15 混合気体の完全燃焼水素とメタンの物質量の比が2:1の混合気体が標準状態で 3.0L ある。 これを完全燃焼させるには, 標準状態の空気は何L必要か。 最も適当な数 値を,次の①~⑥のうちから1つ選べ。 ただし, 空気に含まれる酸素の体積の割合は 20%とする。 ① 2.0 ②3.0 3 4.0 12 実践問題 119 (5) 15 6 23

15 混合気体の完全燃焼 解答 ⑤ 解説 この混合気体中の水素H2とメタンCH4 の物質量の比が2:1 なので, 混合気体 3.0L に含まれる水素は2.0L, メタンは1.0L になる。 水素とメタンの完全燃焼は,それぞれ次の化学反応式で表される。 ZL2H2O2 2H2O → LOCHA+202 CO2+2H2O 2h 化学反応式の係数から, 2.0L の水素H2 の燃焼に酸素 O2 が 1.0L 必要 であり, 1.0LのメタンCH4の燃焼に酸素 O2 が 2.0L 必要であることが わかる。したがって, 混合気体 3.0L の完全燃焼に必要な酸素 O2 の体 積は, 1.0L+2.0L=3.0L である。 空気の20%を酸素が占めるので、 必要な空気の体積は3.0L×5=15L と なる。 L 混合気体の反応では, 成 分気体のそれぞれにつぃ て変化を考える。 ① 同温・同圧であれば, 気体の物質量の比は,体 積の比に等しくなる。