한계반응물. 어떤 용기에 수소 1 g과 산소 16 g

한계반응물. 어떤 용기에 수소 1 g과 산소 16 g

 

 

어떤 용기에 수소 1 g과 산소 16 g을 넣고

전기불꽃을 이용하여 반응시켜 수증기를 생성하였다.

반응 전과 동일한 온도, 압력으로 유지시켰을 때,

최종 기체의 총 부피는 처음 기체 총 부피의 얼마가 되는가?

 

 

어떤 용기에 수소 1g 과 산소 16g을 넣고 전기불꽃을 이용하여 반응시켜 수증기를 생성하였다. 반응 전과 동일한 온도ㆍ압력으로 유지시켰을 때, 최종 기체의 총 부피는 처음 기체 총 부피의 얼마가 되는가?

① 1

② 1/2

③ 2/3

④ 3/4

 

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

 

기체 반응의 경우,

계수 비 = 몰수 비 = 부피 비 (온도, 압력 일정)

( 참고 https://ywpop.tistory.com/8512 )

 

 

 

> H2의 몰수 = 1 g / (2 g/mol) = 0.5 mol H2

> O2의 몰수 = 16 g / (32 g/mol) = 0.5 mol O2

 

 

 

2H2(g) + O2(g) → 2H2O(g)

 

H2 : O2 = 2 : 1 계수비(= 몰수비) 이므로,

0.5 mol H2와 반응하는 O2의 몰수를 계산하면,

H2 : O2 = 2 : 1 = 0.5 mol : ? mol

 

? = 0.5 / 2 = 0.25 mol O2

---> O2는 이만큼 있다, 반응하고도 남는다?

---> O2 = 과잉 반응물. H2 = 한계 반응물.

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

 

 

 

H2 : H2O = 1 : 1 계수비(= 몰수비) 이므로,

이때 생성되는 H2O의 몰수 = 0.5 mol H2O

 

 

 

> 반응 전 기체의 총 몰수

= 0.5 mol H2 + 0.5 mol O2 = 1 mol

 

 

> 반응 후 기체의 총 몰수

= 0.5 mol H2O + 0.25 mol O2 = 0.75 mol

 

 

 

따라서 답은

0.75 / 1 = 0.75 = 3/4

 

 

 

답: ④ 3/4