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1[7급 국가직 화공열역학] 21년 1회차

표는 화학반응 2A + B + 3C → D의 반응물과 생성물의 정압 열용량을 나타내며 298 K에서 D의 표준생성열은 −65,000 J mol^-1이다. 298 K에서 3 mol의 A, 2 mol의 B와 4 mol의 C가 반응하여 1 mol의 D가 생성되었을 때, 일정 압력 단열 반응에서 도달할 수 있는 최고 온도[K]는? (단, 정압 열용량  $C_P$ 는 일정하며 A, B, C는 원소이다)물질 A B C D
 $C_P$  [J mol^-1 K^-1] 35 15 10 40

물질	A	B	C	D
$C_P$ [J mol^-1 K^-1]	35	15	10	40

해설

단열 반응의 최고 온도는 948 K이다.
D 1 mol 생성 시 A 2 mol, B 1 mol, C 3 mol이 소비되어 반응 후 A, B, C, D가 각 1 mol씩 남는다.
A, B, C는 원소이므로 반응열은 D의 생성열  $-65000\ \mathrm{J}$ 이다.
생성 혼합물의 열용량 합:  $35+15+10+40=100\ \mathrm{J/K}$ 
에너지수지:  $65000=100\,(T-298)$ 
 $T=298+650=948\ \mathrm{K}$  — 남은 미반응물까지 함께 가열된다는 점을 빠뜨리면 다른 값이 나온다.

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