H25年 大気特論 問3 問題と解説

炭素の(CO₂)_max(%)はおよそいくらか。

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3. 17
4. 19
5. 21

 

 

 

 

 

　解 説　　　　

最初に気をつけておきたいことは、(CO₂)_maxというのは「乾き燃焼ガス中のCO₂濃度」です。「乾き」なので、水蒸気の分を勘定してはいけません(この問題ではH₂Oが出ないので関係ありませんが)。

それでは、本題に入ります。まず、わかりやすいようにもともとの炭素が1molあると仮定します(仮定なので、違う数字で考えても差し支えありません)。続いて、Cを燃焼させる反応式と、消費するO₂、生成するガスの物質量を示します。

Cが1molなので、消費するO₂も生成するCO₂も1molとなります。よって、完全燃焼後に存在するガスの種類はCO₂とN₂の2種類です。空気の成分は窒素79%、酸素21%ですが、窒素は反応に関わらないため、初めからあった分が最後まで残ります。

CO₂とN₂の物質量は以下の通りとなります。

よって、CO₂濃度は、

となるため、21%が答えになります。