大学入試化学Part 5

質問

すいません。またわからないところが出てきました。
ぜひ、ご教授お願いします。
以下の一問がよくわかりません。

【標準状態における体積百分率が水素50%、メタン30%、一酸化炭素10%、二酸化炭素10%であるような混合気体5ｌを完全燃焼させたときに発生する熱量は
？？？KJ、
また、燃焼後の期待を水酸化バリウム水溶液に通じたときに生ずる沈殿の質量は
？？？ｇである。

各気体の生成熱(kJ/mol)は以下のとおりである。
メタン______: 75
一酸化炭素__: 109
二酸化炭素__: 393
水__________: 243　　】

っていう問題ですが。
私の考えは、まず、H2、CH4、COからそれぞれ
H2 : H2O -1(mol)
CH4: CO2 -1(mol) , H2O -2(mol)
CO : CO2 -1(mol)
CO2 →燃焼しない。

標準状態だから混合気体は 5/22.4 [mo]
生成熱を当てはめて

5/22.4 *[243*50/100 + (393+243*2)30/100 + 393*10/100]
=94.75 KJ

50/100とかは存在率をかけたものです。

答えを見ると、87.3KJ
………ん？
となってします。また沈殿のほうはどうすればいいかまったくわかりません。
どうかご教授お願いします。

回答No.1

shion121 · ベストアンサー

まず、hide6169さんは、生成熱というものを燃焼熱と勘違いしていませんか？（ここで分かれば、以下の説明は要らないかと思います）

生成熱というのは、例えば、CH4でいえば

C + 2*H2 = CH4 + 74kJ

このCH4を生成する反応において発生する熱が生成熱74kJです。

CH4の燃焼熱は

CH4 + 2*O2 = 2*H2O + CO2 + QkJ

という反応におけるQkJのことです。
まずは、メタン・水・一酸化炭素・二酸化炭素の生成反応の式を書いて見ましょう。

C + 2*H2 = CH4 + 74kJ ・・・(1)
H2 + 1/2*O2 = H2O + 243kJ　・・・(2)
C + 1/2*O2 = CO + 109kJ　・・・(3)
C + O2 = CO2 + 393kJ　・・・(4)

となりますね？
次に、メタン・水素・一酸化炭素の燃焼熱を求めましょう。

メタンの燃焼反応は
CH4 + 2*O2 = 2*H2O + CO2 + QkJ
となるので、上の式より
(2)×２+(4)－(1)とすると、ＱkJの部分が出てきます
Q = 804kJ

他の水素・一酸化炭素についても同様にして（ここは、自分で計算してみてください）

水素の燃焼熱：２４３ｋＪ
一酸化炭素の燃焼熱：２８４ｋＪ

となります。この燃焼熱で

5/22.4 *[243*50/100 + 804*30/100 + 284*10/100]
≒87.3 KJ

と出てきます。

次の問題は、
Ba(OH)2と、二酸化炭素の中和反応により、炭酸バリウムが沈殿します。

Ba(OH)2 + H2CO3→BaCO3 + 2*H2O

（H2CO3は炭酸です。ここは『CO2+H2O』と書いてもいいです。高校ではそっちのほうが普通かな？ ）

CO2が何molでてくるかわかれば、BaCO3は同じモル数だけ沈殿するので何グラム沈殿するか求まります。

大変な時期でしょうが、頑張ってください＾＾

お礼

すいません。今日じっくりやったらできました。
解答はshion121さんのおっしゃるとおりです。

またわからない所が出てくると思うので、また見かけたらよろしくお願いします。
ご回答ありがとうございました！