炭化水素の燃焼－正解・解説｜センター試験演習「化学Ⅰ」【高校化学Net参考書】

問題情報

単元	炭化水素の燃焼
年度	2006年度
問題番号	化学Ⅰ－第4問－問7
配点	4
計算問題	○
難易度	普通

正解

⑤　11

解説

　炭化水素の炭素原子の数と水素原子の数の関係は，次のようになります。

１．アルカンの炭素原子の数をnとおくと，水素原子の数は2n＋2である（一般式C_nH_2n＋2）。
２．環構造が1つあると，水素原子の数が2つ減る。
３．二重結合が1つあると，水素原子の数が2つ減る。
４．三重結合が1つあると，水素原子の数が4つ減る。

　問題中の記述a，bより，この炭化水素はアルカンよりも水素原子の数が6つ少ないことがわかります（2n－4）。また，cより，水素原子の数はn＋4と表すこともできます。これらは同じ炭化水素の水素原子の数を表しているので，次の等式が成り立ちます。

　　　2n－4　＝　n＋4

これを解いて，n＝8より，この炭化水素の分子式はC₈H₁₂です。

　有機化合物を完全燃焼すると，二酸化炭素CO₂と水H₂Oを生じます。この変化の化学反応式をつくるとき，まずは有機化合物の炭素原子の数からCO₂の係数を，水素原子の数からH₂Oの係数をそれぞれ求めます。その後，完全燃焼に必要な酸素原子の数をO₂で調整します。O₂の係数をxとおくと，次のような化学反応式になります。

　　　C₈H₁₂　＋　xO₂　→　８CO₂　＋　６H₂O

ここで，右辺に酸素原子が22あります。左辺にも酸素原子が22必要なので，2x＝22より，O₂の係数xは11となります。炭化水素とO₂の係数比が1：11であり，炭化水素の物質量が1.0molなので，必要なO₂は11molです。