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1[9급 지방직 화학공학일반] 18년 1회차
다음은 에테인(C2H6)으로부터 탄소(C)를 생산할 때 일어나는 반응이다. 수소(H2) 3mol과 에틸렌(C2H4) 1mol이 생성되었을 경우, 생산된 탄소의 질량[g]은? (단, C의 원자량은 12g/mol이다)
  • C2H6→2C+3H2\mathrm{C_2H_6\rightarrow 2C+3H_2}
  • C2H6→C2H4+H2\mathrm{C_2H_6\rightarrow C_2H_4+H_2}
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해설

탄소 생성 반응에서 나온 수소가 2 mol이므로 생산된 탄소는 16 g이다.

에틸렌 1 mol이 생기는 반응에서 수소도 1 mol 생기므로, 나머지 수소 2 mol은 탄소 생성 반응에서 나온 것이다.
nC=2×23=43 moln_{\mathrm{C}}=2\times\dfrac{2}{3}=\dfrac{4}{3}\,\mathrm{mol}
m=43×12=16 gm=\dfrac{4}{3}\times12=16\,\mathrm{g}

핵심은 두 반응의 수소 생성량을 나누어 계산하는 것이다.

  • 24 g은 수소 3 mol 전부를 탄소 생성 반응에 배정한 값이다.
  • 12 g은 탄소 1 mol에 해당하며 화학양론비(탄소 2 : 수소 3)와 맞지 않는다.
  • 20 g도 수소 2 mol에서 나오는 탄소량과 맞지 않는다.

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