다음 가연성 기체 1몰이 완전연소하는데 필요한 이론공기량 으로 틀린 것은? (단, 체적비로 계산하며 공기 중 산소의 농 도를 21 vol.%로 한다.)

① 수소 - 약 2.38몰

② 메탄 - 약 9.52몰

③ 아세틸렌 - 약 16.91몰

④ 프로판 - 약 23.81몰

핵심 해설

정답은 ③입니다. 완전연소식에서 필요한 산소 몰수를 구한 뒤 공기 중 산소 21%를 적용하여 공기량을 계산합니다. 아세틸렌 1몰은 산소 2.5몰이 필요하므로 이론공기량은 약 11.90몰이며 16.91몰은 부적절합니다. 결정적 단서는 아세틸렌 - 약 16.91몰입니다.

학습 포인트

이 문항은 가연성 기체의 이론공기량을 평가합니다. 완전연소식에서 필요한 산소 몰수를 구한 뒤 공기 중 산소 21%를 적용하여 공기량을 계산합니다. 아세틸렌 1몰은 산소 2.5몰이 필요하므로 이론공기량은 약 11.90몰이며 16.91몰은 부적절합니다. 이러한 지식은 가연성 가스의 폭발위험 평가와 환기량 산정에서 연소반응식의 산소 소요량을 정확히 계산하여야 합니다.

선지별 해설

문제에서 제시한 수치나 기준은 가연성 기체의 이론공기량 판단에 필요한 단서입니다.
적용할 계산식 또는 법정 기준은 다음과 같습니다. 완전연소식에서 필요한 산소 몰수를 구한 뒤 공기 중 산소 21%를 적용하여 공기량을 계산합니다. 아세틸렌 1몰은 산소 2.5몰이 필요하므로 이론공기량은 약 11.90몰이며 16.91몰은 부적절합니다.
이 기준을 선택지와 대조하면 아세틸렌 - 약 16.91몰가 도출됩니다.
따라서 최종 답은 ③입니다.
① [X] 이 선택지는 “수소 - 약 2.38몰”를 제시하지만, 완전연소식에서 필요한 산소 몰수를 구한 뒤 공기 중 산소 21%를 적용하여 공기량을 계산합니다. 아세틸렌 1몰은 산소 2.5몰이 필요하므로 이론공기량은 약 11.90몰이며 16.91몰은 부적절합니다. 따라서 아세틸렌 - 약 16.91몰가 되어야 하므로 문제 조건과 맞지 않습니다.
② [X] 이 선택지는 “메탄 - 약 9.52몰”를 제시하지만, 완전연소식에서 필요한 산소 몰수를 구한 뒤 공기 중 산소 21%를 적용하여 공기량을 계산합니다. 아세틸렌 1몰은 산소 2.5몰이 필요하므로 이론공기량은 약 11.90몰이며 16.91몰은 부적절합니다. 따라서 아세틸렌 - 약 16.91몰가 되어야 하므로 문제 조건과 맞지 않습니다.
③ [O] 이 선택지는 계산값 또는 기준값인 아세틸렌 - 약 16.91몰와 일치합니다. 완전연소식에서 필요한 산소 몰수를 구한 뒤 공기 중 산소 21%를 적용하여 공기량을 계산합니다. 아세틸렌 1몰은 산소 2.5몰이 필요하므로 이론공기량은 약 11.90몰이며 16.91몰은 부적절합니다.
④ [X] 이 선택지는 “프로판 - 약 23.81몰”를 제시하지만, 완전연소식에서 필요한 산소 몰수를 구한 뒤 공기 중 산소 21%를 적용하여 공기량을 계산합니다. 아세틸렌 1몰은 산소 2.5몰이 필요하므로 이론공기량은 약 11.90몰이며 16.91몰은 부적절합니다. 따라서 아세틸렌 - 약 16.91몰가 되어야 하므로 문제 조건과 맞지 않습니다.

암기 팁

수소 0.5몰, 메탄 2몰, 아세틸렌 2.5몰, 프로판 5몰의 산소 소요량을 먼저 기억하시면 공기량 계산이 빠릅니다.

맞춤 꼼수

아세틸렌은 산소 2.5몰을 0.21로 나누어 약 11.9몰이므로 16.91몰이라는 큰 값은 다른 반응식과 혼동한 값입니다.

AI로 작성된 해설입니다.

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