aMgO(s) + bC(s) → cMg(s) + dCO(g) + eCO2(g)

aMgO(s) + bC(s) → cMg(s) + dCO(g) + eCO2(g)

 

 

산화마그네슘(MgO)이 흑연(C)과 함께 가열되면

다음 반응식에 따라 환원된다.

6몰(mol)의 MgO와 4몰(mol)의 C를 과량의 반응물로 사용하였을 때,

4몰(mol)의 Mg와 3몰(mol)의 기체가 생성되었다.

다음 설명 중 옳은 것은?

aMgO(s) + bC(s) → cMg(s) + dCO(g) + eCO2(g)

1) 반응 후 남은 MgO의 양은 4몰이다.

2) 반응에 소모된 C의 양은 4몰이다.

3) 생성된 기체 중 CO의 몰수는 2이다.

4) 생성된 기체 중 CO2의 몰수가 CO의 몰수보다 더 크다.

 

---------------------------------------------------

 

문제 지문에 오류(오타)가 있다.

 

반응물이 2개인데,

2개 다 반응 몰수가 주어졌는데,

무엇을 “과량의 반응물로 사용”???

---> 여기서부터 문제가 꼬이기 시작함.

 

 

 

3MgO(s) + 2C(s) → 3Mg(s) + CO(g) + CO2(g)

3MgO + 2C → 3Mg + CO + CO2

---> 이 계수가 맞다고 가정하면,

 

 

 

4몰(mol)의 Mg가 생성되었다?

MgO : Mg = 1 : 1 = ? : 4

---> 6 mol MgO 중 4 mol 반응하고, 2 mol 남음.

---> 1)번 틀림.

---> MgO가 남았으니, MgO가 과잉(과량) 반응물.

 

 

 

MgO : C = 3 : 2 = 4 : ?

? = 2 × 4 / 3 = 2.67 mol C 반응

---> 2)번 틀림.

---> C도 반응 후 남는다?

---> 이 문제에서 과잉 반응물은 없음.

 

 

 

MgO : CO = 3 : 1 = 4 : ?

? = 1 × 4 / 3 = 1.33 mol

---> 3)번 틀림.

 

 

 

CO : CO2 = 1 : 1

---> 4)번 틀림.

 

 

 

 

문제 지문에

“3몰(mol)의 기체가 생성”

---> 이것 또한 오타가 아니라면,

 

3MgO + 2C → 3Mg + CO + CO2

---> 이 계수가 잘못된 것이다.

---> 이 경우, 위의 모든 해설은 의미가 없다.

 

 

 

 

반응식 계산 프로그램으로

aMgO(s) + bC(s) → cMg(s) + dCO(g) + eCO2(g)

이 반응식의 계수를 계산해보면,

무한대의 조합이 가능하다고 나온다.

 

이 문제 해결의 실마리는

무한대 조합이 가능한 계수 중에서,

문제 지문에 합당하는 계수를 찾아내는 것이다.

---> 필자는 이 거지(?)같은 문제에

더 이상 아까운 시간을 투자하고 싶지 않다.

그러니 학생들도 이런 문제는 무시하길 권한다.

 

 

 

 

[ 참고: 두 번째 풀이 방법 ] 4MgO + 3C → 4Mg + 2CO + CO2