化学組成について

質問

プロパン（100kg/h）を空気とともに炉に供給し完全燃焼させた。空気は酸素が量論比の1.5倍になるように供給した。燃焼後のガスの組成を求めよ。ただし、水は水蒸気として存在するものとする。

解き方を教えてください

回答No.2

101325 · ベストアンサー

はじめに、プロパンが完全燃焼するときの化学反応式を書きます。

C3H8 ＋ 5O2 → 3CO2 ＋ 4H2O

この化学反応式から、プロパン１モルと過不足なく反応する酸素が５モルであることと、
プロパン１モルから炭酸ガス３モルと水蒸気４モルが生成することが分かります。

つぎに、プロパン１モルにつき、空気がどれだけ供給されているかを計算します。
酸素が量論比の1.5倍になるように供給されているのですから、酸素は５×1.5＝7.5モル、
空気に含まれる窒素は酸素の４倍ですから、窒素は7.5×４=３０モルになります。

さいごに、組成を求めます。

酸素が量論比の1.5倍になるように空気が供給されているので
燃焼前のモル比は C3H8:O2:N2:CO3:H2O = 1:7.5:30:0:0 となります。

プロパンの完全燃焼の化学反応式から、プロパン１モルにつき酸素が５モル消費されるので
燃焼後のモル比は C3H8:O2:N2:CO3:H2O = 0:2.5:30:3:4 となります。

気体の体積比と分圧比は、どちらもモル比と同じと考えていいです。
質量比が必要なときは、求めたモル比と分子量から適当に計算してください。

回答No.1

ORUKA1951

問題文をしっかり読めば難しくはないはず
＞燃焼後のガスの組成を求めよ。
　体積比なのか質量比なのかが書かれていないことから、よく読んでいないことが見える。

＞空気は酸素が量論比の1.5倍になるように供給した。
　から、酸素は考えなくて良いので
とりあえず、
C₃H₈ + ?O₂ → ?CO₂ + ?H₂O
を考えればよい。
C₃H₈ + ?O₂ → 3CO₂ + 4H₂O
　O:　　　　　　6　+　　4
C₃H₈ + 5O₂ → 3CO₂ + 4H₂O
44g : 5*22.4L:3*22.4L:4*22.4L
44g : 112L　 : 67.2L : 89.6L
100kg: 112*44/100000　:　67.2*44/100000 : 89.6*44/100000
この結果に、112*44/100000の0.5を加えればよい。

質量比なら、
C₃H₈ + 5O₂ → 3CO₂ + 4H₂O
44g : 5*32g:3*44g : 4*18g
から計算。