完全燃焼の場合、必ず酸素O2と反応し、生成する物質は二酸化炭素CO2と水H2Oになります。
生成する二酸化炭素のモル数を比較します。
化合物①～⑤それぞれの質量を合わせるため、それぞれ1ｇと仮定すると、二酸化炭素の生成量は（1÷モル数）×二酸化炭素の係数 で算出できます。
①メタンCH4の場合は、Cがひとつ、Hが4つで構成されています。
CにO2がひとつでCO2が1つ、H4個につきO2が1つでH2Oが2つ生成します。
燃焼の反応式はCH4＋2O2 → 2H2O＋CO2になります。
生成される二酸化炭素の係数は1になりますので
二酸化炭素の生成量は 1÷16×1 ＝ 1/16 になります。
同様に②～⑤を計算すると
②C2H4＋3O2 → 2H2O＋2CO2
二酸化炭素の生成量は 1÷28×2 ＝ 1/14
③C2H6＋7/2×O2 → 3H2O＋2CO2
二酸化炭素の生成量は 1÷30×2 ＝ 1/15
④CH4O＋3/2×O2 → 2H2O＋CO2
二酸化炭素の生成量は 1÷32×1 ＝ 1/32
⑤C2H6O＋3O2 → 3H2O＋2CO2
二酸化炭素の生成量は 1÷46×2 ＝ 1/23
②が最も生成量の数値が高いため、②が正解となります。
有機化合物に関する基礎を問う問題です。技術士試験では頻出です。
まず、一つずつの化合物について、完全燃焼した際の反応式を書いてみましょう。
1. CH4＋2O2→CO2＋2H2O
2. C2H4+3O2→2CO2＋2H2O
3. 2C2H6+7O2→4CO2+6H2O
4. 2CH4O+3O2→2CO2+4H2O
5. C2H6O+3O2→2CO2+3H2O
この各式を変形して、1分子あたり何分子の二酸化炭素が生成されるかを表すと
1. CH4＋2O2→CO2＋2H2O （そのまま）
2. C2H4+3O2→2CO2＋2H2O （そのまま）
3. C2H6+7/2O2→2CO2+3H2O
4. CH4O+3/2O2→CO2+2H2O
5. C2H6O+3O2→2CO2+3H2O (そのまま)
有機化合物が1gずつあるとすると、それぞれのモル数は、
メタン 1/16 エチレン 1/28 エタン 1/30 メタノール 1/32 エタノール 1/46
となりますから、上の変形した各式のCO2の係数にそれぞれのモル数をかけると、生成するCO2のモル数が求まります。
1. 1/16x1=1/16
2. 1/28x2=1/14
3. 1/30x2=1/15
4. 1/32x1=1/32
5. 1/46x2=1/23
で、最大のモル数を持つのは2. のエチレンの場合ですので、
正解は2.となります。
完全燃焼とは酸素O2を加えて水と二酸化炭素を生成することです。
従ってすべて
m（有機化合物）＋nO2 → p CO2 + q H2O
という式にします。（左辺と右辺で分子が一緒になるよう、mnpqを揃えます）
その後、m=1になるようにnpqをmで割ります。
化合物のモル数×二酸化炭素の係数で「二酸化炭素の生成量」を求めます。
①
CH4+2O2→2H2O+CO2
よって1/16
②
C2H4+3O2→2H2O+2CO2
よって2/28=1/14
③
C3H6+2/7O2→3H2O+2CO2
よって2/30=1/15
④
CH4O+3/2O2→2H2O+CO2
よって1/32
⑤C2H6O+3O2→3H2O+2CO2
よって2/46=1/23
1/14が最大となるので２が正解となります
