化学反応の量的関係について

Ｃ3Ｈ8 + ５Ｏ2 　　→　　３ＣＯ2 + ４Ｈ2Ｏ
↑プロパン ↑酸素　↑二酸化炭素 ↑水
で、11.2Lのプロパンを燃焼させて生じる二酸化炭素と水の質量をそれぞれ求めなさい。という問題で、プロパン0.5molだから３ＣＯ2と
４Ｈ2Ｏの分子量をそれぞれ2で割るという考え方はだめですか？
間違っていれば、解説をお願いします。

No.5 回答者： htms42 回答日時： 2009/06/19 12:29

分子量とモル質量（１モルの質量）とを区別する必要があります。

反応式の係数は物質量の比を表していますから
燃焼したプロパンが１／２モルであれば二酸化炭素が３／２モル、水が２モル生じるとして構いません。必ず質量を経由して考えないといけないというものではありません。
二酸化炭素と水の質量を求めよという問なのでモル質量が必要になります。体積を求めよという問題であればモル質量は必要ではありません。

ただしこの問題の文章には不備があります。
温度、圧力が指定されていませんので１１．２Lが１／２モルだとはいえないのです。体積を求めよという問題であれば温度、圧力が指定されていなくても構いません。同じ条件で考えるということは必要ですが具体的な温度。圧力の値は必要ないのです。

・モル質量について
気体の状態方程式から分子量を決定する式
ＰＶ＝ｎＲＴ
ｎ＝ｗ／Ｍ
でＭは分子量であると書いてある本が多いですから高校生が混乱するのは無理がありません。
このカテの回答にもよく出てくる表現です。

「Ｍは１モルの質量（モル質量）である。モル質量は質量をｇで表したときには分子量と数値が同じになるのでこの式から分子量を求めることが出来る」という但し書きのついている（高校生向きの）本は少ないのではないでしょうか。
専門学校用の教科書などでは全く意に介さないというレベルのものが多いようです。

No.4 回答者： ORUKA1951 回答日時： 2009/06/19 08:42

No.2 ORUKA1951です。

・・書いている途中で投稿してしまって
続きです。
　C3H8　 +　 5O2 → 3CO2　 +　 4H2O
　44(g)　+　160(g)　132(g) +　72(g)←質量
も導かれますから、　
　C3H8　 +　 5O2 → 3CO2　 +　 4H2O
　1/2モル+　 　　　 66(g) +　 36(g)←質量

あくまで、化学反応式から、反応におけるモル数と体積と質量の比を出して、その上で質量を求めるのです。計算結果を見ると、分子量を２で割った値と同じですが、考え方は、決して分子量を割っているわけではないことを理解してください。科学では物理ほどその数値が何であるかは口うるさく言わないですが、考え方は、質量を2で割るです。

>分子量をそれぞれ2で割るという考え方はだめですか？
・・答えはあっているけど、考え方は間違っている典型です。・・
　　答えが合っているからいいじゃないかではないのです。だって、それを指導している段階ですからね。ここをきちんと理解したら、今後の計算（手順）はそれでよい。

★物質量でよく間違うものに、物質量です。
　「アボガドロ定数個の物質を１モルという」は間違いで、あくまで「0.012kgの12Cに含まれる12Cの個数と同じ数の構成要素を含む物質の量が１モル」です。これすら、教師であっても思い違いしている人がいる。

　たぶん、あなたの指導をされている方は、そのことをきちんと理解されているのではないかと・・

No.3 回答者： 101325 回答日時： 2009/06/19 02:23

考え方は合ってます。

考え方は合ってますけど、「３ＣＯ2と４Ｈ2Ｏの分子量」のような言い方は普通はしませんから、「プロパン0.5molだから３×(ＣＯ2の分子量)と４×(Ｈ2Ｏの分子量)をそれぞれ2で割る」に直したほうがいいでしょう。

No.2 回答者： ORUKA1951 回答日時： 2009/06/18 23:49

>プロパン0.5molだから３ＣＯ2と

>４Ｈ2Ｏの分子量をそれぞれ2で割るという考え方はだめですか？
　　　　　　　　　　　　　　　^^^^^^^^^^^^^^^^^
はダメです。答えは合いますが、根本的に間違っています。
いくら答えがあっていても、考え方が間違っていては、ダメなのですよ。

次のように考えます。
ここでは、最初の係数を求めるところから説明します。
□C3H8 + △O2 → ▽CO2 + ○H2O
Cは左辺のC3H8と右辺のCO2、Hは左辺のC3H8と右辺のH2Oにしか含まれていませんから、□を1とすると
　1C3H8 + △O2 → 3CO2 + 4H2O
はすぐ出てきます。
右辺のOは、合計で3×2+4×1=10ですから
　C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2O
式はあっていますね。
この式は、１分子のC3H8が５分子のO2と反応して、３分子のCO2と４分子の水が生成することを表していますから、これを物質量で書き換えると、
『１モルのC3H8分子が５モルのO2分子と反応して、３モルのCO2分子と４モルのH2O分子が生成する』とも言えます。
　★ここでは、モルの定義から、それが何の物質量であるかを明示するため【C3H8分子】という風に理解しないとなりません。
【引用】＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ここから
モルを用いるとき、要素粒子を指定する必要があるが、それは原子、分子、イオン、電子その他の粒子、またはこれらの粒子の集合体であって良い。
￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣ここまで［モル - Wikipedia( http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%A2%E3%83%AB )］より

ここで、プロパンは11.2Lと書かれていますから、標準状態(旧STP)22.4Lで考えるようなので--今(1997以降)は24.8Lを使うべき。
　11.2＝22.4/2 から、1/2モル

すなわち、
　C3H8　 +　 5O2 → 3CO2　 +　 4H2O
1/2モル　5/2モル　3/2モル 　4/2モル
となります。
　ここで、化学反応式とそれそぞれの物質の分子量から、
★分子量は12Cを12としたときのそれぞれの分子の質量比であって、単位はありませんから、割っても決して質量は出ない!!!

　C3H8　 +　 5O2 → 3CO2　 +　 4H2O
　44(g)　+　160(g)　132(g) +　72(g)←質量
も導かれますから、　
　C3H8　 +　 5O2 → 3CO2　 +　 4H2O
　1/2モル+　 　　　 66(g) +　 36(g)←質量


　

No.1 回答者： doc_sunday 回答日時： 2009/06/18 20:55

>３ＣＯ2と４Ｈ2Ｏの分子量

やり方はそれで良いですが,表記法が違います。「分子量」ではなく「質量」。
１. 分子量は本来は無名数。
２. ３ＣＯ2、４Ｈ2Ｏには「分子量」は無い。分子量は一つの分子にしかありえない。