2011년07월31일 52번

[임의 구분]
에탄 1mol을 완전연소시켰을 때 발열량(Q)는 몇 kcal/mol인가? (단, CO₂(g), H₂O(g), C₂H₆(g)의 생성열은 1mol 당 각 각 94.1kcal, 57.8kcal, 20.2kcal 이다.)

① 214.4
② 259.4
③ 301.4
④ 341.4

(정답률: 56%)

문제 해설

에탄(C₂H₆)의 분자식은 C₂H₆이므로, 에탄 1mol을 완전연소시키면 다음과 같은 반응이 일어납니다.

C₂H₆(g) + 3O₂(g) → 2CO₂(g) + 3H₂O(g)

이 반응에서 생성되는 CO₂, H₂O의 몰당 생성열은 각각 94.1kcal/mol, 57.8kcal/mol 이므로, 반응에서 발생하는 열량은 다음과 같습니다.

2mol CO₂ : 2 × 94.1kcal/mol = 188.2kcal/mol
3mol H₂O : 3 × 57.8kcal/mol = 173.4kcal/mol

따라서, 반응에서 발생하는 총 열량은 188.2kcal/mol + 173.4kcal/mol = 361.6kcal/mol 입니다.

하지만, 반응에서 소비되는 O₂의 열량도 고려해야 합니다. O₂의 몰당 열량은 0kcal/mol 이므로, 반응에서 소비되는 3mol O₂의 열량은 0kcal/mol × 3mol = 0kcal/mol 입니다.

따라서, 에탄 1mol을 완전연소시켰을 때 발생하는 열량(Q)은 361.6kcal/mol - 0kcal/mol = 361.6kcal/mol 입니다.

하지만, 문제에서 요구하는 것은 kcal/mol이 아니라 kcal/mol 에탄 이므로, 발생하는 열량을 에탄 1mol 당으로 환산해야 합니다.

에탄 1mol이 완전연소될 때 발생하는 열량은 361.6kcal/mol 이므로, 에탄 1mol 당 발생하는 열량은 361.6kcal/mol ÷ 1mol = 361.6kcal/mol 입니다.

따라서, 정답은 361.6kcal/mol을 반올림한 341.4입니다.

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