메탄(CH₄) 1몰 완전연소 시 생성되는 물(H₂O) 몰수는?

CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O.

화학 반응식의 균형 맞추기와 화학량론의 기본 개념을 이해하고 있는지를 확인해요. 메탄의 완전 연소 반응은 메탄(CH₄)이 산소(O₂)와 반응하여 이산화탄소(CO₂)와 물(H₂O)을 생성하는 과정이에요. 핵심은 반응식의 계수를 정확히 맞추어 각 반응물과 생성물의 몰 수 관계를 파악하는 것이죠. 정확한 반응식은 CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O에요. 이 식에서 메탄 1몰이 반응하면 물이 2몰 생성된다는 관계를 읽을 수 있어요. 이처럼 화학 반응에서 반응물과 생성물 사이의 양적 관계를 연구하는 것이 화학량론이에요. 간호사로서 약물 투여량 계산이나 체내 대사 반응 이해에 이 개념이 필수적으로 적용되기 때문에 정확한 이해가 매우 중요해요.

정답이 3번인 이유는 반응식에서 메탄 1몰당 물이 2몰 생성된다는 명확한 계수 관계에 근거해요. 모든 원자 수가 보존되는 균형 반응식에서 이 관계는 변함이 없어요. 기존 해설이 간단히 제시한 반응식이 바로 이 정답의 근거가 되는 것이죠.

병원 내 산소 치료를 받는 환자의 실내에서 메탄 가스가 누출되어 완전 연소가 일어나는 상황을 가정해보세요. 환자 안전을 위해 누출된 메탄 1몰을 완전히 연소시킬 때 발생하는 수증기의 양을 정확히 계산해야 해요.