16 g의 메탄과 16 g의 산소가 연소하여 생성된 가스 중 초기 공급 가스 과잉분의 비율 (mol%)

5. 16 g의 메탄과 16 g의 산소가 연소하여 생성된 가스 중 초기 공급 가스 과잉분의 비율 (mol%)은? (단, 공급된 가스는 완전 연소하며, 생성된 수분은 응축되지 않았다고 가정한다)

답: ③ 50

---

16 g의 메탄(CH4)의 mol수는 1 mol이고, 16g의 산소의 몰수는 0.5 mol이며,

반응식(CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O)에 의해 산소가 한계반응물이 된다. 

따라서, 다음과 같이 각각의 가스가 소비되므로

 

   CH4   +    2O2   →    CO2   +    2H2O

0.25 mol   0.5 mol    0.25 mol     0.5 mol

 

CH4는 0.75 mol의 과잉분이 생긴다.

 

따라서, 메탄이 연소하여 생성된 가스 중 초기 공급 가스 과잉분의 비율(mol%)는

 

0.75 mol CH4/(0.75 mol CH4 + 0.25 mol CO2 + 0.5 mol H2O) X 100% = 50%