今回のテーマは、「係数と計算」です。

化学反応式に関する計算問題に挑戦してみましょう。

まずは、問題文の意味をきちんと読み取りましょう。
エタンを完全燃焼させました。
このときに発生する二酸化炭素の体積を求めるわけですね。
つまり、この問題では、化学反応における量的関係が問われているのです。

このような問題で、最初に何をすればよいかわかりますか？
それは、 化学反応式を立てる ことです。
化学反応式ができれば、各物質の 係数 の比がわかります。
それがわかれば、 物質量 の比や 体積 の比、 質量 の比などがわかるようになるのです。

さて、化学反応式の立て方については、以前に詳しく学習しましたね。
出来上がる式は、次のようになります。
　 2C₂H₆+7O₂→4CO₂+6H₂O

さて、 係数の比 に注目しながら、計算を進めていきます。
　 エタン:酸素:二酸化炭素:水=2:7:4:6

さて、今回の問題では、どの物質に注目するのがよいでしょうか?
すぐにわかるのは、 「CO₂」 です。
CO₂の体積を求める問題ですから、当然ですね。

しかし、比を使って計算するためには、２種類以上の物質を比較する必要があります。
そのときに大事なのは、 「問題文でヒントを与えられているもの」に注目する ことです。

例えば、今回の問題では、 「質量30gのエタン（C₂H₆）」 と書かれています。
ということは、この「質量30gのエタン（C₂H₆）」を計算に使うということですね。

それでは、 C₂H₆とCO₂の関係に注目 していきましょう。

まず、C₂H₆の物質量はいくらでしょうか？
C₂H₆の分子量は、12×2+6=30となります。
物質1molの質量は、分子量にgをつけたものでしたよね。
したがって、 C₂H₆の物質量は1mol です。

次に注目するのが、 係数の比 です。
係数の比は、次のようになります。
　C₂H₆：CO₂=2：4=1：2

そして、この比は、 物質量の比 でもあるわけですね。
　C₂H₆：CO₂=1mol：2mol
よって、 CO₂の物質量は2mol だとわかりました。

最後に、標準状態における、 CO₂の体積 を求めましょう。
標準状態においては、多くの 気体1molの体積は22.4L でしたね。
　1mol:22.4L=2mol:x L
　x=44.8
よって、答えは 44.8L となります。