표준상태에 있는 메탄가스의 밀도는 몇 g/L인가?

① 0.21

② 0.41

③ 0.71

④ 0.91

핵심 해설

메탄 \(CH_4\)의 분자량은 16이므로 \(16/22.4\approx0.71\,g/L\)입니다.

학습 포인트

이 문항은 표준상태 기체 밀도 계산를 정확히 구별하는 능력을 평가합니다. 메탄 분자량 16과 22.4L와 관련된 기준을 알고 있으면 소방 설비의 선정, 점검, 법규 적용 또는 회로 해석에서 잘못된 판단을 줄일 수 있습니다.

선지별 해설

문제의 핵심 단서는 '메탄 분자량 16과 22.4L'입니다. 이 단서는 표준상태 기체 밀도 계산와 직접 연결됩니다.
적용하여야 할 기준은 표준상태에서 기체 1몰은 약 22.4L이므로 밀도는 분자량을 22.4L로 나눈 값입니다. 따라서 선택지는 이 기준에 맞는 용어, 수치, 분류 또는 계산값인지 확인하여야 합니다.
메탄 \(CH_4\)의 분자량은 16이므로 \(16/22.4\approx0.71\,g/L\)입니다. 그러므로 최종 정답은 ③입니다. 다른 선택지는 이 기준과 수치, 명칭, 적용 범위 또는 법적 성격이 달라 부적절합니다.
① [X] 이 선택지는 계산 기준과 일치하지 않습니다. 표준상태에서 기체 1몰은 약 22.4L이므로 밀도는 분자량을 22.4L로 나눈 값라는 기준과 비교하면 PDF 답안표의 정답값과 다른 결과가 되므로 '0.21'은(는) 부적절합니다.
② [X] 이 선택지는 계산 기준과 일치하지 않습니다. 표준상태에서 기체 1몰은 약 22.4L이므로 밀도는 분자량을 22.4L로 나눈 값라는 기준과 비교하면 PDF 답안표의 정답값과 다른 결과가 되므로 '0.41'은(는) 부적절합니다.
③ [O] 이 선택지는 계산값과 일치합니다. 메탄 \(CH_4\)의 분자량은 16이므로 \(16/22.4\approx0.71\,g/L\)입니다. 따라서 '0.71'은(는) 문제 조건에서 도출되는 값입니다.
④ [X] 이 선택지는 계산 기준과 일치하지 않습니다. 표준상태에서 기체 1몰은 약 22.4L이므로 밀도는 분자량을 22.4L로 나눈 값라는 기준과 비교하면 PDF 답안표의 정답값과 다른 결과가 되므로 '0.91'은(는) 부적절합니다.

암기 팁

기체 밀도는 분자량을 몰부피 22.4L로 나누는 방식으로 계산하시면 됩니다.

맞춤 꼼수

표준상태와 g/L가 나오면 \(\rho=M/22.4\)를 바로 적용하시면 됩니다.

AI로 작성된 해설입니다.

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