탄소 3 g이 산소 16 g 중에서 완전 연소

탄소 3 g이 산소 16 g 중에서 완전 연소

 

 

탄소 3 g이 산소 16 g 중에서 완전 연소되었다면,

연소 후 혼합 기체의 부피는 표준 상태에서 몇 L가 되는가?

 

 

탄소 3g 이 산소 16g 중에서 완전연소 되었다면, 연소한 후 혼합 기체의 부피는 표준상태에서 몇 L 가 되는가?

① 5.6

② 6.8

③ 11.2

④ 22.4

 

 

 

[참고] (대학 일반화학에서) 표준 상태는 잘못된 용어.

STP 조건: 0℃, 1 atm

( 참고 https://ywpop.tistory.com/3684 )

 

 

 

> 탄소 3 g의 몰수 = 3 g / (12 g/mol) = 0.25 mol

> 산소 16 g의 몰수 = 16 g / (32 g/mol) = 0.5 mol

( 참고 https://ywpop.tistory.com/7738 )

 

 

 

탄소의 연소 반응식

C + O2 → CO2

 

 

 

C : O2 = 1 : 1 계수비(= 몰수비) 이고,

탄소가 완전 연소(= 전부 반응)되었다고 했으니,

탄소 0.25 mol과 산소 0.25 mol이 반응.

 

 

 

C : CO2 = 1 : 1 계수비(= 몰수비) 이므로,

생성된 CO2는 0.25 mol.

( 참고: 한계 반응물 https://ywpop.tistory.com/3318 )

 

 

 

반응 후 기체의 전체 몰수는

남아있는 산소 0.25 mol + 생성된 CO2 0.25 mol

= 0.5 mol

 

 

 

이상기체방정식, PV = nRT 로부터,

( 참고 https://ywpop.tistory.com/3097 )

 

V = nRT / P

= (0.5) (0.08206) (273+0) / (1)

= 11.2 L

 

 

 

또는 표준 상태에서, 기체 1 mol = 22.4 L 이므로,

( 참고: 몰부피 https://ywpop.tistory.com/8321 )

 

0.5 mol × (22.4 L / 1 mol) = 11.2 L

 

 

 

답: 11.2 L

 

 

 

 

[참고] C + O2 → CO2 반응식에서,

왜 O가 아닌 O2 인지가 궁금하다면?

[ 관련 글 https://ywpop.tistory.com/10395 ]