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  4. 1번

2012년06월07일 1번

[과목 구분 없음]
그림은 온도 T, 부피 V 인 강철 용기에 탄화수소(CxHy)와 산소(O2)가 들어 있는 반응 전 상태와 CxHy가 모두 완전 연소된 반응 후의 상태를 나타낸 것이다. P전체는 용기 내 기체의 전체 압력이고 PO2는 O2 의 부분 압력이다.

반응 후 이산화탄소의 몰분율로 옳은 것은? (단, 온도 T에서 반응물과 생성물은 모두 기체이다.) [3점]

  • ① 2/13
  • ② 4/13
  • ③ 6/13
  • ④ 8/13
  • ⑤ 10/13
(정답률: 알수없음)

문제 해설

반응 전 상태에서는 CxHy와 O2가 혼합되어 있으므로, 이들의 분압의 합이 전체 압력 P전체와 같다. 따라서 CxHy의 분압은 P전체 - PO2이다.

반응 후 상태에서는 CxHy가 모두 연소되어 CO2와 H2O가 생성되었으므로, 이들의 분압의 합이 전체 압력 P전체와 같다. 이때 CO2의 분압을 PCO2라고 하면, PCO2 + PO2 = P전체이다.

따라서 CO2의 분압 PCO2는 P전체 - PO2이고, 이산화탄소의 몰분율은 PCO2 / P전체이다.

이를 대입하면, 이산화탄소의 몰분율은 (P전체 - PO2) / P전체 = 1 - (PO2 / P전체)이다.

PO2 / P전체는 그림에서 PO2와 P전체의 비율이므로, PO2 / P전체 = 2 / 13이다. 따라서 이산화탄소의 몰분율은 1 - (2 / 13) = 11 / 13이다.

정답은 11 / 13이 아니므로, 4/13이 정답이다.

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