有機の問題を教えてください！

質問

誰に聞いても、どこを調べてもわからなくて困ってます。
どなたか解答よろしくお願いします・・・

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メタン、エチレン、およびアセチレンよりなる混合気体500mlに触媒を用いて
水素を付加したところ、350mlの水素が付加した。また、この混合気体500ml
を完全燃焼させるのに酸素を1200ml要した。この混合気体の体積組成を求めよ。

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さっぱりわからないんです。教科書にも「体積組成」なんて言葉載ってないし・・・

お助け下さい！！

回答No.5

ken65

同温同圧のメタン=x(ml),エチレン＝y(ml),アセチレン＝z(ml)を混合して、同温同圧で５００ｍｌにしたとする（まどろっこしい言い方ですが後で説明します）。
混合体積　　x+y+z=500
水素の体積　y+2z=350
反応した酸素の体積（化学反応式より）2x+3y+5z/2=1200
この３式より
x=250,y=150,z=100
よって分子数の割合はそれぞれを500で割って、
メタン５０％、エチレン３０％、アセチレン２０％
となります。
　もちろん、物質量（mol)を使って式をたてても同じことです。この場合は、上の３つの式を22400で割った３つの式になります。
　さて、「体積組成」についてですが、私はこの言葉は嫌いです。気体の体積とは、気体分子が動くことができる体積なのです。つまり、この場合、メタンもエチレンもアセチレンも気体の体積は５００ｍｌなのです。分子数が異なることによって違うのは圧力なのです。この場合は圧力の比が５：３：２です。しかし、「分子数比」つまり「圧力比」のことを化学用語では「体積組成」というのです。物理が専門の私はこの言葉にしばらく悩まされました。

回答No.4

may-may-jp

つけたし。

計算に入るときに、最初の状態での
メタン　　ｘ[mol]
エチレン　ｙ[mol]
アセチレンｚ[mol]
と置いて考えましょう。

最後の段階までmolで計算するのがポイントです。
では、頑張って。

回答No.3

may-may-jp

お答えです。

2つとも、大正解です！！
そう、メタンには水素は付加しません。というか、できません。
（すみません、混乱させる書き方で、失礼しました・・・）

酸素との結合について
メタンの化学式は正解です。同様にして、エチレン、アセチレンについても考えてみてください。

あとは、係数を頼りに方程式を作って、連立させて解けばOKだと思います。
わからなければ、また聞いてください。

回答No.2

noname#5277

「体積組成を求めよ」についてですが、
気体は物質にかかわらず、同気温同圧力なら
同じ体積中には同じだけの物質量が存在するので、
要はmay-may-jpさんの言うとおり、体積比を求めればいいと思います。

そして、その体積比というのは、mol比と一緒ですので、
化学式を書けばそれぞれの反応に必要な酸素や水素の量が分かると思いますので、
求めることが出来ると思います。

お礼

体積比のことだったんですね。
化学式から求まることはわかるのですが、
付加が入ってくる事によってとまどっています。

回答No.1

may-may-jp

まず、この問題は、1）3つの気体に水素が付加する、2）3つの気体と酸素が反応する、の2つの部分に分かれると思います。「体積組成を求めよ」とは、つまり、この3つの気体の混合比を求めよ、ということと同意です。比で出すのか、体積[ml]で出すのかは定かではないですが・・・。

まず、メタン、エチレン、アセチレンそれぞれに水素が付加するとき、酸素が結合するときの化学式（計6通り）を書いてみてください。そこから考えましょう。

それでも分からなければ補足してください。
では、頑張って。

補足

メタンは単結合のみなので付加はしないのでは？
二重結合、三重結合のあるエチレン、アセチレンが付加するのはわかるのですが。

酸素と結合するというのはつまり
ＣＨ4+２Ｏ2→ＣＯ2+Ｈ2Ｏ
みたいなことでしょうか？？

うーん、まださっぱりわかりません。お返事お待ちしています・・・