は、体積比で4:1とする。
　標準状態での体積を答える。

　という質問です。標準状態にどれを用いるか書いてないので、解答は不可能ですがモル数では答えられます。

1) まず化学反応式を書きます。左右の原子数が一致するように書きます。
　　1) 生成物と反応物の左右でひとつの物質にしか含まれていない元素を探します。
　　　　炭素と水素が条件に一致しますね。
　　2) そのうちどれかを1と仮定して、すべての係数を合わせていきます。
　　3) 最後に分数があれば約分しますが、この手の計算問題では必要ないでしょう。
2) 次に、それぞれの比を求めます。
　　1) 分子数での比　= モル数での比
　　2) 質量比
　　3) 体積比
あとは、比に当てはめるだけです。

　まず、反応物・生成物のすべての物質の化学式を書いてみてください。

　質問されている他の質問もすべて同じ方法で解けます。

No.1 ベストアンサー 回答者： eagle060 回答日時： 2013/02/23 12:06

　このような問題は化学反応を式を立てて考えます。

まずは、メタノール(CH3OH)の完全燃焼

2CH3OH + 3O2 → 2CO2 + 4H2O

この式から、メタノールが完全燃焼する際、メタノールと酸素の比は 2:3 になっていることが分かりますね。
ここで、メタノール 8g が何molなのか考えます。
C : 12g/mol　,　H : 1g/mol　,　O : 16g/mol
よって、CH3OH は 32g/mol となります。つまり、メタノール 8g はメタノール 1/4molとなるわけです。

先ほどの比、メタノール:酸素 = 2:3 より、メタノール 8gが燃焼する時に必要な酸素のmol数を X とすると
2 : 3 = 1/4 : X　と式が立てられます。
これをXについて解くと X = 3/8[mol] が得られます。つまり、必要な酸素の量は 3/8 mol です。

　次に、燃焼に必要な空気の体積を求めます。
窒素 : 酸素 = 4 : 1
問題ではこのように体積比が与えられていますが、次のように変形します。
空気 : 酸素 = 5 : 1
どんな気体でも体積は標準状態で 22.4 l ですので、この体積比はmol比に置き換えられます。
全体のmol数を Y とすると、先ほど出した X も用いて次のように表せます。
5 : 1 = Y : X
先ほどの数値を代入すると
5 : 1 = Y : 3/8
これをYについて解くと Y= 15/8[mol]
よってメタノール 8g が完全燃焼するための標準状態の空気の体積は、
15/8 × 22.4 = 42 リットル　となります。

文章ではわかりにくいかも知れないので、写真も添付します。

このような問題はしっかりと式を立てて、比を追っていくことが重要です。
また、計算して出てきた数字の単位にも気をつけましょう。

間違っていたら申し訳ありません、この回答が参考になれば幸いです。