メタンCH4の完全燃焼は次の反応式で表される。
CH4(メタン(気体))+2O2(酸素(気体))→CO2(二酸化炭素(気体))+2H2O(水(気体))
以下の問いに答えよ。
1)25℃、1気圧における上の反応の反応熱を求めよ。なお、このときのメタン(気体)、酸素(気体)、二酸化炭素(気体)、および水(気体)の生成熱を、それぞれ、-70kJ/mol、0kJ/mol、-390kJ/mol、-240kJ/molとする。
2)メタン1molを完全燃焼させるのに必要な空気のモル数を求めよ。ただし空気中の酸素のモル分率を0.2とする。
3)2)の条件の空気中において、メタン1molを完全燃焼させた後に存在する気体全体のモル数を求めよ。
4)2)の条件の空気中において、初期の温度を25℃とし、定圧(1気圧)および断熱でメタン1molを完全燃焼させた場合の到達温度(最高温度)を求めよ。なお、燃焼後に存在する気体の平均の定圧モル比熱を36J/K・molとする。
1)の問題は計算結果、800kJ/molとなりました。
2)の問題は、10molとなりました。
3)の問題は、以前質問させていただき、11molということが分かりました。
そして、4)についてです。
1)で求めた反応熱を用い、反応熱÷(定圧モル比熱×11mol)=上昇温度
かなと思ったのですが…。
800000J/mol÷(36J/K・mol×11mol)=2020.2K/mol
よって、答えは2020.2-273.15+25=1772.1℃かなと考えたのですが…。
だいたいメタンの火炎温度を調べたところ、この辺りかなと考え、
答えも合っているような気もするのですが、自信がありません。
どなたか4)について教えていただけないでしょうか??
No.1ベストアンサー
- 回答日時:
>反応熱÷(定圧モル比熱×11mol)=上昇温度
>800000J/mol÷(36J/K・mol×11mol)=2020.2K/mol
0.80*10^6J÷(36J/K・mol×11mol)=2.0*10^3K となるはずですが
しかし 上記から どうして
>2020.2-273.15+25=1772.1℃
となるのですか この2020.2は 上昇温度です
質問者の計算に間違いないとして 室温+上昇温度が到達温度です
すみません、なんか変な計算してました。
2020.2は上昇温度なので、273.15を引く必要はなく、単に
2020.2+25とすればいいですね・・・
ツメが甘かったです。
反省してます・・・
助言、ありがとうございました!!
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