問題集の化学反応の問題が理解できず困っています。

質問

化学が大の苦手な高二のものです。問題集でつまづいた時は東進の岡野先生のはじめからていねいにを片手に学習していますが、よく理解できないので質問します。

問題：反応容器に0.30molのメタンと、0.80molの酸素を封入して、燃焼反応を進めた。反応後の容器内に存在する物質の化学式とその物質量をすべてこたえよ。

解説：0.30molのＣＨ４と反応するO２は0.60molであるから…

私からの質問：このO2の0.60molというのは、どうやって導き出された数字なのでしょうか。

回答No.3

ORUKA1951 · ベストアンサー

化学に苦手意識を持っている子の多くは、国語力の不足と科学と聞いただけでパニックになってしまう子です。
　問題自体は小学校のリンゴとミカンが・・・と同じなのですよ。

　メタンの化学式は　CH₄です。
　酸素の化学式は、O₂です。
[ポイント]この場合のメタン、酸素は物質名です。

　　物質には、混合物と純物質があります。
　　　混合物は濾過や蒸留など物理的手段で分離できるもの
　　　純物質は物理的方法では分離できない。どの部分も同じ性質を持つもの
　　純物質には単体と化合物があります。
　この問題文のように「メタン・酸素」と言う場合は、それぞれ物質を示します。
　水は酸素と水素でできています。と言う場合水は化合物名ですが、酸素・水素は元素名です。
　水素と酸素を反応させると水が出来るという場合は、水素・酸素は物質名です。

Q:反応容器に0.30molのメタンと、0.80molの酸素
　化学反応式を書きます。
　　(反応物)　　(生成物)
　　CH₄ + O₂ → CO₂ + H₂O

　反応物と生成物の原子数が合いませんからあわします。
　　リンゴが１個とミカンが４個乗った皿と、イチゴが二つ乗った皿があります。
　　これをリンゴが1個とイチゴが2個乗った皿と、ミカンが2個とイチゴが1個乗った皿に分ける最小の組み合わせは？
　　とまったく同じ問題ですね。これなら解けますか？

　　仮に、CH₄を一皿とすると、生成物側の、CO₂はひとつでH₂Oが二つできることが分かります。
　　生成物側のO原子は、4個ですね。と言うことは反応物側の酸素原子も4個あるということですね。一皿に2個乗ってますからふた皿・・よって
　　CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O
になりますね。
　リンゴが１個とミカンが４個乗った皿ひとつと、イチゴが二つ乗った皿二つで、リンゴが1個とイチゴが2個乗った皿ひとつと、ミカンが2個とイチゴが1個乗った皿が二つできる。

　個数比が
　　1個 : 2個 　　:　　1個　:　2個
　これをモルで考えても
　　1　 : 2　 　　:　　1　　:　2　
のはずですから、
　0.3molのメタンを燃焼させるためには0.6molの酸素(物質:分子)が必要で、0.3molの二酸化炭素と0.6molの水が出来る。
　未反応の酸素が0.8-0.6mol残りますね。

★文章をしっかり読むこと
★計算問題は小学校レベルしか出ません。
★物質・化合物・原子・元素の意味を正確に理解し、それが何を言っているか読み取れること
★化学反応式を完成させることができること

お礼

お礼が遅くなり申し訳ありません。
じっくり読みました。
苦手意識から取っ払うところからはじめていきたいです。
ありがとうございました。

回答No.2

angkor_h

CH4+2O2→CO2+2H2O
上の式、わかりますか?
CH4の分子1個とO2の分子2個が反応します。
気体の分子数は1mol当たり同数なので、分子数が倍と言うことは気体の体積も2倍になります。

「0.30molのメタンと、0.80molの酸素を封入して燃焼」では、0.2molの酸素が余ります。
なので、反応後は、CO2、H2O、O2の三つがあることになります。

お礼

お礼が遅くなり申し訳ありません。
読んだ瞬間なるほどと納得できました。
ありがとうございました。

回答No.1

noname#176157

CH4+2O2
→CO2+2H2O

お礼

お礼が遅くなり申し訳ありません。
ありがとうございました。