2011年度 化学Ⅰ－第1問－問5
【問題】
標準状態で10mLのメタンと40mLの酸素を混合し，メタンを完全燃焼させた。燃焼前後 の気体の体積を標準状態で比較するとき，その変化に関する記述として最も適当なものを 次の①～⑤のうちから一つ選べ。ただし，生成した水は，すべて液体であるとする。
① 20mL減少する。 ② 10mL減少する。
③ 変化しない。 ④ 10mL増加する。
⑤ 20mL増加する。
【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。
高校化学Net参考書 ～センター試験演習「化学Ⅰ」～ http://ko-ko-kagaku.net/center-kagaku1/
