高校化学「物質の変化」メタンとプロパンの混合気体の燃焼A
■問題
メタンCH4とプロパンC3H8の混合気体を完全燃焼させると、標準状態で156.8mLの二酸化炭素と0.198gの水が得られた。この化学反応について次の問いに答えよ。
(1) メタンとプロパンの完全燃焼の化学反応式をそれぞれ書け。
(2) 燃焼前の混合気体中のメタンとプロパンの物質量の比を整数値で求めよ。
↓(2)の解答解説はお知らせの下↓
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■解答解説
数量がわかっている物質は二酸化炭素と水なので、それぞれの物質量を求めます。
二酸化炭素は体積が156.8mLです。
1mol=22.4Lだから、
0.1568/22.4=0.007[mol]
水は0.198gで、水の分子量は18だから、
0.198/18=0.011[mol]
です。
化学反応式は(1)でも表したように、
CH4+2O2→CO2+2H2O
C3H8+5O2→3CO2+4H2O
ですね。
つまり、メタンを燃焼すると、二酸化炭素:水=1:2
プロパンを燃焼すると、二酸化炭素:水=3:4
の割合で生じるということができます。
この組合せ次第で、1:2〜3:4の間の様々な比になる。と考えることができますね。
混合気体中のメタンとプロパン両方がわからないので、xmol,ymolとすれば、
x+3y=0.007 ……@
2x+4y=0.011 ……A
このような式を立てることができるはずです。
式ができたなら解いてみましょう!
@×2−Aより、
6y−4y=0.014−0.011
2y=0.003
y=0.0015
これを@に代入すると、
x+0.0045=0.007
x=0.0025
よって、メタン:プロパン=0.0025:0.0015=5:3
次の問題→消費された酸素
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2024年02月14日
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