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탄소 3g을 산소 16g 속에서 완전연소시켰을 때, 연소 후 생성된 혼합 기체의 부피 상세 페이지

1[위험물산업기사 필기] 21년 4회차

탄소 3g을 산소 16g 속에서 완전연소시켰을 때, 연소 후 생성된 혼합 기체의 부피는 표준상태에서 몇 L인가?

1

5.6

2

6.8

3

11.2

4

22.4

해설

탄소 3g을 산소 16g 속에서 완전연소시켰을 때 생성된 혼합 기체의 부피는 11.2L이다.

탄소의 몰수는
nC=3g12g/mol=0.25moln_C=\dfrac{3\,\mathrm{g}}{12\,\mathrm{g/mol}}=0.25\,\mathrm{mol}
산소의 몰수는
nO2=16g32g/mol=0.5moln_{O_2}=\dfrac{16\,\mathrm{g}}{32\,\mathrm{g/mol}}=0.5\,\mathrm{mol}
이다.

연소 반응식은 C+O2CO2\mathrm{C+O_2 \rightarrow CO_2} 이며, 탄소 0.25mol과 반응하는 산소는 0.25mol이므로 산소가
0.50.25=0.25mol0.5-0.25=0.25\,\mathrm{mol}
남아 탄소가 한계반응물이 된다.

반응 후 생성된 CO2\mathrm{CO_2} 0.25mol과 미반응 O2\mathrm{O_2} 0.25mol을 합친 혼합기체는 총 0.5mol이며, 표준상태 부피는
0.5mol×22.4L/mol=11.2L0.5\,\mathrm{mol}\times22.4\,\mathrm{L/mol}=11.2\,\mathrm{L}
이다.

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