9급국가직공무원 2012-04-07 화학공학일반 3번 문제 해설

문제 요약: 질량 조성이 O2(216%), CO(56%), N2(28%)인 혼합 가스에서 N2의 몰분율을 구하라.

정답 근거:
- 질량 조성 비율을 몰분율로 변환: 각 가스의 몰질량을 고려해야 한다.
- O2: 32 g/mol
- CO: 28 g/mol (C: 12 g/mol, O: 16 g/mol)
- N2: 28 g/mol

총 질량 비율: 32 × 0.216 + 28 × 0.56 + 28 × 0.28 = 78.4\%

- N2의 몰분율 계산: (28 × 0.28/32 × 0.216 + 28 × 0.56 + 28 × 0.28) = (7.84/78.4) = (2/7)

오답 포인트:
- 1번 (1/7): 전체 질량 비율을 과소평가하거나 계산 오류 발생 가능.
- 3번 (3/7), 4번 (4/7): 각 가스의 몰질량을 무시하거나 계산에서 오류 발생.

핵심 개념:
- 몰분율 계산: 각 성분의 질량을 몰질량으로 가중평균 후 해당 성분의 몰분율을 구한다.

마무리 요약: N2의 정확한 몰분율은 주어진 질량 조성과 각 가스의 몰질량을 고려한 가중평균 계산을 통해 \boxed{2/7}로 확인되었다.