先日、ある資格試験を受けてきたのですが、その化学の分野で、次のような出題がありました。

「標準状態で、1.14ℓの炭化水素(気体)があり、それを燃焼させ、冷却水を得た。その水の質量は1.8gであった。また、その炭化水素に適当な触媒を使用して水素を付加させた。その水素の量は、炭化水素と同量であった。その炭化水素を選べ。
(1) アセチレン
(2) メタン
(3) エタン
(4) エチレン
(5) イソブチル」
内容はたしか、このようだったと思います。
私は、化学が“超”苦手なので、皆目わかりませんでした。
いったい、これは、どのような化学式から求められるものなのでしょうか? よろしくお願いいたします。

回答の条件
  • 1人5回まで
  • 13歳以上
  • 登録:2016/03/01 11:49:35
  • 終了:2016/03/01 22:24:05

ベストアンサー

id:takejin No.2

たけじん回答回数1464ベストアンサー獲得回数1892016/03/01 17:33:29スマートフォンから投稿

たぶん、なんのことやらさっぱりという状態なのでしょう?だいたいの流れを説明してみましょう。

標準状態で、1.14ℓ(1.12l?)の炭化水素(気体)があり、それを燃焼させ、冷却水を得た。その水の質量は1.8gであった。

→ここまででわかることは、炭化水素は0.05mol、発生した水は0.1mol。
(標準状態の気体は1molで22.4l、水は1molで18g)

つまり、炭化水素分子1個で、水分子2個が発生したことになる。水分子には水素が2個あるので、炭化水素分子は4個の水素原子を持つことがわかる。

その炭化水素に適当な触媒を使用して水素を付加させた。その水素の量は、炭化水素と同量であった。

→水素が付加させられるのは、二重結合もしくは三重結合がある化合物になる。
→付加した水素は同量なので、炭化水素分子の数と水素ガスの分子数は同じ。炭化水素分子には2個の水素が付加することがわかる。多重結合が開いて水素が付加するので、結合一重に対して水素は2個。2個付加しているので二重結合であることがわかる。

すなわち、炭化水素は一分子に水素が4個で、二重結合をもつ分子になる。
選択肢からそれにあたる分子を選べば正解にたどり着ける。

id:fukugorou

正直、“超”苦手な分野なので、全てではありませんが、とにかく、1つ1つかみ砕くように解説されてあるので、「そうか」というあたりまで、理解できました。何回も読み返して解答にたどり着きたいと思います。ありがとうございました。

2016/03/01 18:44:14
id:takejin

一部間違っていたので修正しました。
(解答は変わらないです)

2016/03/01 20:47:07

その他の回答(1件)

id:NAPORIN No.1

なぽりん回答回数4554ベストアンサー獲得回数8442016/03/01 13:25:15

(1) アセチレン C2H2  
(2) メタン   CH4   
(3) エタン   C2H6  
(4) エチレン  C2H4  
(5) イソブチル C4H10 

化学式といえば↑ですが、たしかにそれぞれの組成式くらいはぱっと脳裡にうかばないと無理ですね。
塩はNaclとかと一緒に全部まるおぼえしてください。モノ、ジ、トリ、テトラ… あるきん、あるかん、あるけん… 炭化水素はブロック遊びのように元素を組み合わせるのです。材料の数によってどういう形をとるかが決まりますから、数字と元素が入った名前をみれば大体「何がなんこはいってるからこういうつながりかたをした形のものだな」とわかるんです。(イソとかアセチレンは慣用名だから、おぼえておかないと無理ですけど)これが化学の「命名法」のとこです。もちろん原子と分子の違いは理解しないと。物質名の命名は分子だけのもの。
 
さて候補がわかればどれも水素と炭素の比がちがい、分子量も不飽和数もちがいますので見分けることは簡単にできます。
・気体の標準状態から簡単にモル数を求められます。
・水1.8gからもモル数がもとめられ、これで1分子あたりに含まれている水素原子(H)の数がわかります。これだけでもモノによっては答えが求められますが、今回の選択肢はこれだけではダメです。
・おなじものに今度は燃やすのではなく水素添加操作をした結果により不飽和数を求められることで答えが確定できます。ここでいう水素はHではなく当然H2ですよ。
高校の化学で解けますが、化学のどの単元ということではなく有機化学、気体の常態方程式、モルなどといったそれぞれで教わることをすべて総合して考えることをもとめられるので、詳しく全部かくのは大変です。高校1年の化学教科書がおすすめ。今年から分厚くなってるそうですけど。

あと出題は1.12リットル、イソブチルはイソブタンの誤記では? そのほうが正確な出題になるでしょうね。

id:fukugorou

たぶん、私の記憶違いだったかもしれません。おそらく、おっしゃるように1.12ℓだと思います。高校の化学のテキストを片手に解いてみたいと思います。参考になりました。ありがとうございました。

2016/03/01 18:48:09
id:takejin No.2

たけじん回答回数1464ベストアンサー獲得回数1892016/03/01 17:33:29スマートフォンから投稿ここでベストアンサー

たぶん、なんのことやらさっぱりという状態なのでしょう?だいたいの流れを説明してみましょう。

標準状態で、1.14ℓ(1.12l?)の炭化水素(気体)があり、それを燃焼させ、冷却水を得た。その水の質量は1.8gであった。

→ここまででわかることは、炭化水素は0.05mol、発生した水は0.1mol。
(標準状態の気体は1molで22.4l、水は1molで18g)

つまり、炭化水素分子1個で、水分子2個が発生したことになる。水分子には水素が2個あるので、炭化水素分子は4個の水素原子を持つことがわかる。

その炭化水素に適当な触媒を使用して水素を付加させた。その水素の量は、炭化水素と同量であった。

→水素が付加させられるのは、二重結合もしくは三重結合がある化合物になる。
→付加した水素は同量なので、炭化水素分子の数と水素ガスの分子数は同じ。炭化水素分子には2個の水素が付加することがわかる。多重結合が開いて水素が付加するので、結合一重に対して水素は2個。2個付加しているので二重結合であることがわかる。

すなわち、炭化水素は一分子に水素が4個で、二重結合をもつ分子になる。
選択肢からそれにあたる分子を選べば正解にたどり着ける。

id:fukugorou

正直、“超”苦手な分野なので、全てではありませんが、とにかく、1つ1つかみ砕くように解説されてあるので、「そうか」というあたりまで、理解できました。何回も読み返して解答にたどり着きたいと思います。ありがとうございました。

2016/03/01 18:44:14
id:takejin

一部間違っていたので修正しました。
(解答は変わらないです)

2016/03/01 20:47:07

コメントはまだありません

この質問への反応(ブックマークコメント)

「あの人に答えてほしい」「この質問はあの人が答えられそう」というときに、回答リクエストを送ってみてましょう。

これ以上回答リクエストを送信することはできません。制限について

絞り込み :
はてなココの「ともだち」を表示します。
回答リクエストを送信したユーザーはいません