メタン(CH4)が完全燃焼する反応について

質問

(1) メタン8.0gが完全燃焼すると、生成する二酸化炭素は何molか。

(2) メタン8.0gが完全燃焼すると、生成する水は何molか。

(3)この反応に使用した酸素の体積は標準状態で何Lか。

どうやって解くのかも知りたいので、式も添えて頂けると大変助かります。よろしくお願いします。

回答No.1

noname#231998 · ベストアンサー

(1)
メタンCH4の分子量は、12+1×4=16
よって、メタン8.0gは8/16=0.5mol
また、メタンCH4の完全燃焼式（酸素O2との化学反応式）は、次のようになります。
CH4+ 2O2 → CO2 + 2H2O
メタンCH4と二酸化炭素CO2の係数（1は省略）は等しいので、答えは0.5mol

(2)
(1)の完全燃焼式から、水H2Oの係数はメタンCH4の係数の2倍であるから、答えは0.5×2=1.0mol

(3)
(1)の完全燃焼式から、酸素O2の係数はメタンCH4の係数の2倍であるから、反応した酸素O2は0.5×2=1.0mol
よって、答えは22.4L（標準状態において、気体1.0molの体積は、その種類によらず22.4L）

なお、メタンCH4の完全燃焼式は丸暗記していなくても、メタンCH4と酸素O2が過不足なく反応して、二酸化炭素CO2と水H2Oが生成するということを覚えておけば、次のようにして導き出せます。
先ず、完全燃焼式を次のようにおきます。（xはO2の係数）
CH4 + xO2 → CO2 + 2H2O
CH4の係数とCO2の係数は、左辺と右辺でCの数が変わらないので、等しくなります。
左辺のHの数が4であるから、H2Oの係数は4/2=2になります。
これから、右辺のOの数が2+1×2=4になるので、x=4/2=2になって、完全燃焼式が出来上がります。

お礼

完全燃焼式を書く問題もあったので合わせて書いていただいて助かりました！全体的に詳しく解説していただけるので毎回とても参考になります。ありがとうございます！

回答No.2

skydaddy

メタン（CH4、分子量16)
酸素（O2、分子量32）
水（H2O、分子量18）
二酸化炭素（CO2、分子量44）

CH4 ＋ ２O2 → CO2 ＋ ２H2O

メタン８.０gは、０.５mol
８.０÷16＝０.５
したがって、メタン８gが燃焼すると二酸化炭素は０.５molできる。
（上の反応式からメタンのモル数と二酸化炭素のモル数は同じ）

水の生成は、メタンのモル数の２倍だから、１.０mol

この反応に使う酸素はメタンのモル数の２倍のモル数を使うので１.０mol
1molの酸素（標準状態）の体積は、２２.４L

お礼

各物質の分子量も添えていただいてありがとうございます！まだ暗記出来ていないので頑張らなければいけませんね…とても助かりました！