化学分野について質問です。

質問

テストで次のような問題がでました。

●エタンC2H6が完全燃焼すると二酸化炭素と水が生じる。これについて以下の各問いに答えよ。ただし、モル体積は22.4L/molとする。
（１）この反応を化学反応式で表せ。
（２）標準状態で1.12Lのエタンと、4.48Lの酸素を反応させたところ、二酸化炭素と水が生じた。
　１　この反応で反応せずに残った気体はエタン・酸素のどちらか。
　２　残った気体の体積は標準状態で何Lか。

解説お願いします(＞人＜;)

回答No.2

private3int

(1) 化学反応式の係数を求める方法で、カンで考えると時間がかかるので、連立方程式を解く問題に帰着させるといいかも。

C2H6 + xO2 → yCO2 + zH2O

とおく。x,y,zは未知数とする。
質量保存則により、左辺と右辺の原子数は等しいので、
Cについて、2 = y
Hについて、6 = 2z
Oについて、2x = 2y + z

よって、y = 2 , z = 3 , x = 7/2 になる。

係数は整数でなければならないので、値を代入後に両辺を2倍して
2C2H6 + 7O2 → 4CO2 + 6H2O
になる。

センター試験では、複雑な構造の有機物の完全燃焼の問題が出題されることがあるので、この方法は便利かも。

回答No.1

KURUMITO

（１）いついて

2C2H6 + 7O2 →　　4CO2 + 6H2O

炭素、水素、酸素について左右の数が合うように係数を考えることです。

（２）について

１．について
上の反応式から２molのエタンを完全燃焼させるには7molの酸素が必要です。
１molの気体は標準状態で22.4Lであることからも分かるようにmolと体積は比例していますから２Lのエタンでは７Lの酸素が必要となります。
１．１２Lのエタンですから完全燃焼のためには　1.12 * 7/2 = 3.92 Lの酸素が使われたことになります。
4.48 L の酸素が加えられたのですから、4.48 - 3.92 = 0.56 L の酸素が残ったことになります。
２．について
反応後の水は液体となっているとすれば反応後に残った気体の体積は反応によって生成した二酸化炭素と反応せずに残った酸素ということになります。
生成した二酸化炭素の体積は２Lのエタンについて4Lの二酸化炭素が発生しますので1.12Lのエタンでは　1.12 * 4/2 = 2.24 Lの二酸化炭素が発生したことになります。
残った酸素の体積と合わせますと　0.56 + 2.24 = 2.8 L の気体が残ったことになります。