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1[에너지관리기사 필기] 21년 1회차

다음 반응식을 가지고 CH₄의 생성엔탈피를 구하면 몇 kJ 인가?
 $\mathrm{C}+\mathrm{O_2}\rightarrow \mathrm{CO_2}+394\,\mathrm{kJ}$ 
 $\mathrm{H_2}+\dfrac{1}{2}\mathrm{O_2}\rightarrow \mathrm{H_2O}+241\,\mathrm{kJ}$ 
 $\mathrm{CH_4}+2\mathrm{O_2}\rightarrow \mathrm{CO_2}+2\mathrm{H_2O}+802\,\mathrm{kJ}$

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해설

반응식에 열량이 생성물 쪽에 +로 적혀 있으므로 모두 발열반응이며, 엔탈피 부호로는 생성엔탈피 ΔH_f(CO₂) = −394 kJ, ΔH_f(H₂O) = −241 kJ, CH₄의 연소엔탈피 = −802 kJ 이다.
헤스의 법칙에 따라 연소엔탈피 = (생성물 생성엔탈피 합) − (반응물 생성엔탈피 합) 이므로
−802 = {(−394) + 2×(−241)} − ΔH_f(CH₄) = −876 − ΔH_f(CH₄)
따라서 ΔH_f(CH₄) = −876 + 802 = −74 kJ 이다. 즉 C + 2H₂ → CH₄ 반응에서 74 kJ이 방출된다. H₂O의 계수 2를 빠뜨려 −241을 한 번만 더하면 −802 = (−394−241) − ΔH_f 에서 ΔH_f = +167 kJ이 되어 부호까지 달라지므로, 반응식의 계수를 반드시 곱해야 한다.

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