30.0 kg C 44.0 wt% CO2 56.0 wt% CO

30.0 kg C 44.0 wt% CO2 56.0 wt% CO

30.0 kg C CO2 44.0 wt% CO 56.0 wt%

30.0 kg의 탄소를 태워

이산화탄소 44.0 wt%와

일산화탄소 56.0 wt%로 구성된 생성물을 얻었다.

이 중 이산화탄소의 양(kg)은?

(단, 탄소와 산소의 원자량은

각각 12.0 amu와 16.0 amu로 간주한다.)

① 36.7

② 43.2

③ 46.7

④ 74.0

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C + O2 → CO2

---> C : CO2 = 1 : 1 계수비(= 몰수비)

2C + O2 → 2CO

---> C : CO = 1 : 1 계수비(= 몰수비)

반응물인 C의 몰질량과 생성물인 CO2의 몰질량이 다르고,

반응물인 C의 몰질량과 생성물인 CO의 몰질량이 다르다.

---> 질량분율로 계산할 수 없다.

반응물인 C의 몰수와 생성물인 CO2의 몰수가 같고,

반응물인 C의 몰수와 생성물인 CO의 몰수가 같다.

---> 몰분율로 계산할 수 있다.

질량 백분율(wt%)로부터 몰수를 계산하고,

몰수로부터 몰분율을 계산해보자.

(CO2 + CO) 질량을 100 g 이라 가정하면,

> 44.0 wt% CO2 ---> 44.0 g CO2

> 56.0 wt% CO ---> 56.0 g CO

CO2의 몰질량 = (12) + 2(16) = 44 g/mol 이므로,

44.0 g CO2의 몰수를 계산하면,

44.0 g / (44 g/mol) = 1 mol CO2

( 참고 https://ywpop.tistory.com/7738 )

CO의 몰질량 = (12) + (16) = 28 g/mol 이므로,

56.0 g CO의 몰수를 계산하면,

56.0 g / (28 g/mol) = 2 mol CO

연소 생성물 중, CO2의 몰분율을 계산하면,

1 / (1 + 2) = 1/3

( 참고: 몰분율 https://ywpop.tistory.com/2659 )

30.0 kg C의 몰수를 계산하면,

30000 g / (12 g/mol) = 2500 mol C

---> 이 중, (1/3)이 CO2가 된다.

연소 생성물 중, CO2의 질량을 계산하면,

2500 mol × (1/3) × (44 g/mol)

= 36667 g

= 36.7 kg

답: ① 36.7

[키워드] CO2와 CO 기준, CO와 CO2 기준, CO2 + CO 기준, CO + CO2 기준