メタンの完全燃焼の熱化学方程式について

質問

メタンの完全燃焼の熱化学方程式についてについてわからずに困っております。何卒宜しくお願いします。
メタンの完全燃焼の熱化学方程式は次の通りである。
CH4+2O2=CO2+2H2O+892KJ
次の説明で誤っているものはどれか。
ただし原子量はC=12,H=1,O=16とすし、H2Oは水蒸気と考える。
１）メタン１モルが完全燃焼するためには２モルの空気が必要である。
２）メタン１モルが完全燃焼するとその結果１モルの二酸化炭素が発生する。
３）空気中に酸素が２０％存在するとすればメタン１モルの完全燃焼に対して空気は１０モル必要である。
４）反応後の気体の体積は変化しない。
５）反応の前後の物質は総重量は不変である。

回答No.1

gohtraw · ベストアンサー

（１）、（２）は反応式を見れば判りますね。（３）もまず酸素の必要量を考えてそれを５倍すればいいわけですが「空気１０モル」っていうのかな？
　（５）は化学の基本です。（４）は圧力、温度次第です。

補足

いつもありがとうございます。

回答No.4

jamf0421

No2です。3)は間違いというご意見があったので補足します。確かにNo1さんも言われるように、空気10モルというのかしらという問題はあります。しかし、3)で、ことさら”空気に酸素が20%存在するとすれば、”と言っています。空気に含まれる他の成分は兎に角として、20%は酸素といっているので10 molの20%すなわち”2モルの酸素”があれば、という題意とみなして3)を正解としています。
即ち化学反応式の量的関係の理解を問う質問で、”空気に対してモルという言葉を使ったら間違いである、”という題意ではないと考えたのです。

回答No.3

Kemi33

> CH4+2O2=CO2+2H2O+892KJ

　この式の意味は解ってられますか？

　『「メタン１モル」と「酸素２モル」が反応して，「二酸化炭素１モル」と「水２モル」が生じ，「892 KJ」の熱が放出される』っていう意味です。

> １）メタン１モルが完全燃焼するためには２モルの空気が必要である。
> ３）空気中に酸素が２０％存在するとすればメタン１モルの完全燃焼に対して空気は１０モル必要である。

　「空気」は，「窒素」「酸素」「二酸化炭素」「アルゴン」・・・・の各種の分子からなる【混合物】ですので，「空気」に対して「◯モル」という表現はしません。

　なので，これらは「×」。

> ２）メタン１モルが完全燃焼するとその結果１モルの二酸化炭素が発生する。

　上記の式の意味を考えれば解るように「◯」。

> ４）反応後の気体の体積は変化しない。

　３モルの気体が反応して３モルの気体が生じています。「同温，同圧，同モル数の気体は分子種によらず同体積を占める」ので，「H2Oは水蒸気と考える」のであれば，体積は変化しないので「◯」。

> ５）反応の前後の物質は総重量は不変である。

　化学反応においては「質量不変の法則」が成り立ちますので「◯」。

回答No.2

jamf0421

なんだかひっかけ問題ですね。2), 3)は化学式から明らかに正しいですね。4）も温度圧力を反応前後でそろえるなら、反応前後とも3モル分の気体の体積になるので正しいです。5)は化学反応では正しいです。問題は1)です。これは3)と矛盾していますね。（笑）