[고등화학1] 1단원 화학반응식 양적관계 : 질량 자료가 나올 때 문제풀이 1편

화학1 "양적관계 문제에서 질량 자료가 나올 때" 1편입니다.

 

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화학반응식 단원을 처음 배울 때, 반응 계수비는 부피비(기체일 때)이고, 몰수비이고, 질량은 보존된다..를 배운다.
 
 
따라서 질량 자료가 나오면 결국 우리의 목표는 두가지이다.
 
 
1) 질량보존의 법칙을 이용하여 반응질량비를 알아내는 것

2) 질량에 해당되는 몰수, 부피를 알아내는 것
 
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 문제하나를 가져와보겠다.
 
 
아래 문제에서 위 1), 2) 목표를 알아내어보는 것이 목표이다.
 
 
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1A(g) + bB(g) -> 2C(g) + dD(g)
 

	반응 전
	A의 질량	B의 질량
I	1	w
II	4	w
III	1	w-1

 

	반응 후
	A or B의 mol수	C의 질량 / 전체질량	기체의 부피(상댓값)
I	7a	4/17	13
II	2a	4/13	14
III		x

 
생성된 C의 질량은 II에서가 I의 2배라고 해보자.
 
 
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먼저, 1) 질량보존의 법칙을 이용하여 반응질량비를 알아내는 것 을 목표로 자료를 바라보자.
 
 
II에서 반응한 반응물의 질량은 I의 두배여야 한다.
 
 
따라서, I에서는 A 1g이 한계반응물이고, II에서는 B wg이 한계반응물이다.
 
 
A와 B의 반응질량비는 2:w 가 된다.
 
 
'C의 질량 / 전체질량' 자료를 보았을 때, II의 분자가 I의 두배여야 한다.
 
 
그러므로, I은 4/17을 실제값으로 놓고, II는 8/26 으로 놓아보자.
 
 
질량은 보존되므로, 반응전 질량은 I이 17, II가 26이여야 할 것이다.
 
 
표를 보면, 실제로 반응전 I의 질량과 반응후 II의 질량은 3차이가 나기 때문에
 
 
반응전 I의 질량을 17 -> 17/3, 반응후 II의 질량을 26/3 으로 교정해주면 된다.
또한 실험 I에서 생성된 C의 질량은 4 -> 4/3이 된다.
 
 
반응질량비를 구해보면, A:B:C:D = 2 : 14/3 : 8/3 : 4 이므로 3 : 7 : 4 : 6 이다.
 
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이제 2) 질량에 해당되는 몰수, 부피를 알아내는 것에 목표로 해보자.
 
 
I에서 남은 B의 몰수는 7a 이고, II에서 남은 A의 몰수는 2a 이다.
 
 
I에서 생성된 C,D의 몰수를 b mol 이라고 해보면,
 
 
7a + b : 2a + 2b = 13 : 14 라고 해볼 수 있다. 계산하면 b = 6a 이다.
 
 
실험 II에서 A가 2a 만큼 남았다고 했는데, 반응한 A도 2a mol이다.
 
 
즉, A가 2a mol 반응할 때, 생성물이 12a mol 생기므로, D의 계수는 4가 된다.
 
 
또한, 실험 I에서 B가 7a 만큼 남았다고 했는데, 반응한 B도 7a mol 이다.
 
 
즉, B가 7a mol 반응할 때 생성물이 6a mol 생기므로, B의 계수는 7이다.
 
 
정리하면, 몰수비는 A : B : C : D = 1 : 7 : 2: 4 이다.
 
 
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결론 : 질량이 나오는 양적관계 문제는 아무리 어려워도 2가지 관점으로 목표를 잡고가면 된다.
 

 

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[고등화학1] 1단원 화학반응식 양적관계 : 질량 자료가 나올 때 문제풀이 2편