Question

なたろー

この問題の答えの有効数字はなぜ3桁なのでしょうか？重水素の原子量が2桁なので2桁に合わせるべきだと思ったのですが、原子量は有効数字に含まないのですか？また、有効数字を合わせるのは計算の最後にするのですか？

保単状態で何 mL か。
(11 神戸薬科大 改)
195 混合気体の燃焼 メタン CH4, エタン CHe, および水素原子Hのすべてが重水素
子H(記号Dで表す)で置き換えられたプロパン C,Dgの混合気体16.8Lをとって完
全燃焼させた。このとき, 57.12Lの酸素が消費され,重水D:0 が20.0g生成した。次
の各問いに答えよ。 ただし, 気体の体積は標準状態における値とし,重水素Dの原子量
は2.0とする。
(1) メタン,エタンおよびプロパン CgDg を完全燃焼させたときの反応を, それぞれ化
学反応式で表せ。
(2)混合気体に含まれていたプロパン CgDg の物質量と体積を求めよ。
(3) プロパン CgDg の燃焼で消費された酸素の体積を求めよ。
(4) 混合気体に含まれていたメタンとエタンの物質量の合計を求めよ。
(5) 混合気体に含まれていたメタンとエタンの物質量をそれぞれ求めよ。
(6) この燃焼で生成した二酸化炭素の体積を求めよ。
(15 大阪歯科大 改)
最 0VH

で生じる。20.0gの重水 D:O (モル質量 20g/mol") は1.00mol なので,
125. 混合気体の燃焼
(1) CH』: CH』+20。
CoHe:2C2H6+70。
CaD』:CaDa+50。
(3) 28.0L
CO-+2H;O
4CO2+6H,O
3CO2+4DO
(4)0.500 mol
(6) 32.5L
解答
(2) 0.250 mol, 5.60L
(5) CH)化学反応式から, 重水 D:O はプロパン CgDg の燃焼だけ
第
I
章
0重水素Dの原子量が
2.0なので, 水 D:0 の
分子量は20となる。
物
質
合気体中に含まれていた CaDa の物質量は, 化学反応式の係数から.
ロ×(1/4)0.250mol となる。したがって, 標準状態における体
積は,次のようになる。
22.4L/mol×0.250mol%3D5.60L
化学反応式の係数から, 0.250mol のプロパン CgDg の燃焼で消費
された酸素 O2の体積(標準状態)は, 次のように求められる。
22.4L/mol×0.250mol×5=D28.0L
(4)はじめの混合気体 16.8L 中に気体の分子は、
16.8L
3D0.750mol
22.4L/mol
このうちの0.250mol がプロパン C&D8 であったので,メタン CH4とエ
らな。
タン CaHe の物質量の合計は, 次のようになる。
せる。
を生し
0.750mol-0.250mol=0.500mol
(5) はじめの混合気体中のメタン CH4の物質量を×[mol] とすると,
エタン CHe の物質量は (0.500-x) [mol] である。また, メタンとエタ
ンの燃焼によって消費された酸素 O2の体積は, 57.12L-28.0L=
29.12L なので, その物質量は,
29.12L
-=1.300mol
22.4L/mol
1 mol のメタンの燃焼で2 mol の酸素, 1 mol のエタンの燃焼で7/2mol
の酸素が消費されるので, 酸素の物質量について次式が成り立つ。
x [mol) ×2+ (0.500-x) [mol] ×-
2
7
=1.300mol
x=0.300mol
したがって,メタン CH4 が0.300mol, エタン CHe が
0.500mol-0.300mol=D0.200mol となる。
(6) はじめの混合気体中に含まれる各気体の物質量と化学反応式の係
数から,生成する二酸化炭素 CO2 の物質量は, 次のようになる。
(CH』からの CO) + (CaHe からの CO:)+(CgDg からの CO2)
=0.300mol×1+0.200mol×2+0.250mol×3=1.450mol
たがって, 標準状態における体積は,
22.4L/mol×1.450mol=D32.48L

化学 化学基礎 理数化学 有効数字 混合気体の燃焼