混合気体の燃焼解ける方がいれば教えてください！ (1)メタンCH4とプロパンC3H8を2:1の物質

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質問者：くらら0114
質問日時：2018/11/29 18:45
回答数：3件

混合気体の燃焼

解ける方がいれば教えてください！

(1)メタンCH4とプロパンC3H8を2:1の物質量の比で混合した気体3.6molがある。この混合気体を十分な酸素で完全燃焼させたとき、生成する二酸化炭素と水の物質量をそれぞれ求めよ。

CO2→6mol、水9.6mol

(2)メタンCH4とプロパンC3H8の混合気体を十分な酸素で完全燃焼させたところ、二酸化炭素が56L(標準状態)、水が79.2g生成した。混合気体中のメタンとプロパンはそれぞれ何molか。

メタン1.6mol、プロパン0.3mol

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回答 (3件)

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No.3ベストアンサー

回答者： psa29
回答日時：2018/11/29 19:33

CH4とC3H8が2:1で混合されていて、全体で3.6molなのですから

CH4が2.4mol C3H8が 1.2molであることがわかります。
CH4+十分なO2 → CO2+2H2O+余分なO2 なので、
メタンが燃焼して発生するCO2はメタンと同じmol数であることがわかります。
よって、2.4molのCH４が燃焼して、2.4molのCO2が発生します。
一方、水は1molのCH4の燃焼から2mol発生することがわかります。
よって、2.4molのCH４が燃焼して、4.8molのH2Oが発生します。

同じようにC3H8についても考えてみましょう。
C3H8＋十分なO2 → 3CO2+4H2O+余分なO2
（矢印の左側と右側で、CとHの数が等しい）
プロパンが燃焼して発生するCO2はプロパンの3倍のmol数であることがわかります。
よって、1.2molのプロパンが燃焼するとどれだけのCO2が発生するのか？
簡単に計算することができます。
水に関しては、プロパンの4倍となります。
メタン、プロパンから発生する量を足し合わせれば、混合気体3.6molを完全燃焼させた時に
生成するCO2とH2O量を求めることができます。

（２）標準状態の気体は、1molで22.4Lの体積を占めるので
　発生したCO2は56/22.4=2.5molであることがわかります。
　水の分子量は18なので、生成した水79.2gは、79.2/18=4.4
つまり、4.4molであることがわかります。
　メタンのmol数をx プロパンのmol数をyとします。　
　完全燃焼によって発生するCO2のmol数は
　x+3yですよね。メタンとは同じmol数、プロパンからは3倍発生するわけですから・・
　それが56L、つまり2.5molだったのですから、
　x+3Y=2.5 という数式が導き出されます。
　次に水に関しても同様にして
　2x+4y=4.4という数式が導き出されます。
　この２つの式（連立方程式）を解いて、xとyを求めます。
　2x+4y=4.4の両辺を2で割れば、x+2y=2.2ですから
　x+3Y=2.5と
　x+2y=2.2 の連立方程式は簡単に解けますよね。

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ありがとうございます！

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お礼日時：2018/11/30 16:42

No.2

回答者：むらさめ
回答日時：2018/11/29 19:23

CH4　+　2O2　→　CO2　+　2H2O　　CH4:1に対し　CO2:1　H2O:2　が生成

C3H8　+　5O2　→　3O2　2　4H2O　　C3H8:1に対し　CO2:3　H2O:4　が生成

CH4は2.4mol　→　CO2:2.4mol　H2O:4.8mol　が生成
C3H8は1.2mol　→　CO2:3.6mol　H2O:4.8mol　が生成
CO2は　計6.0mol　H2Oは　計　9.6mol　生成する

CH4はxmol　→　CO2:xmol　H2O:2xmol　が生成
C3H8はymol　→　CO2:3ymol　H2O:4ymol　が生成
CO2　56L　→　2.5mol
H2O　79.2g　→　4.4mol
CO2について　x+3y＝2.5　→　x＝2.5-3y　①
H2Oについて　2x+4y＝4.4　➁
①を➁に代入
5-6y+4y＝4.4
-2y＝-0.6
y＝0.3mol　→　プロパン0.3mol
x＝1.6mol　→　メタン1.6mol