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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

A 回答 (3件)

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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この回答へのお礼

ありがとうございます!

お礼日時:2018/11/30 16:42

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
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この回答へのお礼

助かりました!

お礼日時:2018/11/30 16:42

(1)その混合気体に含まれている炭素原子と水素原子がそれぞれ何molあるか計算すれば、それから出てくる二酸化炭素や水が何molであるか計算できます。



これは超基本的なことなので、少しは自分で考えたらどうですか。

(2)は(1)が解けるようになってからの話。
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この回答へのお礼

頑張ります。ありがとうございます!

お礼日時:2018/11/30 16:42

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(1)この反応の化学反応式を表わせ。
(2)メタン3.5molが完全燃焼するのに酸素は何mol必要か?
(3)メタン4.0gが完全燃焼すると生じる水は何gか。
(4)0℃、1atmで5.6Lのメタンが完全燃焼すると生じる二酸化炭素は何Lか。
(5)0℃、1atmで10Lのメタンと25Lの酸素が完全燃焼した。燃焼後、メタンと酸素のどちらが何L残ったか。
解答お願いします。

Aベストアンサー

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(4) メタン1molが燃焼すると、二酸化炭素1molが生じるので、生じる二酸化炭素は5.6L

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