이황화탄소 100kg이 완전연소할 때 발생하는 이산화황의 부피(m3)를… | 2020년 위험물산업기사실기 1회 기출문제 상세 페이지

62.12m³

CS₂ + 3O₂ → CO₂ + 2SO₂
이상기체 상태방정식 $V=\frac{wRT}{PM}$
w(질량) = 100kg = 100,000g
R(기체상수) = 0.082 L·atm·K^-1·mol^-1
T(절대온도) = 273 + 30 = 303K
P(압력) = 1.0526atm (760mmHg = 1atm)

$V=\frac{100,000\times 0.082\times 303}{1.0526\times 76}=31,058.43\text{L}$
이황화탄소 1mol이 연소하면 이산화황 2mol이 발생한다.
이산화황의 부피는 31,058.43 × 2 = 62,116.86L이다.
62,116.86L = 62.12m³

[해설]

이황화탄소가 완전연소하면 이산화황이 2배 몰비로 생성되므로, 주어진 온도·압력 조건에서 이 부피를 구한 값이 답이다.

$\mathrm{CS_2} + 3\mathrm{O_2} \rightarrow \mathrm{CO_2} + 2\mathrm{SO_2}$
이상기체 상태방정식으로 CS₂ 100kg의 몰수가 같은 조건에서 차지할 부피를 먼저 구한다.
$V = \dfrac{wRT}{PM}$

CS₂의 분자량은 76, 압력은 800mmHg를 atm으로 환산($\dfrac{800}{760} \approx 1.0526\,\mathrm{atm}$), 온도는 $273+30=303\,\mathrm{K}$를 대입한다.
$V = \dfrac{100{,}000 \times 0.082 \times 303}{1.0526 \times 76} \approx 31{,}058.43\,\mathrm{L}$

이 부피는 CS₂ 몰수에 대응하는 값이므로, 반응 몰비 1:2를 곱해 SO₂ 부피로 환산하고 단위를 m³로 바꾼다.
$31{,}058.43 \times 2 = 62{,}116.86\,\mathrm{L} = 62.12\,\mathrm{m^3}$