25℃ 1기압 탄소 수 3 탄화수소 11 g 완전 연소 CO2 18 L

25℃ 1기압 탄소 수 3 탄화수소 11 g 완전 연소 CO2 18 L

25℃, 1기압에서 탄소 수가 3인 탄화수소 11 g이 완전 연소될 때

생성된 이산화탄소(CO2)의 부피가 18 L이었다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 보기에서 있는 대로 고른 것은?

(단, H, C, O의 원자량은 각각 1, 12, 16이고,

25℃, 1기압에서 기체 1몰의 부피는 24 L이다.)

<보기>

ㄱ. 탄화수소는 C3H4이다.

ㄴ. 탄화수소 1몰이 완전 연소될 때 생성되는 CO2는 3몰이다.

ㄷ. 탄화수소 11 g이 완전 연소될 때 사용된 O2는 16 g이다.

단, 탄화수소 연소 반응식은 다음과 같다.

CaHb + (a + b/4)O2 → aCO2 + (b/2)H2O

탄화수소 연소 반응식

CaHb + (a + b/4)O2 → aCO2 + (b/2)H2O

( 참고 https://ywpop.tistory.com/17026 )

“탄소 수가 3”이므로,

CO2의 계수, a = 3

“이산화탄소(CO2)의 부피가 18 L” 이므로,

18 L × (1 mol / 24 L) = 0.75 mol CO2

CaHb : CO2 = 1 : 3 계수비(= 몰수비) 이므로,

연소된 CaHb의 몰수를 계산하면,

CaHb : CO2 = 1 : 3 = ? mol : 0.75 mol

? = 0.75 / 3 = 0.25 mol CaHb

CaHb의 몰질량을 계산하면,

M = W / n

( 참고 https://ywpop.tistory.com/7738 )

= 11 g / 0.25 mol = 44 g/mol

C3H8의 몰질량 = 3(12) + 8(1) = 44 g/mol 이므로,

---> CaHb = C3H8

C3H8 : CO2 = 1 : 3 계수비(= 몰수비) 이므로,

탄화수소 1몰이 완전 연소될 때 생성되는 CO2는 3몰이다.

(a + b/4) = (3 + 8/4) = 5 이므로,

O2의 계수 = 5

C3H8 : O2 = 1 : 5 계수비(= 몰수비) 이므로,

탄화수소 11 g이 완전 연소될 때 사용된 O2의 질량을

질량비로 계산하면,

( 참고: 질량비로 계산 https://ywpop.tistory.com/22115 )

C3H8 : O2 = 44 g : 5(32) g = 11 g : ? g

? = 5(32) × 11 / 44 = 40 g O2

---> 탄화수소 11 g이 완전 연소될 때 사용된 O2는 40 g이다.

답: ㄴ. 탄화수소 1몰이 완전 연소될 때 생성되는 CO2는 3몰이다.

[키워드] 탄화수소 연소 기준, C3H8 연소 기준, 탄화수소 연소 반응식 기준, C3H8 연소 반응식 기준