計算問題と解説ページ６（全２３問）

2022/02/13 03:45

計算問題と解説ページ６（全２３問）

問21、水素H2が燃焼して水蒸気H2O（気）が発生する時の燃焼熱は次のうちどれか。（気）は気体（液）は液体の状態。

H2(気) + 1/2O2(気) = H2O(液) + 286kJ

H2O(液) = H2O(気) − 44kJ　　　　　　　(1)216kJ (2)242kJ (3)267kJ (4)330kJ (5)355kJ

求める燃焼熱をQとすると、

　　Q = 286kJ - 44kJ

　　 = 242kJ

問22、0℃1気圧（1.013×10⁵Pa）にて、22.4Lの一酸化炭素と22.4Lの酸素を混合して完全燃焼させたときの

　　　反応した酸素の体積と反応後の気体の体積として正しいものはどれか。

　　　　　　反応した酸素の体積　　　反応後の気体の体積

　　　　　　　　　　(1) 11.2L 22.4L

　　　　　　　　　　(2) 11.2L 33.6L

　　　　　　　　　　(3) 11.2L 44.8L

　　　　　　　　　　(4) 22.4L 22.4L

　　　　　　　　　　(5) 22.4L 33.6L

一酸化炭素と酸素を完全燃焼の反応は、2CO ＋ O2 = 2CO2 で、

上の式で「一酸化炭素」と「酸素」と「二酸化炭素」の比率は、２：１：２の比率です。

22.4Lの一酸化炭素に酸素は11.2Lが反応する。そして反応しなかった酸素が別に11.2L残っている。

反応後の二酸化炭素は比率の通り22.4Lで、そこに余剰の酸素11.2L を加えると、33.6L になる。

問23、0℃1気圧（1.013×10⁵Pa）において、アセトン11.6gが完全燃焼するものと仮定した必要空気量として

　　　近いものはどれか。空気中に占める酸素の体積の割合は20％とし、原子量は、H＝1、C＝12、O=16であり、

　　　アセトンの燃焼式は次のとおりである。　CH3COCH3 ＋ 4O2 → 3CO2 ＋ 3H2O

　　　　　(1)18L (2)20L (3)45L (4)90L (5)101L　

「CH3COCH3+4O2→3CO2+3H2O」でわかることは、

・アセトン1molに対し酸素は4mol必要で、1:4の比率。

・アセトン1molの分子量は、Cx3 + Hx6 + Ox1 = 58g である。

1, アセトンが11.6gは、何molか？

　　アセトンの分子量は58gで、反応したアセトンの物質量は11.6÷58＝0.2mol

2.上の比率に合わせて、消費するアセトン0.2molを1とすると、

　酸素はアセトン0.2の４倍なので0.8molの酸素が必要になる。

3.酸素0.8リットルは何リットルかを求める。

　　「気体1molの体積は、22.4リットル/mol」を使用する。

　　酸素の物質量が0.8molであるので酸素の体積は、0.8mol×22.4リットル/mol＝17.92リットル

　　（または、1mol22.4リットルのうち0.8mol分は、22.4から2割分引いて、22.4-4.48=17.92とする）

4.必要空気量なので、空気中に占める酸素の割合は20％であることから、100％分で空気量になる。

　よって20％を5倍して100％分にすると、　17.9リットル×5 = 89.6リットル　よって近い答えは90L