gooドクター有料プランが1ヶ月間無料!

メタンガス ch4 1kgが完全燃焼する時の理論空気量は?

メタンガス ch4 1kgの完全燃焼
ch4 + 2O2 → CO2 + H2O
この場合酸素 2m3N 必要です。
どんな理論や計算方法から、
酸素が2m3Nが必要なんでしょうか?
素人にわかるように解説願います

質問者からの補足コメント

  • この問題は、
    ボイラー1級 過去問題
    21年度 後期 B 問4 で出された問題です

    この回答と解説を、素人に説明してください

      補足日時:2016/05/04 14:21

A 回答 (6件)

補足ありがとうございます。


1級ボイラー技士の平成21年度後期B、問4の問題は、メタン(CH4)1m3Nを完全燃焼する場合の理論空気量を求める問題です。
したがって、質問文のCH4 1kgとは条件が異なります。
CH4 1m3Nを完全燃焼させる酸素量は、CH4 1molに対して、酸素(O2)2molですから、気積はCH4の2倍となります。
したがって、酸素(O2)は2m3Nとなります。
理論空気量は、酸素濃度21%で算出するので、理論空気量=2/0.21≒9.5m3Nとなります。
もとの問題は、CH4の気積が与えられているので、反応式から、CH4に対して2倍の酸素が必要な事と、理論空気量に対する酸素の割合がわかれば、解くことが可能です。
    • good
    • 2
この回答へのお礼

最後まで付き合っていただき本当にありがとうございます。
やっと理解出来そうです。

お礼日時:2016/05/04 19:27

標題の化学反応式に係数の誤りがあります。

正しくは、
CH4+2O2→CO2+2H2O
になると思います。(^_^)

2m3Nが何なのかは分かりませんが、メタンガス1kgが完全燃焼をする時にに必要な空気量は、(ここにはありませんが)CH4:16、O2:32、空気中の酸素の割合をO2:21%と仮定すれば、
メタン1モルに酸素2モルが必要ですから、
メタン16gに対して酸素32g×2=64gがいる事になり、メタン1kg=1000gに対しては、
1000/16 ×64=4000(g)
=4(kg)
の酸素が必要になります。
問題は必要な空気の量について問われていますから、ここから、空気の量を計算します。
仮定した条件から、酸素64gが消費されるときに伴われる空気の量は、
64g/21% ×100% =304.8g
メタン1kg(酸素4kg)の燃焼に付随する空気量は、
304.8g×4000g/64g=19047.6g※
約19kg
になると思います。

※答えを丸めて304.8で計算すると、19050gになります。
    • good
    • 3

化学式の基本!!、元素記号の最初の1文字目は大文字で書かなければなりません。


>この場合酸素 2m3N 必要です。
 これもわからない。

メタンガス CH₄ 1kg が完全燃焼する時の理論空気量は?
CH₄ + 2O₂ ―→ CO₂ + 2H₂O
一個 2個  よって比例で
1mol 2mol molを質量、体積に換算するとメタンは約16g/mol なので
0.016kg : 0.0224m³  比例

0.016 : 0.0224 : 1 : x
x = 1.4 m³

せっかくUTF-8なのに、CH₄,m³と書かないのかな??
    • good
    • 1

反応式CH4+2O2より、メタンガスCH4 1molに対して、2molのO2が必要になります。


1molとは、原子量を合算した値がgとなる物質量の単位です。
1molの気体の重量は、原子量を合算した値となるので、C:12g/mol、H:1g/molより、CH4=12+4×1=16g/molとなります。
1kgのCH4をmol量で表すと、1kg=1000gより、1000/16=62.5molとなります。
必要な酸素量は、CH4 1molに対して、2molですから、62.5mol×2=125molとなります。
理想気体の場合は、標準状態で1molの気積は22.4Lです。
したがって、必要な酸素の気積は、22.4×125=2800L→2.8m3Nとなります。
2m3Nってのは、どこに書いてありましたか?
もしかして、問題ではCH4 1m3Nとなっていませんか?(CH4 1m3Nに対してなら、O2は2m3Nとなります)
CH4 1kgの気積は、62.5×22.4=1400L→1.4m3Nとなります。
    • good
    • 0

上の燃焼式から、メタンガス1モル(質量16g)を完全燃焼させるには2モルの酸素が必要です。


メタンガス1kgは1000g/16g=62.5モルに相当します。
従って必要な酸素量は62.5モル×2=125モル。
気体の場合、標準状態では1モル22.4リットルですから
必要酸素量は22.4リットル×125モル=2,800リットル=2.8㎥です。

モル(mol)についてご存じない場合は、別に検索して調べて下さい。
ここで説明すると長くなりますので・・・
    • good
    • 0

2m3Nという単位がわからにのですが.....



CH4 1kgは 1000÷16=62.5〔mol〕
O2 は 62.5×2=125〔mol〕必要です。

これを質量にすると、125×32=4000〔g〕
標準状態の体積は 125×22.4=2800〔L〕
空気量ならばこの5倍です。
    • good
    • 0

お探しのQ&Aが見つからない時は、教えて!gooで質問しましょう!


人気Q&Aランキング