気体の体積－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	気体の体積
年度	2011年度
問題番号	化学Ⅰ－第1問－問5
配点	4
計算問題	○
難易度	普通

正解

①　20mL減少する。

解説

　メタンの燃焼は，次の化学反応式で表されます。
　　　CH₄　＋　２O₂　→　CO₂　＋　２H₂O

　化学反応式の係数は，それぞれの物質の変化量の比を表しています。通常は物質量〔mol〕の比と考えることが多いですが，気体の体積〔L〕の比と考えることも出来ます。

　メタンCH₄と酸素O₂は，1：2の比で反応します。酸素40mLが完全に反応すると考えた場合，メタンは20mLが反応します。しかし，メタンは10mLしかないので，酸素40mLすべてが反応することはできません。つまり，未反応の酸素が残ります。メタン10mLが完全に反応すると考えた場合，酸素は20mLが反応します。

　このとき，酸素は40mL－20mL＝20mLが残ります。二酸化炭素は10mLが生成します。水はすべて液体なので，気体の体積は0mLです。よって，反応後の気体は，酸素と二酸化炭素の混合気体で，30mLです。反応前にはメタンと酸素の混合気体50mLがあったので，20mL減少したことがわかります。