• ベストアンサー

係数の比=物質量の比=気体の体積の比

はじめまして、みなさま、下記の問題なのですが、 CO、H2、N2からなる混合気体50mlがある。これに、O2 35mlを加え、完全燃焼後に乾燥すると体積は39mlとなった。さらに、水酸化ナトリウム水溶液に通した後に乾燥すると体積は25mlとなった。最初の混合気体中の CO、 H2、 N2、はそれぞれ何mlか。(すべて温度、圧力は一定とする。) この解答で x + y + z = 50・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(1) x + (35-x/2 -y/2) + z = 39・・・・・・・・(2) という式が成り立つのですが、どうしてなのか、まるでわかりません、なぜ成り立つのか教えていただけないでしょうか? ちなみに x は(39ml - 25ml)で x = 14ml

  • 化学
  • 回答数1
  • ありがとう数0

質問者が選んだベストアンサー

  • ベストアンサー
noname#160321
noname#160321
回答No.1

最初の50mLと酸素35mLを加え完全燃焼後残っているのはCO2、N2、O2になります。 それが25mL。このときCO2の体積は最初のCOの体積と同一です。 水酸化ナトリウム水溶液に通してから乾燥するとCO2が抜けるので、N2とO2 だけになります。だからCO2が14mL。初めはCOが14mLありました。これがX。 最初の燃焼で減ったのはH2Oの体積だから、50+35-39=46 (mL)これが減った水素と酸素の体積。 (2)はCOと(加えた酸素-COに使われた酸素-水素が水になるのに使われた酸素)と窒素を合わせて39mL。 という意味です。

mornmorn
質問者

補足

お答えいただきありがとうございます。  X にはいろいろな意味があるが、それらの体積は等しいとかんがえてよろしいのでしょうか、  (1)一酸化炭素の体積  (2)二酸化炭素の体積  (3)一酸化炭素に使われた酸素の半分 でも、なぜ、こんなに色々な意味が、一つの X に入ってくるのでしょうかこれでは混乱してしまいます、その原因をご存じであれば教えていただきたいです。よろしくおねがいします。

関連するQ&A

  • CO、H2、N2からなる混合気体50mLがある。

    CO、H2、N2からなる混合気体50mLがある。 これにO2、35mLを加え、完全燃焼後に乾燥すると体積は39mLとなった。 さらに、水酸化ナトリウム水溶液に通した後に乾燥すると体積は25mLとなった。 最初の混合気体中のCO、H2、N2はそれぞれ何mLか。(すべて温度、圧力は一定とする。) よくわからないのでお願いします。

  • 混合気体の燃焼と体積

    水素、アセチレン、一酸化炭素の混合気体Aがある。A50mlに酸素60mlを加えmこれらを完全燃焼させたところ体積は37.5mlになった。燃焼後の気体を水酸化ナトリウム水溶液に通すと堆積は12.5mlになった。Ani含まれていた。アセチレンの体積は何mlか。 燃焼の反応式は、それぞれ次のようになる。 H2+(1/2)O2→H2O C2H2+(5/2)O2→2CO2+H2O CO+(1/2)O2→CO2 ・・・以下省 教えてほしいところ この反応式を使って、連立して答えを求めていました。 しかし、熱化学反応の式でないので係数が分数って駄目じゃないんですか?? なぜ、間違った係数で計算しているのに答えが求まるんでしょうか???

  • 混合気体の燃焼に付いて

    混合気体の燃焼について 次の問題で自分の解き方でどこが違っているのか分からない点があるので御指摘下さい。 問題 「一酸化炭素、水素、および窒素からなる混合気体25.0mlがある。これに15.0mlの酸素を添加し、完全燃焼させたのちに気体の全体積を測定したら20.5mlであった。次にこの気体を水酸化ナトリウム水溶液に通したところ、気体の体積は14.5mlとなった。ただし燃焼によって生じた水蒸気は完全に液化するものとし、その蒸気圧は無視する。また全ての気体は水に溶けないものとする。 このとき、もとの混合気体中25.0ml中の一酸化炭素と水素の体積をそれぞれXml、Ymlとして表わすと、この混合気体中の燃焼による気体の全体積の減少量Cmlは、AX+BX=Cの形に表わすことができる。この係数A、B,および定数Cの値を求めよ」 という問題です。 私はまず反応式を書き、そこでの変化量を表にしました。 ※表に関しては、反応物の真下にそれぞれの体積を書いているのですが、パソコンで書くと文字間が詰められてしまうので、それぞれ()でくくってあります。 ↓で言うならば、COの始めの体積は(X)と書いて、Xmlというように書きました。 一酸化炭素の燃焼について 2CO + O2 → 2CO2 はじめ (X) (15)( 0) 変化量 (-X) (-1/2X)( X) あと(0) (15-1/2X)( X) 水素の燃焼について 2H2 + O2 → 2H2O はじめ (Y)( 15-1/2X)( 0) 変化量 (ーY)( -1/2Y)( Y) あと( 0)( 15-1/2X-1/2Y)( Y) ここで反応で生じた水蒸気はすべて液化することに注意して、 燃焼反応で減少した体積に関して式を立てると 20.5mlは反応しなかった窒素、反応で余った酸素、反応で生じた二酸化炭素の体積の総和なので {25-(X+Y)}+{15-1/2X+15-1/2X-1/2Y}+X=20.5 となり、整理すると X+3/2 Y=34.5となるので、A=1、B=3/2 C=34.5 となります。 でも、答えはAとBはあっているのですが、Cが19.5になるんですよ・・・。 果たしてどこが間違っているのでしょうか・・・。 Cの答えの差が15なので、もしかしたら、水素の燃焼反応のところで用いる酸素の量が異なるのかなとも思うのですが、でも一酸化炭素と水素の燃焼反応を同じ条件、つまり酸素は始めに15mlあって、そこで一酸化炭素の燃焼でx/2ml消費される、そして残った15-1/2xmlの酸素が水素と反応したと考えなければいけないと思うので、このように解いたのですが・・・。

  • 炭化水素の分子式を求める問題

    「20℃で気体の炭化水素10mlと酸素100mlの混合気体を完全に燃焼したところ80mlとなった。その後水酸化ナトリウム水溶液で洗い、もう一度体積を測定すると40mlになった。この炭化水素の分子式を書け。」という問題なのですが、なぜ燃焼すると体積が減るのでしょうか?これはどうやって解く問題なのでしょうか? 一方的な質問で申し訳ありませんが、解答いただけるとありがたいです。宜しくお願いします。

  • 分子量と混合気体

    27度,1.0x10^5Paの一酸化炭素10lと酸素10lとを容積25lの容器にとり、一酸化炭素を完全燃焼させた。燃焼後の混合気体の温度を0度として、容器内の混合気体の全圧を求めよ。また、燃焼後の混合気体中には何モルの酸素が残っているか。 私は気体がとても苦手です。この問題もとても悩んで解いたのですがやはりわかりませんでした。 2CO+O2=2CO2と化学反応式ではなるのでCOは全て反応してO2は半分反応し、最終的に残るのはO2が5l、COが10lまではわかったんです。 答えを見ると1.0x10^5x15=Px25となっていますが、これはCO,O2それぞれの分圧にO2,CO2の体積をかけているんですよね?それが容積25lの容器の圧力と混合気体の全圧とをかけたものと等しくなる。もう意味がわかりません。一酸化炭素10lと酸素10lと容積25lのどの体積を使うのかもわかりません。気体はどのように考えて問題を解けばできるようになりますか?公式を暗記しただけでは解けないので・・質問が多くてすいません。わかる方教えてください!

  • 混合気体の問題…でしょうか

    高専の化学問題集 p.16 問題番号 2.83の問題です。 「プロパン、一酸化炭素および二酸化炭素からなる混合気体がある。これを標準状態で2.24lとり、酸素7.04gとともに2.00lの容器に入れ点火した。反応後温度が27℃に下がったとき、容器内の圧力は2.46atmであった。次にこの燃焼後の気体を水酸化カリウム水溶液中に通し、二酸化炭素を完全に吸収させてから0.500lの容器に入れたところ27℃で1.97atmを示した。この混合気体の体積組成を求めよ。ただし、可燃性ガスは完全に燃焼したものとし、生成した水の体積および蒸気圧は無視して良い。」 という問題があります。 私は高専生ながら化学は非常に苦手で、なかなか解けないのですが、とりあえず2.24lの混合気体ですから0.1mol分だけ取り出し、酸素7.04gですから酸素の分子量32を使って0.22mol分取り出したのではないかと考えました。 では、全体では0.1+0.22=0.32molと考えて状態方程式を作り、V(体積)について解いてみましたがいまいち体積を出したところで何をして良いのかわからずじまいです。 で、ヒントには 「C3H8+5O2->3CO2+4H2O,CO+1/2O2->CO2」(表記がわかりにくくてすみません)と書かれていましたがいまいちこれの使い方がわからず、結局状態方程式止まりの有様です。 このような問題はどのように解けばよいのでしょうか? ちなみに、答えは「C3H8=30%,CO=60%,CO2=10%」でした。 よろしくお願いします。

  • 化学

    高校生です。 一酸化炭素と水素の混合気体を8.4㍑とり、これに酸素を10㍑混合し、この混合気体に点火したところ、一酸化炭素と水素は完全に燃焼して、燃焼後の体積は8.6㍑となった。 気体の体積はいずれも標準状態におけるものとし水は全て液体とする。 ①はじめの混合気体に、一酸化炭素と水素はそれぞれ何㍑存在したか? ↑この問題なのですが、化学反応式は 2CO+O2→2CO2…① 2H2+O2→2H2O…② 係数比から ①…2:1=2 ???? ②…2:1=0 ??? O2が10㍑だから、 ①…10:5=10 ②…10:5=0 ????? かなり奇妙な感じです。考え方がおかしいんだと思います。どこが間違ってるか見当がつきません… COをx㍑、H2をy㍑とおいたとき、 まず、x+y=8.4…①が、出来るのはわかります。次の、 10-(x/2+y/2)+x=8.6…②の形になる事がわかりません。 どのようにして考えればいいでしょうか? 出来れば、噛み砕いてよろしくお願いいたします。

  • 水酸化ナトリウムと炭酸ナトリウムの混合物の中和反応

    水酸化ナトリウムと炭酸ナトリウムの混合物の中和反応について質問です。よろしくお願いいたします。 問題は、 濃度未知の水酸化ナトリウムと炭酸ナトリウムの混合水溶液20.0mlをとり、1.0mol/lの塩酸を滴下すると、第一中和店まで15ml,第二中和店までさらに5ml要した。混合水溶液中の水酸化ナトリウムおよび炭酸ナトリウムの質量を求めよ。です。 回答は、NaOHとNa2CO3の物質量をそれぞれx,ymolとおいて、 x+y=1.0*15/1000 y=1.0*5/1000 と式をたてていました。 ですが、私の方法では、炭酸ナトリウムは2価の酸なので、電離するので、2yとしました。 たとえば、水酸化バリウムと塩酸の中和反応でも立式時水酸化バリウムの価数を考慮して、かける2しますよね。 そこで、質問なのですが、この問題で炭酸ナトリウムが2価であるのに、×2されていないのはどうしてでしょうか? 二段階反応が関係しているからでしょうか? それとも、第一中和店までは、二価ではなく一価の酸として働いているということでしょうか。またもしそうなら、二段階目も一価の酸として働いているとうことでしょうか。 どなたかご存知の方がおられれば、アドバイスをお願いします。不明な点があれば補足させていただきますので、よろしくお願いします。

  • 化学基礎の気体反応と量的関係

    メタンCH4と水素H2の混合気体100mlを完全燃焼させるのに酸素が95ml必要であった。次の各問に答えよ。気体の体積は標準状態に置けるものとする。 (1)メタンおよび水素の完全燃焼を化学反応式でそれぞれ表せ。 (2)混合気体中に含まれるメタンは何mlか。 (3)混合気体の平均分子量を求めよ。 この問題の解き方、途中式を分かりやすく教えてください。 できたら噛み砕いて説明していただけると有難いです… 答えは(1)は省略、(2)30ml、(3)6.2です。 (1)はCH4+2O2→2H2O+CO2、2H2+O2→2H2Oであってますか?

  • 炭酸ナトリウムの二段中和について教えてください

    水酸化ナトリウムの水溶液、10mlと炭酸ナトリウムの水溶液、10ml を混合した。 この混合液、10mlをとり、これにフェノールフタレイン を加えて、0.1mol/lの塩酸を滴下したら、15ml加えたところで (ア)溶液の赤色がちょうど無色になった。次にこの無色になった溶液に メチルオレンジを加えて。さらに0.1mol/lの塩酸を5ml滴下したところで (イ)溶液の色は黄色から橙色に変わった。 (ア)の反応式   NaOH + HCl → NaCl+H(2)O Na(2)CO(3) + HCl → NaHCO(3) + NaCl (イ)の反応式  NaHCO(3) + HCl → Nacl + H(2)O + CO(2) (問) 混合する前の炭酸ナトリウム水溶液100ml中に含まれる     炭酸ナトリウムは何gか?、また、混合する前の水酸化ナトリウム     水溶液は何モルか?    解答の式は    106 × 0.1×5.0/1000 × 20/10 = 0.106g              0.106 × 100/10 = 1.06g となっているんですが まず、0.1×5.0/1000 この式の意味がよくわかりません (イ)の時の中和適定の際の式だと思うんですが Na(2)CO(3)が完全に中和されるには (ア)から合計20ml必要じゃないんですか? 0.1×5.0/1000をそのまま引用したとしても僕が最初に考えたのは X × 10/1000 = 0.1 × 5/1000         X = 0.05 で 体積20ml中の Na(2)CO(3) 10mlだから 0.05 ×20/10 = 0.1mol/l これが100ml中なので 0.1mol/1000ml = Xmol/100mlで X=0.01mol Na(2)CO(3) 1mol=106なので 1mol : 106 = 0.01mol : X X= 1.06gと出したんですがこれじゃだめなんですかね? 一番疑問なのは「0.1×5.0×/1000」の式の理由です  これは僕が2段中和の流れをよくわかってないせいでしょうか? あと参考書の解法と僕の式の違いをぜひアドバイスください どうかよろしくお願いします!