화학 반응식과 계산 문제 — 필답형에서 자주 쓰는 풀이 순서

계산형은 반응식부터 맞추고 숫자를 넣어야 합니다. 위험물산업기사 실기에서는 칼륨·나트륨·탄화칼슘처럼 물과 반응하는 물질, 에탄올처럼 탈수 반응을 보는 물질, 아세톤·휘발유처럼 증기 농도를 계산하는 물질이 나올 수 있습니다. 답안에는 식, 계수비, 단위 환산, 비교 결론을 각각 남깁니다. 계산기를 쓴 흔적이 아니라 화학적 근거를 보여 주는 방식입니다.

반응식은 원자 수로 검산하기

나트륨과 물의 반응은 2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂입니다. 칼륨도 2K + 2H₂O → 2KOH + H₂가 됩니다. 탄화칼슘은 CaC₂ + 2H₂O → Ca(OH)₂ + C₂H₂로 아세틸렌이 생성됩니다. 왼쪽과 오른쪽의 Ca, C, H, O 개수를 각각 세어 계수 누락을 막습니다. 칼륨·나트륨·탄화칼슘은 물과의 접촉을 피하는 제3류 금수성 물질이라는 성질도 결론에 붙입니다.

연소식은 탄소, 수소, 산소 순서로 맞춥니다. 아세트산비닐 C₄H₆O₂의 완전연소는 2C₄H₆O₂ + 9O₂ → 8CO₂ + 6H₂O입니다. 이산화탄소와 물의 몰비는 8:6이 아니라 4:3으로 약분합니다. 에탄올은 진한 황산과 170℃에서 가열하는 조건이면 C₂H₅OH → C₂H₄ + H₂O로 에틸렌을 만듭니다. 촉매는 반응식의 계수에 넣지 않습니다.

단위 환산은 한 줄씩 쓰기

표준상태를 문제에서 0℃, 1기압으로 주면 기체 1mol은 22.4L입니다. 탄화칼슘 128g의 몰질량은 64g/mol이므로 128g ÷ 64g/mol = 2mol입니다. 반응식에서 탄화칼슘과 아세틸렌은 1:1이므로 아세틸렌도 2mol, 부피는 2mol × 22.4L/mol = 44.8L입니다. 이 네 줄을 남겨야 질량을 부피로 바로 바꾸는 오류를 막습니다.

증기 농도 문제는 kg→g→mol→L→m³→vol% 순서로 씁니다. 분자량 58인 제4류 위험물 232kg은 232,000g이므로 4,000mol이고, 표준상태 부피는 89.6m³입니다. 저장소가 1,000m³이면 농도는 8.96vol%입니다. 발문이 폭발하한 2.0vol%, 폭발상한 12.0vol%를 주면 8.96vol%가 그 사이에 있다는 결론까지 씁니다. 휘발유·아세톤·메탄올·에탄올·톨루엔의 증기 문제도 같은 순서입니다.

법정 수치와 계산 수치를 분리하기

계산에서 나온 부피와 지정수량은 다릅니다. 아세톤의 지정수량은 400L, 휘발유는 200L, 에탄올은 400L입니다. 지정수량 배수는 실제 액체 저장량을 해당 지정수량으로 나누고, 기체 몰부피는 반응식이나 농도 계산에 씁니다. 옥내저장소, 운반용기, 저장소, 지정수량이 발문에 나오면 어떤 수치를 분모로 쓰는지 먼저 표시하세요.

필답형의 줄 구성은 필답형 답안 쓰는 법, 제4류 증기 위험은 제4류 위험물, 전체 학습 순서는 위험물산업기사 실기 준비 총정리에서 이어집니다.

자주 묻는 질문

반응식 계수비와 질량비를 같은 것으로 봐도 되나요?

안 됩니다. 반응식 계수는 몰비입니다. 질량을 구하려면 몰질량으로 몰수로 바꾸고, 그다음 계수비를 적용합니다.

22.4L은 언제 사용하나요?

문제에서 표준상태를 0℃, 1기압으로 제시했을 때 사용합니다. 온도·압력 조건이 다르면 발문이 준 조건과 식을 우선합니다.

지정수량 배수는 어떻게 구하나요?

실제 저장·취급량을 해당 물질의 지정수량으로 나눕니다. 휘발유 400L이면 400L ÷ 200L = 2배, 아세톤 400L이면 400L ÷ 400L = 1배입니다.