[고등화학1] 1단원 화학반응식 양적관계 : 질량 자료가 나올 때 문제풀이 3편

화학1 "양적관계 문제에서 질량 자료가 나올 때" 3편입니다.

 

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

 

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화학반응식 양적관계 1편에서 '질량 자료'가 나올 때, 우리의 목표 2가지를 언급했었다.

 

 

다시 한번 언급해보자면,

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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2A(g) + bB(g) -> 2C(g) + dD(g)

 

 

	반응 전
	A의 질량	B의 부피
I	3w	6V
II	9w	10V
III	6w	13V

 

	반응 후
	n(생성물) / n(반응물)	( C의 질량 - D의 질량)(g)
I	3
II	3	8w
III	x	8w

 

실험 II와 III에서 반응 후 남아있는 반응물의 질량은 같습니다.

 

 

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먼저, 1) 질량보존의 법칙을 이용하여 반응질량비를 알아내는 것 을 목표로 자료를 바라보자.

 

 

일단, 문제에서 실험 II와 III에서 반응 후 남아있는 반응물의 질량이 같다고 하였다.

 

 

또한, 실험 II와 III에서 (C의 질량 - D의 질량) 값이 같다. 따라서, 실험 II와 III은 똑같은 양만큼 반응했을 것이다.

 

 

그러므로, 실험 II와 III 모두 A는 6w g 반응하였고, B는 10V 만큼 반응하였다. 

 

 

A 3w g 과 B 3V 의 질량이 같은 것이므로, B 3V의 질량은 3w g이다.

( 실험 II와 III에서 반응 후 남아있는 반응물의 질량은 같으므로 )

 

 

실험 II와 III에서 반응한 반응물의 총 질량은 A 6w + B 10w = 16w 이다.

 

 

이때, (C의 질량 - D의 질량) = 8w 이므로, 12w - 4w 이다.

 

 

반응질량비는 A : B : C : D = 6 : 10 : 12: 4 = 3: 5 : 6 : 2 이다.

 

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이제 2) 질량에 해당되는 몰수, 부피를 알아내는 것에 목표로 해보자.

 

 

실험 I에서 반응물은 B w g이 남았고, 생성물은 8w g 생성되었다.

 

 

실험 II에서는 반응물이 A 3w g 남았고, 생성물은 16w g 생성되었다.

 

 

실험 I, II의 n(생성물) / n(반응물) 값은 모두 3으로 같다.

 

 

이때 분자에 해당하는 생성물의 몰수가 실험I : 실험II = 1 : 2 이므로, 반응물의 몰수비도 실험I : 실험II = 1 : 2 이여야 한다.

 

 

따라서, A와 B의 분자량비는 3/2 : 1/1 = 3 : 2 이다.

 

 

화학반응식의 계수비 A : C = 2: 2 를 이용하면 C의 분자량은 6이라고 놓을 수 있다.

 

 

A 분자량 3, B 분자량 2라고 놓아보면, 실험I n(생성물) / n(반응물)의 분모는 0.5 이므로 분자가 1.5 이여야 한다.

 

 

C는 1 mol 생겼으므로, D가 0.5 mol 생기면 된다. 따라서 D의 분자량은 4이여야 한다. (2w/4 = 0.5)

 

 

따라서, 분자량비는 A : B : C : D = 3 : 2 : 6 : 4 이므로 반응몰수비는 2 : 5 : 2 : 1 이다.

 

 

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감사합니다.

 

 

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[고등화학1] 1단원 화학반응식 양적관계 : 질량 자료가 나올 때 문제풀이 4편