2016년04월02일 29번
[임의 구분] 로정가스 성분이 다음과 같을 때 로정가스 1m3중의 탄소량과 산소량은 각각 약 몇 kg인가? (단, 계산시 소수세짜자리에서 반올림한다.)
- ① 탄소량 : 0.14, 산소량 : 0.16
- ② 탄소량 : 0.44, 산소량 : 0.23
- ③ 탄소량 : 0.23, 산소량 : 0.44
- ④ 탄소량 : 2.31, 산소량 : 4.36
(정답률: 62%)
문제 해설
로정가스는 메탄(CH4)와 산소(O2)로 이루어져 있으므로, 우선 각 성분의 몰 비율을 구해보자.
메탄(CH4)의 몰 질량 = 12.01 + 4 × 1.01 = 16.05 g/mol
산소(O2)의 몰 질량 = 2 × 16.00 = 32.00 g/mol
따라서, 메탄과 산소의 몰 비율은 다음과 같다.
메탄 : 산소 = 0.8 : 2.2 = 4 : 11
로정가스 1m3 중의 메탄과 산소의 양은 각각 다음과 같다.
메탄 : 1 × 4/15 = 0.27 mol
산소 : 1 × 11/15 = 0.73 mol
이제 각 성분의 질량을 구해보자.
메탄의 질량 = 0.27 mol × 16.05 g/mol = 4.34 g
산소의 질량 = 0.73 mol × 32.00 g/mol = 23.36 g
따라서, 로정가스 1m3 중의 탄소량은 4.34 g × 12.01 g/mol ÷ 16.05 g/mol ≈ 0.23 kg 이고, 산소량은 23.36 g × 2 ÷ 32.00 g/mol ≈ 0.44 kg 이다. 따라서, 정답은 "탄소량 : 0.23, 산소량 : 0.44" 이다.
메탄(CH4)의 몰 질량 = 12.01 + 4 × 1.01 = 16.05 g/mol
산소(O2)의 몰 질량 = 2 × 16.00 = 32.00 g/mol
따라서, 메탄과 산소의 몰 비율은 다음과 같다.
메탄 : 산소 = 0.8 : 2.2 = 4 : 11
로정가스 1m3 중의 메탄과 산소의 양은 각각 다음과 같다.
메탄 : 1 × 4/15 = 0.27 mol
산소 : 1 × 11/15 = 0.73 mol
이제 각 성분의 질량을 구해보자.
메탄의 질량 = 0.27 mol × 16.05 g/mol = 4.34 g
산소의 질량 = 0.73 mol × 32.00 g/mol = 23.36 g
따라서, 로정가스 1m3 중의 탄소량은 4.34 g × 12.01 g/mol ÷ 16.05 g/mol ≈ 0.23 kg 이고, 산소량은 23.36 g × 2 ÷ 32.00 g/mol ≈ 0.44 kg 이다. 따라서, 정답은 "탄소량 : 0.23, 산소량 : 0.44" 이다.