Question

さな

(2)でなぜ一酸化炭素は全て消費されていないのですか？

[思考]
124 炭化水素の生成 1.000mol の一酸化炭素 CO を, 触媒を用いて十分な量の水素 H2
と反応させると, 0.300 mol のメタン (CH4, 0.150mol のエタン C2H6, 0.050mol のプロ
パンC3Hs, 0.010molのブタン C4H10 と水H2O, 二酸化炭素 CO2 が生成した。 次の各問
いに答えよ。 ただし, 有効数字は2桁とする。
(1) COとH2 から炭化水素 CH2n+2 とH2O が生成する反応を化学反応式で表せ。
(2) 炭化水素の生成によって生じる水の物質量は何mol になるか。
(3) 実際に得られた水の物質量を測定すると0.640mol であった。 この量は (2) で求め
のルがおこったためである。

22.4L/mol x
124. 炭化水素の生成
解答 (1) nCO+ (2n+1)H2
→
CH2n+2+nH2O
●CH2n+2の係数を仮
1として,目算法で残
りの係数を決める
(2)0.79mol (3) 0.15mol (4) 6.0×10-2 mol
解説 (2) メタン CH4, エタン C2H6, プロ
パンC3H8, ブタン C4H10 は, いずれも化学式
CnH2n+2 で表され(n=1~4), 炭化水素とよば
れる。 (1) の化学反応式の係数から、各炭化水
素が生成するときに消費される一酸化炭素 CO
と, 生成する水H2Oの物質量は等しく, 生成す
る炭化水素の物質量のn倍である。 したがっ
n
CnH2n+2 [mol]
CO [mol]
H2O [mol]
1
CH4
: 0.300
-0.300
+0.300
2
C2H6
:0.150
-0.300
+0.300
3
C3H8 :0.050
-0.150
+0.150
4
C4H10
0.010
-0.040
+0.040
合計
-0.790
+0.790
て,各炭化水素の生成に伴う物質量の変化は、表のようになる。
別解 n=1~4の炭化水素の生成を化学反応式でそれぞれ表し,消費
される一酸化炭素 CO と, 生成する水 H2O の物質量を考えてもよい。
n=1 CO+3H2
n=22CO+5H2
n=3 3CO+7H2
n=44CO+9H2
→
CH4 + H2O
C2H6 +2H2O
→
→
C3H+3H2O
C4H10+4H2O
100.
②生成したCH2n+2の
物質量を基準として,消
費されるCO と生成す
H2Oの物質量を考え
る。
lo 00.1