Question

Lee

（2）16.8Lじゃないんですか？？

(11 神戸薬科大 改)
125 混合気体の燃焼■メタン CH4, エタン CHs. および水素原子Hのすべてが重水素
原子H(記号Dで表す)で置き換えられたプロパン CgDg 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。基(d)
(3) プロパン C;Dg の燃焼で消費された酸素の体積を求めよ。 と
(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)
HOOOHO
02

125. 混合気体の燃焼
(1) CH4 : CHa+202
CHe:2C2H6+702
CO2+2H2O
解答
4CO2+6H2O
CgDg:C3Dg+502
3CO2+4D2O
(2) 0.250mol, 5.60L (3) 28.0L
(5) CH4:0.300 mol C2H6 :0.200mol
(2) 化学反応式から,重水 D:0 はプロパン C.Dg の燃焼だけ
で生じる。20.0gの重水 D:O(モル質量 20g/mol)は1.00mol なので、
混合気体中に含まれていた CgDa の物質量は, 化学反応式の係数から,
100mol×(1/4)3D0.250mol となる。したがって, 標準状態における体
(4) 0.500mol
(6) 32.5L
0重水素Dの原子量が
2.0なので,重水 D:0 の
分子量は20となる。
積は,次のようになる。
22.4L/mol×0.250mol=D5.60L
(3) 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=28.0L
(4)はじめの混合気体16.8L 中に気体の分子は,
16.8L
=0.750mol
22.4L/mol
*水素から。
全燃焼させ、
(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,
炭素と水社
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 02の体積は, 57.12L-28.0L=
29.12L なので, その物質量は,
このうちの0.250mol がプロパンCgDg であったので, メタン CH4とエ
タン CHe の物質量の合計は, 次のようになる。
0.750mol-0.250mol=0.500 mol
の
29.12L
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。
=1.300mol
x [mol]×2+ (0.500-x) [mol] ×
7
-=1.300 mol
0.H
つ燃焼でき
をそれぞ
x=0.300mol
わせる。
したがって, メタン CH4が0.300mol, エタン C2He が
0.500mol-0.300mol=0.200mol となる。 0
lom 007.0
ホ01S 0
fom0
lom 01.0-
(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:) + (C2H6 からのcO:) + (CgDg からの CO2)
=0.300mol×1+0.200mol×2+0.250mol×3=1.450mol
したがって, 標準状態における体積は,
22.4L/mol×1.450mol=32.48L

Answer 1

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みと

Ｄ₂Ｏ[20g/mol]なので、

　発生したＤ₂Ｏ[20g]は、20[g]/20[g/mol]＝1[mol]･･･①

Ｃ₃Ｄ₈＋5Ｏ₂→3ＣＯ₂＋4Ｄ₂Ｏ　なので

　反応比は、Ｄ₂Ｏ{4[mol]}に対し、Ｃ₃Ｄ₈{1[mol]}･･･②

①，②から、

　発生したＤ₂Ｏ{1[mol]に対し、Ｃ₃Ｄ₈は、1/4＝0.25[mol]

　0.25[mol]は、22.4[L/mol]×0.25[mol]＝5.6[L]