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1[에너지관리기사 필기] 22년 2회차

다음 반응식으로부터 프로판 1kg의 발열량은 약 몇 Mj인가?
 $\mathrm{C} + \mathrm{O_2} \rightarrow 406\,\mathrm{kJ/mol}$ 
 $\mathrm{H_2} + \dfrac{1}{2}\mathrm{O_2} \rightarrow \mathrm{H_2O} + 241\,\mathrm{kJ/mol}$

33.1

40.0

49.6

65.8

해설

주어진 반응 열량은 탄소 1몰이 연소할 때 406 kJ, 수소(H₂) 1몰이 연소할 때 241 kJ이다. 프로판의 완전연소식은 C₃H₈ + 5O₂ → 3CO₂ + 4H₂O이므로, 프로판 1몰은 탄소 3몰분과 수소(H₂) 4몰분의 연소열을 낸다.

따라서 프로판 1몰의 발열량은 3×406 + 4×241 = 1218 + 964 = 2182 kJ/mol이다.

프로판의 분자량은 12×3 + 1×8 = 44 g/mol이므로 1 kg에 들어 있는 몰수는 1000/44 ≒ 22.7몰이다. 즉 2182 × (1000/44) ≒ 49,590 kJ/kg ≒ 49.6 MJ/kg이 된다. 수소 계수를 H 원자 수 8로 잘못 잡으면 3×406 + 8×241로 계산되어 값이 크게 벌어지므로, 물 4몰 = H₂ 4몰임을 확인해야 한다.

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