25℃에서 벤젠이 bomb 열량계 속에서 연소되어 이산화탄소와 물이 될… | [화공기사 필기] 15년 2회차 기출문제 상세 페이지

1[화공기사 필기] 15년 2회차

25℃에서 벤젠이 bomb 열량계 속에서 연소되어 이산화탄소와 물이 될 때 방출된 열량을 실험으로 재어보니 벤젠 1mol 당 780890cal 이었다. 25℃에서의 벤젠의 표준연소열은 약 몇 cal 인가? (단, 반응식은 다음과 같으며 이상기체로 가정한다.)
 $\mathrm{C_6H_6}(\ell) + 7\frac{1}{2}\mathrm{O_2}(g) \rightarrow 3\mathrm{H_2O}(L) + 6\mathrm{CO_2}(g)$

-781778

-781588

-781201

-780003

해설

봄(bomb) 열량계 측정값은 정용 조건의 내부에너지 변화이고 표준연소열은 정압 조건의 엔탈피 변화이므로, 기체 몰수 변화만큼 보정하면 약 -781778 cal 이 된다.
반응식  $\mathrm{C_6H_6}(\ell) + 7.5\,\mathrm{O_2}(g) \rightarrow 3\mathrm{H_2O}(L) + 6\mathrm{CO_2}(g)$  에서 물은 액체이므로 기체 몰수만 세면
 $\Delta n = 6 - 7.5 = -1.5\ \mathrm{mol}$ 
보정식  $\Delta H = \Delta U + \Delta n RT$  에 대입하면
 $\Delta U = -780890\ \mathrm{cal}$ 
 $\Delta n RT = (-1.5)(1.987)(298.15) = -888.6\ \mathrm{cal}$ 
 $\Delta H = -780890 - 888.6 \approx -781778\ \mathrm{cal}$ 
발열이므로 부호는 음수이고, 기체 몰수가 줄어드는 반응이라 정압 발열량이 정용 발열량보다 약 889 cal 더 크게 나온다.

내용에 오류가 있거나 최신 법령·기준과 다른 부분이 보이면 알려주세요. 확인 후 반영하겠습니다.

💬 자격증 스터디 커뮤니티헷갈리는 문제, 같이 준비하는 사람들에게 물어보세요

→