[고등화학1] 화학반응식과 양적 관계 기출문제 1편 : 여러분의 풀이와 비교해보세요

"화학반응식과 양적 관계" 기출문제 1편입니다.

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막막하기 쉬운 단원입니다.
 
저 역시도 예전 고2 / 고3 시절을 떠올려보면 화학이 항상 막막했었습니다.
 
그러나 그러한 막막함이 개운함으로 바뀌는 순간은
 
문제를 바라볼 때, "어떻게 시작해야 할까?"에 대한 고민을 하기 시작하면서부터 였습니다.
 
여러분도 그 질문을 스스로에게 던져보세요.
 
그리고 고민해보세요.
 
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아래에는 제가 생각하는 효율적인 풀이를 적어보았습니다.
 
여러분의 풀이와 비교해보세요!
 
그럼 시작해봅시다.
 

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[해설] 반응 후 자료를 통해 생성물은 AC / B2 임을 알 수 있습니다.
 
화학반응식을 써봅시다.
 
3A2 + 2BC3 => 6AC + B2
 
위 화학반응식이 한번 반응한다면 몰수 변화가 어떻게 되나요?
 
2mol이 증가합니다.
 
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문제의 자료를 보면 반응물 A2 n mol이 모두 반응하였습니다.
 
따라서 위 화학반응식이 n/3 번 반응한 것입니다.
 
그러므로 반응물인 BC3는 2n/3 mol 반응하였을 것이며
 
생성물인 AC는 4n mol / B2는 n/3 mol 생성되었을 것입니다.
 
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반응 전 BC3의 몰 수는 5n/3 mol이 됩니다.
 
반응 후 B2의 몰 수는 n/3 mol이 됩니다.
 
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위 화학반응식이 한번 반응한다면 몰수 변화가 2mol 증가합니다.
 
실제로 위 화학반응식이 n/3 번 반응하였으므로 몰수 변화는 2n/3 mol 입니다.
 
반응 전 총 몰수가 8n/3 mol 이므로 반응 후 총 몰수는 10n/3 mol이 됩니다.
 
따라서 반응 후 부피는 5/4 V 입니다.
 
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위 문제의 답은 1번 입니다.
 
 
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[해설] 실린더 I에 먼저 집중해봅시다.
 
반응 후 C는 2mol 생성되었고 반응물 중에 A가 모두 반응했습니다.
 

 
이때, 화학 반응식은 위와 같으므로 실린더 I에 있었던 A는 1mol이 됩니다.
 
그러므로 A xg 은 1mol과 대응됩니다.
 
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실린더 II에 집중해봅시다.
 
반응 후 C는 4mol이 생성되었고 반응물 중에 B가 모두 반응했습니다.
 
하지만 실린더 I과 달리
 
실린더 II에 있었던 B의 초기 몰수를 바로 알 수 없으므로 일단 다른 자료를 보아야 합니다.
 
뭐, 문자를 세우면서 가도 되겠지만 제가 생각하는 효율적인 풀이는 아니기 때문입니다.
 
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위 문장에 집중해봅시다.
 
C만 존재한다는 것은 반응물 A, B가 모두 반응했다는 것입니다.
 
그러므로 초기 실린더 I과 II에 존재했던 A는 4mol이여야 합니다.
 
실린더 I에 A는 1mol 있었으므로 실린더 II에 A는 3mol 있어야 합니다.
 
A 1mol이 xg과 대응되었으므로 실린더 II에 A는 3xg이 있겠습니다.
 
112 - x = 3x 이므로 x = 28 입니다.
 
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생성물은 총 8mol이 생성되었습니다.
 
그 중 절반인 4mol은 실린더 II에서 생성되었으므로
 
실린더 II에 있던 질량만큼 실린더 I에도 B가 존재해야 합니다.
 
y = 256 - y 이므로 y = 128 입니다.
 
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실린더 I, II 에서 각각 생성된 C의 몰수 합은 6mol 이므로
 
C 2mol이 더 생길만큼의 A, B가 남아야 합니다.
 
따라서 실린더 II에서 A는 1mol이 남아야 합니다.
 
그러면 실린더 II에서 반응 후 총 몰수는 5mol 인데 부피가 5V 이므로
 
실린더 I에서 반응 후 총 몰수는 4mol이 됩니다.
 
실린더 I에서 B는 2mol 남은 것이고
 
그것이 모두 반응하면 C 2mol이 생기는 것이므로 b = 2 입니다.
 
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위 문제의 답은 2번입니다.
 
 
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2편으로 찾아오겠습니다.
 
 
수고하셨습니다!
 
 

 

 

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[고등화학1] 화학반응식과 양적 관계 기출문제 2편 : 질량 자료가 나오면 반응 질량 비를 구하자