メタンの完全燃焼

質問

似たような質問を確認していますが、求め方がよくわからいので質問させて頂きます。

問題文
メタンを空気過剰率1.2で完全燃焼させた場合、排気ガス中のco2濃度（質量割合）はいくらか。

答え　12.7％あ

以下は私の考えた結果

CH4＋2O2 ＝　CO2＋2H2O
1m3＋2m3　＝1m3＋2m3

O2:N2＝21:79とし（問題文には記載なし）
理論空気量を9.5m3とし
N2は7.5m3とする

空気比1.2から燃焼後の余剰空気量を1.9m3

CO2濃度は　1÷（1＋7.5＋1.9）

回答No.1

okormazd · ベストアンサー

気体なら、mol比と体積比は同じ。
　　　　　　　CH4＋2O2 →CO2＋2H2O
理論量　　　　1mol　2mol　1mol　2mol
　　　　　　　　　　　↓
理論空気量　2×100/21=9.52mol
実際空気量　　　9.52×1.2=11.4mol=O2-2.4mol+N2-9.02mol

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　未反応
　　　　　　　CH4＋2O2 →CO2＋2H2O　　　O2　　　N2
反応後　　　　　0　　0　　1mol　2mol　　　0.4mol　9.02mol

質量　　　　　　　　　　　1×44g　2×18g　　0.4×32g　9.02×28g

CO2質量濃度=44/(44+36+12.8+252)×100=12.7%

回答No.2

noname#215361

体積と質量は全て比で考えるので、単位はない

CH4+2O2→CO2+2H2Oから、
CH4の体積1を完全燃焼（反応）させるのに必要なO2の体積は2
空気過剰率1.2から、反応前のO2の体積は2*1.2=2.4
よって、未反応のO2の体積は2.4-2=0.4
O2の分子量32から、この質量は32*0.4=12.8
また、空気中のN2の体積は2.4*79/21
N2の分子量28から、この質量は28*2.4*79/21=252.8
反応後のCO2の体積は1
CO2の分子量44から、この質量は44*1=44
反応後のH2Oの体積は2
H2Oの分子量18から、この質量は18*2=36

以上から、排気ガス中のCO2濃度（質量割合）は、
44/（12.8+252.8+44+36）*100=44/345.6*100≒12.7％