화학량론. 메탄의 연소반응. 생성된 CO2의 부피 계산

화학량론. 메탄의 연소반응. 생성된 CO2의 부피 계산

 

 

25℃, 1.65 atm에서 부피가 2.80 L인 메테인 기체를 31℃, 1.25 atm에서 부피가 35.0 L인 산소 기체와 혼합하였다. 혼합물을 점화시켜 이산화탄소와 수증기를 생성하였다. 압력이 2.50 atm이고 온도가 125℃에서 생성된 CO2의 부피를 계산하라.

 

A sample of methane gas having a volume of 2.80 L at 25℃ and 1.65 atm was mixed with a sample of oxygen gas having a volume of 35.0 L at 31℃ and 1.25 atm. The mixture was then ignited to form carbon dioxide and water. Calculate the volume of CO2 formed at a pressure of 2.50 atm and a temperature of 125℃.

 

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PV = nRT

n = PV / RT

 

 

CH4의 몰수

= [(1.65)(2.80)] / [(0.08206)(25+273.15)]

= 0.1888 mol CH4

 

O2의 몰수

= [(1.25)(35.0)] / [(0.08206)(31+273.15)]

= 1.7529 mol O2

 

 

균형 맞춘 메탄의 연소 반응식

CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O

 

CH4 : O2 = 1 : 2 계수비(몰수비) 이므로,

0.1888 mol CH4와 화학량론적으로 반응하는 O2의 몰수를 계산하면,

CH4 : O2 = 1 : 2 = 0.1888 mol : 0.3776 mol

---> O2는 이만큼 있다. 반응하고도 남는다.

---> 따라서 O2는 과잉 반응물, CH4는 한계 반응물.

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

 

 

생성된 CO2의 몰수를 계산하면,

CH4 : CO2 = 1 : 1 = 0.1888 mol : 0.1888 mol

 

생성된 CO2의 부피를 계산하면,

V = nRT / P

= [(0.1888)(0.08206)(125+273.15)] / (2.50)

= 2.4674 L

 

 

답: 2.47 L

 

 

[ 관련 예제 http://ywpop.tistory.com/7797 ]

 

 

[키워드] 이만큼 있다