プロパンの完全燃焼に必要な酸素量の計算方法と反応式の理解

プロパンの完全燃焼に必要な酸素量を計算する問題に関して、解説を加えます。質問者は、試験問題において酸素の量がどう求められ、なぜ特定の数値が出てくるのかを理解することが難しいと感じているようです。本記事では、計算方法や反応式をわかりやすく説明し、疑問を解消します。

1. プロパンの完全燃焼反応式

プロパン（C3H8）の完全燃焼反応式は以下の通りです。

C3H8 + 5O2 → 4H2O + 3CO2

ここで、C3H8（プロパン）は酸素（O2）と反応し、水（H2O）と二酸化炭素（CO2）を生成します。この反応式を使って必要な酸素量を計算します。

質問にある「プロパン1molは44g」とは、プロパンのモル質量に基づいた計算です。プロパンの分子式はC3H8です。炭素（C）の原子量は12、酸素（O）の原子量は16、そして水素（H）の原子量は1です。

プロパンのモル質量は、炭素（C）が3個、酸素（O）が8個の水素（H）を含んでいます。つまり、モル質量は以下のように計算されます。

モル質量 = (3 × 12) + (8 × 1) = 44g/mol

したがって、プロパン1molは44gです。

次に、プロパン22gを完全燃焼させるために必要な酸素量を求めます。22gのプロパンは、モル質量44g/molから、0.5molに相当します。

反応式において、プロパン1molに対して酸素が5mol必要です。したがって、プロパン0.5molに対しては、酸素が0.5 × 5 = 2.5mol必要です。

酸素のモル質量は32g/molですので、必要な酸素量は2.5mol × 32g/mol = 80gとなります。

酸素1molが32gである理由は、酸素分子(O2)が2つの酸素原子から成り立っており、酸素原子の原子量が16g/molであるからです。

したがって、酸素分子（O2）のモル質量は、16g/mol × 2 = 32g/molです。このため、酸素1molは32gとなります。

プロパン22gを完全燃焼させるために必要な酸素量は、0.5molのプロパンに対して2.5molの酸素が必要であり、酸素のモル質量32g/molを掛け合わせて80gが求まります。反応式とモル質量を理解することで、化学反応における必要な物質量を計算することができます。

これで、試験問題で出てくるような計算問題にも対応できるようになるでしょう。