問4 メタンCH4 が完全燃焼するときの化学反応式は次のように表される。 CH4…
物質量と化学反応式について，問1 ～問4 に答えよ。
問4 メタンCH4 が完全燃焼するときの化学反応式は次のように表される。 CH4 + 2 O2 → CO2 + 2 H2O メタン3 L と酸素8 L を混合し，メタンを完全燃焼させたとき，反応せずに残る物質とそ の体積の組合せとして，正しいものはどれか。次の1 ～5 のうちから一つ選べ。ただし，気 体の体積は標準状態（0 ℃，1．013 × 105 Pa）のものとする。
- 1 反応せずに残る物質：メタン 体積：1 L酸素が足りているので、メタンは残りません。
- 2 反応せずに残る物質：メタン 体積：2 Lメタンはすべて燃えるため、残る気体にはなりません。
- 3 反応せずに残る物質：酸素 体積：1 L必要な酸素は6 Lなので、残りは1 Lではありません。
- 4 反応せずに残る物質：酸素 体積：2 L必要な酸素6 Lを引いて、残る酸素は2 Lになります。
- 5 反応せずに残る物質：酸素 体積：5 L酸素は6 L使われるので、5 Lも残ることはありません。
解説
正解は4です。化学反応式から、メタン1に対して酸素2の体積比で反応します。メタン3 Lを完全に燃やすには酸素が6 L必要で、用意した酸素は8 Lなので足ります。したがってメタンはすべて反応し、残るのは酸素の8 − 6 ＝ 2 Lです。同じ温度・圧力では気体の体積比が物質量の比と等しくなることを使いましょう。
出典：文部科学省ホームページ（https://www.mext.go.jp/a_menu/koutou/shiken/kakomon/1411255_00013.htm）を加工して作成