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化学反応式の量的関係の問題について教えてほしいです!
今、化学で↑の授業を受けてるのですが
解き方がイマイチわからないので困ってます;;

(問)
標準状態で、プロパン22gと酸素89.6Lを混合し、これに点火して完全燃焼させた。
分子量 C3H8(プロパン)=44

(1)反応せずに残った気体は何か。また、その物質量は何molか。
(2)生じた二酸化炭素の体積は標準状態で何Lか。
(3)生じた水分子の数は何個か。

できれば、詳しい回答をお願いします!!(><)

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A 回答 (2件)

No.1の方の解法で合っていると思います。


(2)(3)で少しミスをしていると思いますが、

補足すると

炭化水素(CとHだけからなる物質)は完全燃焼するとCO2とH2Oになる
1molの理想気体は標準状態(0℃、1atm)のとき22.4L
1molの分子の個数は6.02×10^23個(アボガドロの法則)

を使います。

問題の解答は、

完全燃焼を仮定して、
C3H8 + zO2 → xCO2 + yH2O

左辺にCは3個なので、x=3と考える、
左辺にHは8個なので、y=4と考える
右辺のOの個数は、3×2+4×1=10,よってO2の形で考えるとz=5

よって反応式は、C3H8+5O2→3CO2+4H2O (1)

反応前の状態で
プロパンのモル数は22/44=0.50[mol]
O2は標準状態を仮定して89.6/22.4=4.0[mol]
(1)式から、プロパン1molを完全燃焼させるには5molのO2が必要
1:5=0.50:x x=5×0.50/1=2.5
よって2.5molのO2が消費される。よって反応に関わらないO2のモル数は
4.0-2.5=1.5[mol]
ゆえに完全燃焼後に1.5molのO2が残ることになる。{(1)}

(1)式より、1molのプロパンの完全燃焼により3molのCO2が発生する。
1:3=0.50:x x=0.50×3=1.5[mol]
1:22.4=1.5:y y=22.4×1.5=33.6
よって生じたCO2の体積は33.6[L] {(2)}

(1)式より、1molのプロパンの完全燃焼により4molのH2Oが生じる。
1:4=0.50:x x=0.5×4=2
1:6.12×10^23=2:y y=2×6.12×10^23=1.224×10^24
よって得られたH2O分子の個数は1.22×10^24[個] {(3)}

化学式の量的関係は、化学反応式を考えて、比を考えるとだいたい解けると思います。
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A) このような問題は、まず完全燃焼の化学式を考える。

C3H8+5O2=3CO2+4H2O なぜかというと、燃焼で、CO2 to H2O がでて、C3H8 (1mol) no 炭素 C3, 水素 H8 ga 右辺の 3CO2 to 4H2O ni すると 5O2 ga 必要になる。 ここまでくると、C3H8 1mol は燃焼するのに O2 5mol 必要となる。
(1)ここで、C3H8 は 22g= 0.50 mol ( 22/44 ) あり, O2 は 4.00 (89.4L/22.4L) mol ある、上の式から、C3H8 0.5mol nara O2 2.5 mol 必要となる。ですから、残った気体O2=4.00 - 2.5=1.5 mol
(2)CO2 ha 3mol de 3x22.4 L
(3) H20 ha 4 mol de 4x 6.02x10"24 ko
このように、燃焼の化学式を正しくかくことで、答えが容易になる。
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Q高校の原子の量的関係が分からないのでこの問題を解説してください。

この問題の答えがないので解答してください。
また、どういう点に着目すればよいのか教えてください。

プロパンC3H8を空気中で完全燃焼させた。
以下の各問いに答えよ。
原子量:H=1、C=12、O=16

1:プロパンが完全燃焼すると、二酸化炭素と水ができる。この科学反応式を書け。

2:11.2lのプロパンを燃焼させるのに必要な酸素の体積を求めよ。

3:2のときの酸素の質量は何gか。

4:11..2リットルのプロパンを燃焼させて生じる二酸化炭素の質量を求めよ。

5:66gのプロパンを燃焼させた。
発生する二酸化炭素と水蒸気の体積の合計を求めよ。発生する水はすべて水蒸気とする。

6:66gのプロパンを燃焼させるのに必要な空気(窒素80%、酸素20%)の体積を求めよ。

Aベストアンサー

 No.3です。
 2の

>プロパンはリットルで割ってmolを出すので(?)、酸素も同様にする。
>(右辺)22.4l分のxmol
>22.4で割って、11.2×5=x
>x=56.0l。

の解き方がよく分かりませんでしたが、答えが合っているので、多分分かっていらっしゃるのだと思います。

>標準状態で求めるので、
>(左辺)22.4l分の11.2l=2分の1mol
>プロパンと酸素の比は1:5

はいいですね。私流に解けば、
標準状態で11.2 lのプロパンの物質量は、11.2 l/(22.4 l/mol)=0.5 mol
プロパンと酸素の比は1:5なので、
0.5 mol : (酸素の物質量)=1 : 5
∴酸素の物質量は、(5/1)×0.5 mol=2.5 mol
∴標準状態での酸素の体積は、22.4 l/mol×2.5 mol=56.0 l …(答)

3
 2で、酸素の物質量が2.5 molと分かりました。これを質量に直すのです。No.1で、物質量から質量に変換するには、分子量が必要と言いましたね。まず酸素の分子量を求めましょう。分子量が分かったら、物質量と質量の関係が分かります。とりあえず酸素の分子量を求めて下さい。その数値に、単位g/molを付けたもの(これをモル質量とよびます)が、物質量と質量を関係付けるものです。ですから、まず酸素の分子量を計算して下さい。

4
 11.2 lのプロパンの物質量は、2で0.5 molと分かりましたね。それを燃焼させて生じる二酸化炭素の物質量はいくらになりますか? 1で化学反応式を使って、「プロパンと酸素の比は1:5」と考えたのと同じように、「プロパンと二酸化炭素の比」を考えればよいのです。すると、比例計算によって0.5 molのプロパンを燃焼させて生じる二酸化炭素の物質量が求められます。二酸化炭素の物質量が分かったら、その二酸化炭素の質量が求められます。物質量と質量を関係付けるものは、分子量(モル質量)でしたね。ですので、二酸化炭素の分子量をまず計算しなければなりません。分子量(モル質量)が分かったら、物質量を質量に直して、答が出ます。

5
 No.1に書いた通りなのですが、まず質量が66 gのプロパンの物質量を求めます。質量を物質量に直すには、分子量が必要ですね。まずプロパンの分子量を計算します。それを使って、プロパンの物質量が計算できます。プロパンの物質量が分かったら、それを燃焼して発生する二酸化炭素と水蒸気(気体の水)それぞれの物質量は、1の化学反応式から分かります。二酸化炭素および水蒸気の物質量が分かったら、それらの(標準状態での)体積が分かりますね。物質量から標準状態での体積への変換の係数は、22.4 l/molです。それぞれの体積が分かったら、そせを合計して、答えになります。

6
 質量が66 gのプロパンの物質量は、5で計算しました。それを燃焼させるのに必要な酸素の物質量が、1の化学反応式から分かります。酸素の物質量が分かったら、その酸素の標準状態での体積が計算できます(22.4 l/molの値を使って)。酸素の体積が分かったら、与えられた空気の組成から、酸素と空気の比を使って、空気の体積が計算できます。

 No.3です。
 2の

>プロパンはリットルで割ってmolを出すので(?)、酸素も同様にする。
>(右辺)22.4l分のxmol
>22.4で割って、11.2×5=x
>x=56.0l。

の解き方がよく分かりませんでしたが、答えが合っているので、多分分かっていらっしゃるのだと思います。

>標準状態で求めるので、
>(左辺)22.4l分の11.2l=2分の1mol
>プロパンと酸素の比は1:5

はいいですね。私流に解けば、
標準状態で11.2 lのプロパンの物質量は、11.2 l/(22.4 l/mol)=0.5 mol
プロパンと酸素の比は1...続きを読む

Q【高校化学基礎】混合気体の反応後の体積の問題について、解説をお願いいたします

化学の知識に自信がないので、問題と解答を丸写しさせていただきます。

【問題】水素と一酸化炭素の混合気体80mLに、酸素100mLを加えて完全燃焼させたら、反応後に90mLの気体が残った。はじめの混合気体中には、水素と一酸化炭素がそれぞれ何mLずつ含まれていたか。ただし、気体の体積はすべて標準状態で測定した値とする。

【解答】水素と一酸化炭素の燃焼する化学反応式を書き、混合気体中の水素をxmL、一酸化炭素をymLとおく。気体間の反応では、体積比=係数比だから、体積変化の量的関係は、次の通り。

      2H2 + O2 ----------> 2H2O
反応前   x   100      0[mL]
反応後   0   100-x/2[mL]  0(液体)

      2CO + O2 ----------> 2CO2
反応前   y   100      0[mL]
反応後   0   100-y/2    y [mL]

反応前の気体の体積:x + y = 80 ---------(1)
反応後に残った気体の体積:(100-x/2-y/2) + y = 90 --------(2)
(1)、(2)より、
x = 50[mL]、y = 30[mL]

【質問】
(1)反応物が混合気体の場合は、構成物ごとに反応式を書くのだということは、理解しました。でも、反応前のO2の体積が、なぜ両方とも100[mL]となるのかが理解できません。2つの反応前の体積の状態を足せば、(x+y) + 200 となって、題意に沿わない気がするのですが。例えばH2と反応した方のO2をz[mL]などとし、COと反応した方のO2を100-z[mL]とする方がより正確ではないでしょうか?

(2)上記(1)の疑問はとりあえずおいておくとします。反応後のO2の体積が、100-x/2や100-y/2となっているのは、2モルのH2やCOと反応するO2は1モル分なので、単純にxやyの1/2倍の体積だけ消費された、との考えで正しいでしょうか?

(3)この問題では、O2の一部が反応せずに残ったと決めつけて計算をしていますが、その根拠はどこから来るのでしょうか?H2やCOの方が反応せずに残る(=O2は全部反応に使われる)可能性は考えなくていいのでしょうか?

化学の勉強を始めたばかりで、おかしな事を言っているかもしれませんが、合わせてご指摘いただければ助かります。

化学の知識に自信がないので、問題と解答を丸写しさせていただきます。

【問題】水素と一酸化炭素の混合気体80mLに、酸素100mLを加えて完全燃焼させたら、反応後に90mLの気体が残った。はじめの混合気体中には、水素と一酸化炭素がそれぞれ何mLずつ含まれていたか。ただし、気体の体積はすべて標準状態で測定した値とする。

【解答】水素と一酸化炭素の燃焼する化学反応式を書き、混合気体中の水素をxmL、一酸化炭素をymLとおく。気体間の反応では、体積比=係数比だから、体積変化の量的関係は、次の通り。...続きを読む

Aベストアンサー

No.3です。
 そんなにおかしくはない問題だと思いますが・・アボガドロの法則(同温度圧同体積の気体には同じ数の分子がある)についての問題。
>O₂の一部が反応せずに残ったと決めつけて計算をしていますが
80mLがすべて水素でも、一酸化炭素でも必要な酸素は40mLですよ。
 ・・・「完全燃焼させたら」この点を見逃してしまうのは化学屋じゃない。

 要は「全部が一酸化炭素だと40mL体積が減り、全部が水素だと120mL体積が減る」ことに気が付けばよいだけの単純な問題です。
 そのためには、化学反応式が正確に書けて、アボガドロの法則を知らなければならない。
この二点の化学で大事なことを問われている。ある意味良い問題ですよ。
H₂ + 1/2O₂ ―→ H₂O
 ̄120mL ̄   ̄0mL ̄

CO + 1/2O₂ ―→ CO₂
 ̄120mL ̄   ̄80mL ̄


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