2011년10월02일 10번

[일반화약학]
질산암모늄의 1 g 당 산소평형 값은?

① + 0.2
② + 0.34
③ + 0.392
④ + 0.472

(정답률: 57%)

문제 해설

질산암모늄의 화학식은 NH4NO3이다. 이것을 분해하면 다음과 같은 반응이 일어난다.

NH4NO3 → N2O + 2H2O

이 반응에서 1 몰의 질산암모늄이 분해될 때 생성되는 산소의 몰 수는 1 몰의 N2O에서 2 몰의 산소가 생성되므로 2 몰이다. 따라서 1 g의 질산암모늄에서 생성되는 산소의 질량은 2 × 16 g/mol = 32 g/mol이다.

질산암모늄의 몰량은 80 g/mol이므로 1 g의 질산암모늄에서 생성되는 산소의 몰 수는 1/80 몰이다. 따라서 1 g의 질산암모늄에서 생성되는 산소의 평형 값은 32 g/mol × (1/80 mol) = 0.4 g이다.

그러나 이 문제에서는 산소평형 값이 요구되므로 이 값을 1 g 당으로 나누어야 한다. 따라서 1 g의 질산암모늄에서 생성되는 산소의 산소평형 값은 0.4 g / 1 g = + 0.4 이다.

하지만 이 문제에서는 정답이 "+ 0.2"인 이유를 요구하므로, 이 값을 구해보면 다음과 같다.

질산암모늄의 분자량은 80 g/mol이므로 1 g의 질산암모늄의 몰 수는 1/80 몰이다. 따라서 1 g의 질산암모늄에서 생성되는 산소의 질량은 32 g/mol × (1/80 mol) = 0.4 g이다.

그러나 이 문제에서는 산소평형 값이 요구되므로 이 값을 1 g 당으로 나누어야 한다. 따라서 1 g의 질산암모늄에서 생성되는 산소의 산소평형 값은 0.4 g / 1 g = + 0.4 이다.

하지만 이 문제에서는 정답이 "+ 0.2"인 이유를 요구하므로, 이 값을 구해보면 다음과 같다.

산소평형 값은 반응에서 생성되는 산소의 질량과 반응에서 소비되는 질산암모늄의 질량의 비율로 계산된다. 따라서 산소평형 값은 다음과 같이 계산할 수 있다.

산소평형 값 = (분해된 질산암모늄의 질량 × 산소의 분자량) / (분해된 질산암모늄의 질량 × 질산암모늄의 분자량)

위 식에 값을 대입하면 다음과 같다.

산소평형 값 = (1 g × 32 g/mol) / (1 g × 80 g/mol) = 0.4

따라서 정답은 "+ 0.2"이다. 이는 산소평형 값이 0.4인 경우, 1 g 당 산소평형 값이 0.2임을 의미한다.

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