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섭씨 100도, 1기압에서 산소 1L와 수소 1L를 온도와 압력이 유지… | [화학분석기사 필기] 15년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[화학분석기사 필기] 15년 1회차
섭씨 100도, 1기압에서 산소 1L와 수소 1L를 온도와 압력이 유지되는 용기에서 반응시켰다. 반응이 끝난 후 생성된 수중기의 부피와 용기 속에 포함된 기체의 총 부피는 각각 몇 L인가?
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1, 1.5
2
1.5, 2
3
2, 2.5
4
2.5, 3
해설

반응식은 2H2+O2→2H2O2\mathrm{H_2} + \mathrm{O_2} \rightarrow 2\mathrm{H_2O}이며, 같은 온도·압력에서 기체의 부피는 몰수에 비례한다(아보가드로 법칙). H2 1L는 화학량론상 O2 0.5L와만 반응하므로, 넣어준 O2 1L 중 절반만 소모되고 H2가 먼저 다 쓰이는 한계 반응물이 된다.

반응 후 O2는 1−0.5=0.5 L1 - 0.5 = 0.5\,\mathrm{L}가 남고 생성된 수증기는 1L이므로(100℃, 1기압에서 물은 기체 상태), 용기 속 기체의 총 부피는 1+0.5=1.5 L1 + 0.5 = 1.5\,\mathrm{L}가 된다.

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