2009년03월01일 18번

[일반화학]
8g 의 메탄을 완전연소 시키는데 필요한 산소분자의 수는?

① 6.02×1023
② 1.204×1023
③ 6.02×1024
④ 1.204×1024

(정답률: 65%)

문제 해설

메탄(CH4)의 분자식을 보면, 1개의 탄소(C) 원자와 4개의 수소(H) 원자로 이루어져 있습니다. 메탄을 완전연소 시키면, 탄소 원자는 산소(O2)와 결합하여 이산화탄소(CO2)가 되고, 수소 원자는 산소와 결합하여 수증기(H2O)가 됩니다. 이러한 반응식은 다음과 같습니다.

CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O

따라서, 1분자의 메탄을 완전연소 시키기 위해서는 2분자의 산소가 필요합니다. 8g의 메탄을 연소시키기 위해서는 몰 질량을 이용하여 메탄의 몰 수를 계산하고, 그에 해당하는 산소의 몰 수를 구한 후 분자수로 환산하면 됩니다.

메탄의 몰 질량은 12.01 + 4(1.01) = 16.05 g/mol 입니다. 따라서, 8g의 메탄는 8/16.05 = 0.498 몰입니다. 이에 해당하는 산소의 몰 수는 0.498 × 2 = 0.996 몰입니다. 분자수로 환산하면, 0.996 × 6.02×10^23 = 5.99×10^23 입니다. 따라서, 정답은 "6.02×10^23"입니다.

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