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

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

No.5 ベストアンサー 回答者： lupan344 回答日時： 2016/05/04 15:02

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。

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

No.6 回答者： piyororo 回答日時： 2016/05/04 16:46

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。

No.4 回答者： ORUKA1951 回答日時： 2016/05/04 12:01

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？？

No.3 回答者： lupan344 回答日時： 2016/05/04 10:11

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。

No.2 回答者： B_one 回答日時： 2016/05/04 10:10

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・・・

No.1 回答者： Saturn5 回答日時： 2016/05/04 09:52

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。