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초기에 메탄, 물, 이산화탄소, 수소가 각각 1몰씩 존재하고 다음과 같… | [화공기사 필기] 17년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[화공기사 필기] 17년 1회차
초기에 메탄, 물, 이산화탄소, 수소가 각각 1몰씩 존재하고 다음과 같은 반응이 이루어질 경우 물의 몰분율을 반응좌표 ε로 옳게 나타낸 것은?
CH4+2H2OCO2+4H2\mathrm{CH_4 + 2H_2O \rightarrow CO_2 + 4H_2}
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해설

물의 몰분율은 yH₂O = (1−2ε)/(4+2ε) 이다.

반응식 CH4 + 2H2O → CO2 + 4H2 에서 물의 화학양론계수는 −2 이므로
nH₂O = 1 − 2ε
몰수 변화 Δν = (1+4) − (1+2) = 2 이고 초기 총 몰수는 네 성분 각 1몰이므로 4몰이다.
n = 4 + 2ε

따라서 yH₂O = (1−2ε)/(4+2ε) 이다. 분모의 증가분은 반드시 Δν·ε = 2ε 이므로, 이를 −2ε 로 두면 총 몰수가 늘어나는 반응을 줄어드는 것으로 잘못 본 것이고 ε 로 두면 증가 폭을 절반으로 잡은 것이다. 분자의 −2ε 도 물이 2몰씩 소모되는 계수를 그대로 반영해야 한다.

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