27℃ 2.00 atm 액체 메탄올(d 0.85 g/mL) 50 mL와 산소 22.8 L의 반응

27℃ 2.00 atm 액체 메탄올(d 0.85 g/mL) 50 mL와 산소 22.8 L의 반응

 

 

27℃와 2.00 atm에서 액체 메탄올(d 0.85 g/mL) 50 mL와 산소 22.8 L의 반응을 생각해 보자. 생성물은 이산화탄소와 수증기이다. 반응이 종결되었을 때 생성된 수증기의 질량은 얼마인지 계산하시오.

(R = 0.082 atm•L/mol•K 이다.)

 

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각 반응물의 몰수를 계산하면,

50 mL × (0.85 g/mL) / (32.04 g/mol) = 1.3265 mol CH3OH

( CH3OH의 몰질량 = 32.04 g/mol )

 

 

PV = nRT 로부터,

( 식 설명 https://ywpop.tistory.com/3097 )

 

n = PV / RT

= [(2.00) (22.8)] / [(0.082) (273+27)]

= 1.8537 mol O2

 

 

 

메탄올의 연소 반응식

2CH3OH + 3O2 → 2CO2 + 4H2O

 

CH3OH : O2 = 2 : 3 계수비(= 몰수비) 이므로,

1.3265 mol CH3OH와 반응하는 O2의 몰수를 계산하면,

CH3OH : O2 = 2 : 3 = 1.3265 mol : ? mol

? = 3 × 1.3265 / 2 = 1.9898 mol O2

---> O2는 이만큼 없다, 부족하다.

---> O2가 한계 반응물.

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

 

 

 

O2 : H2O = 3 : 4 계수비(= 몰수비) 이므로,

1.8537 mol O2 반응 시 생성되는 H2O의 몰수를 계산하면,

O2 : H2O = 3 : 4 = 1.8537 mol : ? mol

? = 4 × 1.8537 / 3 = 2.4716 mol H2O

 

2.4716 mol × (18.02 g/mol) = 44.5 g H2O