탄화칼슘과 물이 반응하여 아세틸렌가스를 발생시키는 반응식으로 옳은 것은? 상세 페이지

탄화칼슘과 물이 반응하여 아세틸렌가스를 발생시키는 옳은 반응식은 $CaC_2 + 2H_2O \rightarrow Ca(OH)_2 + C_2H_2$이다.
탄화칼슘( $CaC_2$ )은 위험물안전관리법령상 제3류 위험물(자연발화성물질 및 금수성물질) 중 '칼슘 또는 알루미늄의 탄화물'에 해당하고 지정수량은 300kg이다. 물과 접촉하면 격렬히 반응하여 가연성 가스인 아세틸렌( $C_2H_2$ )을 발생시키므로 금수성물질로 분류되며 주수소화가 금지된다.
양변의 원자 수를 대조하면 좌변은 Ca 1, C 2, H 4, O 2이고, 우변도 $Ca(OH)_2$ 에서 Ca 1·O 2·H 2, $C_2H_2$ 에서 C 2·H 2로 합하면 Ca 1, C 2, H 4, O 2가 되어 완전히 균형을 이룬다. 즉 탄화칼슘 1몰이 물 2몰과 반응하여 수산화칼슘 1몰과 아세틸렌 1몰을 생성하는 옳은 식이다.
$CaC_2 + 2H_2O \rightarrow Ca(OH)_2 + C_2H_4$ 는 발생 가스를 잘못 쓴 식이다. 탄화칼슘과 물의 반응으로 생기는 가스는 에틸렌( $C_2H_4$ )이 아니라 아세틸렌( $C_2H_2$ )이며, 원자 수를 세어 보아도 수소가 좌변 4개·우변 6개로 맞지 않아 균형조차 이루지 못한다.
$2CaC_2 + 6H_2O \rightarrow 2Ca(OH)_3 + 2C_2H_3$ 는 존재하지 않는 화학종을 담고 있다. 칼슘은 +2가이므로 수산화물은 $Ca(OH)_2$ 여야 하며 $Ca(OH)_3$ 은 성립하지 않는다. 또 발생 가스는 아세틸렌 $C_2H_2$ 인데 $C_2H_3$ 은 안정한 분자가 아니어서 틀렸다.
$CaC_2 + 3H_2O \rightarrow CaCO_3 + 2CH_3$ 는 아세틸렌이 전혀 생성되지 않는다. 탄산칼슘( $CaCO_3$ )과 메틸 라디칼( $CH_3$ )은 이 반응의 생성물이 아니며, 탄소 원자 수도 좌변 2개·우변 3개로 맞지 않아 균형조차 이루지 못한다.