25 °C에서 90 mol%의 메테인(CH 4 ( g ))과 10 mol%의 프로페인(C 3 H 8 ( g ))을 함유한 천연가스가 완전 연소하였다. 천연가스의 표준 연소열의 크기[kJ mol -1 ]는? (단, 25 °C에서 CO 2 ( g ), H 2 O( g ), CH 4 ( g ), C 3 H 8 ( g )의 표준 생성 엔탈피는 각각 －400, －300, －80, －100 kJ mol -1 이다)

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25 °C에서 90 mol%의 메테인(CH4(g))과 10 mol%의 … | [7급 국가직 화공열역학] 26년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[7급 국가직 화공열역학] 26년 1회차

25 °C에서 90 mol%의 메테인(CH₄(g))과 10 mol%의 프로페인(C₃H₈(g))을 함유한 천연가스가 완전 연소하였다. 천연가스의 표준 연소열의 크기[kJ mol^-1]는? (단, 25 °C에서 CO₂(g), H₂O(g), CH₄(g), C₃H₈(g)의 표준 생성 엔탈피는 각각 －400, －300, －80, －100 kJ mol^-1이다)

1,058

1,222

1,380

3,220

해설

각 성분의 연소열을 몰분율로 가중 평균하면 천연가스 연소열의 크기는  $1058\ \mathrm{kJ\,mol^{-1}}$ 이다.
메테인:  $\mathrm{CH_4} + 2\mathrm{O_2} \rightarrow \mathrm{CO_2} + 2\mathrm{H_2O}(g)$ ,  $\Delta H = -400 + 2(-300) - (-80) = -920$ 
프로페인:  $\mathrm{C_3H_8} + 5\mathrm{O_2} \rightarrow 3\mathrm{CO_2} + 4\mathrm{H_2O}(g)$ ,  $\Delta H = 3(-400) + 4(-300) - (-100) = -2300$ 
혼합:  $0.9(920) + 0.1(2300) = 828 + 230 = 1058$ 
1,222는 프로페인 비율을 실제 10 mol%보다 크게(약 22 mol%) 반영한 값이다.
1,380은 프로페인 비율을 약 33 mol%로 잡은 값이다.
3,220은 두 연소열을 몰분율 없이 단순히 더한 값이다.

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