化学（物質量、反応の量的関係）の問題について

質問

標準状態のもとで CO 80ml と O2 60ml を混合し、COをすべて燃焼させた。

1.標準状態で80mlのCOとちょうど反応するO2は何mlか。
2.生成したCO2は標準状態で何mlか。
3.反応後の全気体は標準状態で何mlか。

という問題です。
解説にある、

2CO ＋ O2 →　2CO2
80ml 　60ml 　 0
－80 　　－40 　 ＋80
ーーーーーーーーーーーーーーー
0 　　 　20 　 　80（ml）
合計100（ml）残　

という表の見方がわかりません。
解説、宜しくお願いします。

回答No.2

ORUKA1951 · ベストアンサー

まず物質量をしっかり理解しておきましょう。これがないと先に進めません。
具体的なイメージですと
・砂糖と食塩を小さじ１杯ずつ
・砂糖と食塩を1gずつ
　このどちらだと、砂糖と食塩が同じ量といえますか？
　^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
　これって考えてみると
・小学生と大人を部屋一杯ずつ
・小学生と大人を1tずつ
　と同じことで、いずれも不適切なことがわかるでしょう。物質量とは数--上で言うと何人--のことなのです。単位はmolを使います。

2CO ＋ O2 →　2CO2
という化学反応式が意味するところは、
「2分子の一酸化炭素(CO)分子と1分子の酸素分子(O2)が反応して、2分子の二酸化炭素(CO2)が生成する」 ことを示しています。
　これは、
「2モルの一酸化炭素(CO)と1モルの酸素(O2)が反応して、2モルの二酸化炭素(CO2)が生成する」
「56gの一酸化と32gの酸素が反応して、88gの二酸化炭素が生成する」
「44.8Lの一酸化炭素と22.4Lの酸素が反応して、44.8Lの二酸化炭素が生成する」
を示していることがわかりますよね。
　ここで、アボガドロの法則--同温・同圧・同体積に含まれる気体の分子量はその種類を問わず同じである---が使われています。最後を言い換えると
「２容の一酸化炭素と１容の酸素が反応して、２容の二酸化炭素が生成する」
と言うことでもありますね。

　ここまでは、完璧に内容を理解してください。それを理解していないと、単なるテクニックである説明の式は理解不能でしょう。
★私は、このようなテクニック的な生命は百害あって一利ないと思います。そんなテクニック知らなくても解けるのですから・・・そして、そのほうがはるかに応用が利く。

最初から、本来のとき方を説明すると
　 2CO ＋ O2 →　2CO2
アボガドロの法則から
　　2　 :　1　 :　2
(CO)を基準にすると
　80mL　+　40mL ⇒ 80mL
(O2)を基準にすると
　120mL　+　60mL ⇒ 120mL
以上から、O2が過剰なことがわかります。すなわち反応するのは
　 80mL + 40mL ⇒ 80mL
です。ここで20mLのO2は反応しませんから、そのまま生成物側に残りますから
　80mL + 20mL(未反応) = 100mL
はわかりますよね

その上で先の式を見てみると

　　[反応物側］|　[生成物側]　　　　の気体の量と変化
　 80mL 　60mL　⇒　0mL 　(反応前)
+)-80mL　-40mL　⇒ +80mL　(反応)
-----------------------------------
　　0mL　 20mL　　 80mL　(反応後)

という意味であることがわかります。

★この様な、いわゆる受験テクニックは覚える必要はありません。!!!!
　覚える方法もありません。
　対して早くなるわけじゃありませんし、応用が利きません。これに、いずれかが固体や液体であるような反応---重さや密度が関わってくると使えませんよ。

　理屈を知っていれば式の意味がわかるはずです。あなたの問題点は、物質量と他の物理量との関係が理解できてないことです。

お礼

ありがとうございました！

回答No.1

syouojisan

表の見方ですが、

1行目　2CO ＋ O2 →　2CO2
今回の設問の反応式です。

2行目 80ml 　60ml 　 0
反応（燃焼）前の各気体の量です。
一酸化炭素が80ml、酸素が60ml、
二酸化炭素は反応前なので0mlです。

3行目　－80 　　－40 　 ＋80
反応時の各気体の変化量です。
一酸化炭素は完全に燃焼させるため、80ml全量
消費されます。従って「-80ml」です。
燃焼には、酸素は一酸化炭素の半分の量が必要です。
従って80mlの半分40mlが消費されます。
従って「-40ml」です。
二酸化炭素は、最初の一酸化炭素と同量生成します。
従って「+80ml」です。

4行目　0 　　 　20 　 　80（ml）
反応後の各気体の量です。
2行目にあった最初の量と、3行目の変化量から
求められます。

お礼

ありがとうございました！