炭化水素の分子式を求める問題

質問

「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。

回答No.2

noname#160321 · ベストアンサー

全部答えちゃうと勉強にならないし、手がかりがないと取っつきが悪いし、難しい所ですが。^^
>>なぜ燃焼すると体積が減るのでしょうか？
えっと、２０℃、ってとこがミソなんです。燃えると熱が出て２種類の生成物も気体ですが、２０℃まで冷えると一方の生成物は液体になり、もう一方だけが気体で残ります。

水酸化ナトリウム水溶液処理すると残っていた生成物４０ｍｌが吸収されて、残っているのは酸素だけ。
つまり反応に利用された酸素は６０ｍｌ。

ついでにヒント
１．炭化水素は炭素と水素からできています。
２．炭化水素１分子中に炭素ｘ個、水素ｙ個があると考えて下さい。
３．炭素１個が燃えるとき酸素１分子を必要とし、出来るものも一分子。
４．水素１個が燃えるとき酸素は１／４分子必要になり、出来る分子は１／２分子
さて、２０℃で液体なのはどっち？
５．必要な酸素分子は炭化水素１分子に対してｘ＋（１／４）ｙ　分子、１０ｍｌが燃えるのに｛ｘ＋（１／４）ｙ｝*１０ｍｌの酸素が必要これが６０ｍｌ

補足

回答ありがとうございます。やはりよくわかりません。
　　　　　4x+y
CxHy＋　――　O2→ｘCO2＋y/2H2O
　　　　　　4
という式を使えるのでしょうか？
もう少し解説いただけませんでしょうか？

回答No.6

genomu

酸素Ｏ２　１モル22.4ｌ水素Ｈ２　２モル44.8ｌ体積を単純に足せば67.2ｌですが燃やせば、水２モル気体とすれば44.8ｌになるので、燃焼して体積が減る場合もあります、この問題は、水の体積は溶液になっているということで気体の体積にはいれていないと思います、自信はありませんが、単純に炭化水素１０ｍｌ対酸素６０ｍｌ（１００ｍｌから反応後の残った酸素の量４０ｍｌ）が二酸化炭素４０ｍｌ（水酸化ナトリウムで減った量）と水になったと考えました、それぞれの分子１モルで22.4ｌですからできた気体の量がそれぞれのモル比を表しているのではないのでしょうか？
この問題は、どのレベルでの問題なのでしょうか、それによって考え方もかえなければいけないかな？

回答No.5

TTOS

＃２さんの回答で良いと思いましたが，補足します。

O2　100mlがどうなったか
　40ml　O2・・・（最後まで気体として存在）
　40ml　CO2・・・（水酸化ナトリウムが吸収した気体）
　20ml　H2O・・・（液体になる）

10mlの炭化水素から40mlの二酸化炭素ができたので，炭化水素１分子当たりの炭素原子数は４

20mlの酸素が水になったので，もし気体として存在するなら40ml
　　　（O2＋2H2　→　H2O）　

炭化水素1分子から4分子の水蒸気ができるなら，炭化水素に含まれる水素原子数は？

回答No.4

k-roh

> この問題の80mlというのは、二酸化炭素と水をあわせた体積なのでしょうか？

えーっと、設問の落とし穴に見事にハマっています。
設問は「完全燃焼した」であり「完全に反応した」ではありません。

完全燃焼に必要なものは、充分な酸素です。「ちょうどの」酸素ではありません。
したがって、この設問を単純に化学式に直すとつじつまが合わなくなってしまいます。おまけがつきます。

……… 後は、自分でがんばってください。

回答No.3

hakkoichiu

推測ですが、

１）燃やす　＝　酸化

２）炭化水素　＋　酸素　＝　炭酸ガス　＋　水

３）炭酸ガス　＋　水　＋　苛性ソーダ

原子量、Mol等を利用して、各分子式の前に適切な倍数の数字を付けて計算出来ないでしょうか。

補足

回答ありがとうございます。
答えだけはわかっており、C4H8になるそうです。
この問題の80mlというのは、二酸化炭素と水をあわせた体積なのでしょうか？

回答No.1

k-roh

炭化水素と酸素の混合気体を燃焼させたら何ができますか ?

まずはそこからですね。