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

1[위험물산업기사 필기] 22년 1회차

탄소 3g을 산소 16g과 함께 완전연소시켰을 때, 연소 후 생성된 혼합 기체의 부피는 표준상태 기준으로 몇 L인가?

1

5.6

2

6.8

3

11.2

4

22.4

해설

완전연소 반응식은 C+O2CO2\mathrm{C} + \mathrm{O_2} \rightarrow \mathrm{CO_2}이며 몰비는 1:1:1이다.

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

탄소 0.25몰 연소에는 산소 0.25몰이면 충분하므로 산소 0.25몰이 반응하지 않고 남는다. 반응 후 기체는 생성된 CO2\mathrm{CO_2} 0.25몰과 미반응 O2\mathrm{O_2} 0.25몰을 합쳐 총 0.5몰이다.

표준상태 기체 1몰의 부피는 22.4L이므로 전체 부피는 0.5×22.4=11.2L0.5 \times 22.4 = 11.2\,\mathrm{L}이다. 나머지 보기는 과잉 산소를 무시하거나 몰수 계산을 잘못한 값으로 오답이다. 정답은 ③이다.