Question

とんとことん

反応する水素と一酸化炭素の体積は確かに1200Lですが、生成反応式の係数より、生成するメタノールは(気体ならば)400Lになるはずです。なぜpV=nRTのときのVは400ではなく1200なのですか？

77. 混合気体の反応            舞                   (名古屋工大 改) "例題33
ー水素と一酸化炭素の体積比 1 : 1 の混合気体が 27C。1.01X105Pa で 1600L ある』 と

の混合気体を反応させて生成するメタノール CH。OH (液体) の質量 [g] と体積 [L] はいく
らか。メタノールの欠度を 0.80g/cm' として有効数字 2 桁求めよ。

5.2X10*g, 0.65L

メタノールの生成反応は 2Hz二 CO 一つ CHsOH
水素と一酸化炭素は体積比 2 : 1 で反応するから, 一酸化炭素6
で, 反応するのは水素 800L と一生化央素 400L の合証 1200L
反応する気体の物質量は, ヵカレーニzZ より              の計
1.01X10?PaX1200L=z [mol] X8.3X10?Pa・ (mo     >
7圭48.7mol

生じるメタノールの物質量は反応する気体の ュ で

48.7 .
9瑞

その質量は 32 g/molX16.2mol王5.2X

質量 32x16.2
体積飼寺 密度 0.80g7cm 圭6.5X107

詩16.2mol

Answer 1

✨ ベストアンサー ✨

れい

メタノールの沸点は約64.7℃なので、メタノールが気体として存在するにはこれ以上の温度が必要です。しかし、問題文では27℃、1.01×10⁵Paで存在する水素と一酸化炭素の混合気体を反応させるとしかありません。
PV=nRTを気体のメタノールに使おうとすると、温度が64.7℃以上のどんな温度なのか、圧力は温度変化によりどう変化するか…となってしまい、PとVの値が定まらないため、この公式は使えません。

この問題の解き方としては素直にメタノールを液体として扱うのが適切でしょう。

ちなみに、混合気体の体積比より一酸化炭素の体積を求め（400L）、そのままPV=nRTをこの一酸化炭素400Lに使って一酸化炭素の物質量を求めて、化学式の係数比より（一酸化炭素の物質量）=（メタノールの物質量）…としていくのはOKです！

れい

とにかく、メタノールを勝手に気体として考えるのは危険です！与えられた通りの条件で式を立てていくのが良いです。

今回はたまたま、気体メタノール400LとしてPV=nRTを問題文の条件の圧力・温度で計算しても（一酸化炭素とたまたま同じ体積になっちゃうので）答えが同じになるように見えるかもですが、解き方は✖️です…！

分かりにくいところあれば、また指摘してください。

とんとことん

丁寧にありがとうございます！！