탄소가 완전 연소하여 CO 2 가 되는 반응이 있다. 탄소의 1몰을 100% 과잉공기와 반응시켰을 때 생성된 CO 2 의 부피 백분율(vol%)은 얼마인가? (단, 공기 중 산소의 함량은 21vol% 이다.) \mathrm{C} + \mathrm{O_2} \rightarrow \mathrm{CO_2}

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탄소가 완전 연소하여 CO2가 되는 반응이 있다. 탄소의 1몰을 100… | [화학분석기사 필기] 16년 2회차 기출문제 상세 페이지

1[화학분석기사 필기] 16년 2회차

탄소가 완전 연소하여 CO₂가 되는 반응이 있다. 탄소의 1몰을 100% 과잉공기와 반응시켰을 때 생성된 CO₂의 부피 백분율(vol%)은 얼마인가? (단, 공기 중 산소의 함량은 21vol% 이다.)
 $\mathrm{C} + \mathrm{O_2} \rightarrow \mathrm{CO_2}$

100 vol%

24.2 vol%

10.5 vol%

3.8 vol%

해설

생성된 CO₂의 부피 백분율은 약 10.5 vol%이다.

탄소 1몰 연소에 필요한 이론산소량은 1몰(C+O₂→CO₂)이며, 100% 과잉공기이므로 실제 공급 산소는 2몰이 된다.

공기 중 산소가 21vol%이므로 공급 공기량은 $2/0.21 = 9.52$ 몰이고, 이 중 질소는 $9.52 - 2 = 7.52$ 몰이다.

반응 후 생성물은 CO₂ 1몰, 미반응 O₂ 1몰(2몰 공급 중 1몰만 반응), N₂ 7.52몰이므로 전체 몰수는 $1+1+7.52 = 9.52$ 몰이다.

따라서 CO₂ 부피비는
$1/9.52 \times 100 ≈ 10.5$
vol%이다.

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