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2016년09월01일 20번

[과목 구분 없음]
다음은 A(g)가 분해되는 반응의 화학 반응식이다.

그림은 실린더 A를 넣고 모두 분해시킬 때 반응 시간에 따른 전체 기체의 밀도를 나타낸 것이다. 온도와 압력은 일정하고, X, Y에서 A의 질량은 각각 wX, wY이다.

는? [3점]

  • ① 2/3
  • ② 1/2
  • ③ 2/5
  • ④ 1/3
  • 1/6
(정답률: 12%)

문제 해설

반응식을 보면 A(g)가 2 mol 분해될 때 1 mol의 O2(g)와 2 mol의 NO(g)가 생성된다. 따라서 분해된 A(g)의 몰 수는 X와 Y의 질량을 이용하여 다음과 같이 구할 수 있다.

X: 2wX / (2 × 32.0 g/mol) = 0.0625 mol
Y: 2wY / (2 × 32.0 g/mol) = 0.125 mol

분해된 A(g)의 몰 수가 증가하면서 전체 기체의 몰 수도 증가하므로 전체 기체의 밀도는 감소한다. 따라서 그래프에서 밀도가 가장 작은 지점은 분해된 A(g)의 몰 수가 가장 많은 지점이다. 이 지점에서 분해된 A(g)의 몰 수는 다음과 같다.

0.0625 + 0.125 = 0.1875 mol

따라서 분해된 A(g)의 몰 분율은 다음과 같다.

0.1875 mol / (0.0625 mol + 0.125 mol) = 0.5

분해된 A(g)의 몰 분율이 0.5가 되는 지점은 그래프에서 전체 길이의 2/3 지점이다. 따라서 정답은 "1/3"이다.



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