【無料配信♪】Renta !全タテコミ作品第1話

「メタンと空気の化学量論組成の混合ガスの火炎温度を求めよ。ただし、空気の組成が酸素21vol%,窒素79vol%のみとし、火炎中の生成物は二酸化炭素と蒸気のみとする」という問題で、

解答の最初の式が
CH^4+2O^2+(2x0.79/0.21)N^2=CO^2+2H^2O+(2x0.79/0.21)N^2+802.3kj
となっているのですが、何故窒素の前だけに比がかけてあるのか分かりません。{(2x0.79/0.21)N^2}教えてください。

A 回答 (1件)

爆笑。


しっかり真面目に考えてしまいました。
本当はアルゴンも入れなきゃいけないんですが、出題の中で省いてありますね。
式の左右を見比べて下さい、窒素の係数は変っていませんね、つまり窒素は反応に関与していないんです。
ですが、酸素を二分子使ったので「空気」を式の中に取り込むため、酸素の0.79/0.21倍の窒素分子を書かなくてはならなくなりました。
なぜこんな複雑なことをしたかというと、「全分子」を考えに入れないと「気体の比熱」が計算出来ないからです。
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この回答へのお礼

ありがとうございます。大変参考になりました。

お礼日時:2009/04/09 18:32

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Qメタンの完全燃焼(火炎温度?)

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??

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...続きを読む

Aベストアンサー

>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


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