プロパンと酸素の完全燃焼で残る物質とその質量の計算方法

この問題では、プロパンと酸素を完全燃焼させた場合に残る物質とその質量を求める問題です。標準状態でのプロパン（C3H8）と酸素（O2）の完全燃焼反応を考え、その結果、どちらが残るかを計算していきます。

1. プロパンと酸素の完全燃焼反応式

プロパンの完全燃焼反応式は次のように表されます。

C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2O

この反応からわかるように、1モルのプロパン（C3H8）には5モルの酸素（O2）が必要です。完全燃焼により二酸化炭素（CO2）と水（H2O）が生成されます。

問題において、プロパンの量は5.6L、酸素は48gです。まずはこれらの物質のモル数を求めます。

プロパンのモル数：プロパンの分子量はCが12、Hが1でC3H8の分子量は44 g/molです。標準状態では1molの気体は22.4Lの体積を占めるので、5.6Lのプロパンが何モルかを計算します。

5.6L / 22.4L/mol = 0.25 mol

酸素のモル数：酸素の分子量は32 g/molなので、48gの酸素は何モルかを計算します。

48g / 32g/mol = 1.5 mol

プロパン1モルに対して必要な酸素は5モルなので、0.25モルのプロパンには0.25 * 5 = 1.25モルの酸素が必要です。実際に与えられた酸素は1.5モルなので、酸素は1.5モル – 1.25モル = 0.25モル余ります。

したがって、プロパンは完全に燃焼し、酸素が0.25モル残ることがわかります。

酸素の残ったモル数は0.25モルです。この酸素の質量は、次の式で計算できます。

質量 = モル数 × 分子量 = 0.25 mol × 32 g/mol = 8 g

したがって、残る酸素の質量は8gです。

この問題では、プロパンと酸素を完全燃焼させた結果、残る物質は酸素であり、その質量は8gであることがわかりました。完全燃焼ではプロパンが完全に反応し、酸素が余ることがポイントです。