Question

ひまわり

この問題の解答の4.5行めがわかりません、水は液体で、水蒸気圧は無視できるのなら、CO2のmolだけを考えて、混合気体の全物質量は0.50molでいいんじゃないんですか？

発展例題15 気体の燃焼
花を飛ばしてメタンを完全燃焼させたのち, 容器の温度を17℃に保った。 容器内の全圧
0.50molのメタンCH4 と 2.5molの酸素 O2 を, 5.0Lの容器に入れた。 容器内で電気火
は何Paになるか。 ただし, 生じた水の体積および水蒸気圧は無視できるものとする。
考え方
化学反応式を書き, 反応後
の気体の全物質量を求める。
このとき, 水は液体であり、
水蒸気圧は無視できるので､
水の物質量は考えない。
全圧は,気体の状態方程式
PV=nRT から求める。
メタンの完全燃焼は次の化学反応式で表される。
(CH²+2O2→CO2+2H2O
FUEHR
0.50mol の CH4 がすべて反応し, CO2 が 0.50 mol 生成する｡
また, O2 は 2.5mol-0.50mol×2=1.5mol残るので,燃焼後
の混合気体の全物質量は 0.50mol+1.5mol=2.0mol となる。
したがって, 混合気体の全圧は,気体の状態方程式から.
nRT 2.0mol×8.3×103Pa・L/ (K・mol) ×(273+17)K
V
=9.6×105Pa
P=
5.0L

Answer 1

✨ ベストアンサー ✨

hira

この問題の反応後混合気体の組成は反応によって生成した二酸化炭素と未反応で残った酸素なので、それらの全圧を求めます。

ひまわり

ありがとうございます！酸素は化学式には書いてないけど残ってるという事ですか？

ひまわり

なぜ−0.50molになるんですか？水の分のOは引かなくていいんですか？ら

hira

まず、化学反応式は反応物の反応比率と生成物の生成比率を示した式です。

CH4 + 2O2→ CO2 + 2H2O
反応前　0.5mol 2.5mol 0mol 0mol
↓-0.5 ↓-0.5×2 ↓+0.5 ↓+0.5×2
反応後　　0 1.5mol 0.5mol 1.0mol

CH4とO2の反応比は反応式より、1:2なので、
CH4 0.5molが反応するとO2は0.5mol×2=1.0mol
となりますので残るO2は2.5mol-1.0mol=1.5mol
となります。
よって、混合後の気体の全物質量はCO2 0.5mol、
O2 1.5mol で　2.0molとなります。後はこれを用いて問題を解けば良いです。