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1[변리사 1차] 17년 1회차
다음은 298 K에서 반응 2A(g) → B(g)에 관한 자료이다.
| 표준 반응 엔탈피(△Hor) | -110 kJ/mol |
| B(g)의 표준 생성 엔탈피(△Hof) | -10 kJ/mol |
| A(g)의 표준 연소 엔탈피(△Hoc) | -750 kJ/mol |
298 K에서 이에 관한 설명으로 옳은 것만을 보기에서 있는 대로 고른 것은? (단, qP 와 qV 는 각각 일정 압력과 일정 부피에서 진행되는 반응의 열이고, 기체는 이상 기체로 거동한다.)
- ㄱ. A(g)의 표준 생성 엔탈피는 50 kJ/mol이다.
- ㄴ. B(g)의 표준 연소 엔탈피는 -1390 kJ/mol이다.
- ㄷ. A(g) 2 mol이 등온 반응하여 B(g) 1 mol이 생성되었을 때, qP > qV이다.
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ㄱ
2
ㄷ
3
ㄱ, ㄴ
4
ㄴ, ㄷ
5
ㄱ, ㄴ, ㄷ
해설
표의 세 값으로 계산하면 A(g)의 표준 생성 엔탈피와 B(g)의 표준 연소 엔탈피에 관한 설명은 옳고, qP > qV라는 설명만 성립하지 않는다.
표준 반응 엔탈피 −110 kJ/mol에 △Hro = △Hfo(B) − 2△Hfo(A)를 적용하면 −110 = −10 − 2△Hfo(A)이므로 △Hfo(A) = +50 kJ/mol이다.
A 2 mol을 연소시키면 2 × (−750) = −1500 kJ이고, 같은 생성물에 이르는 다른 경로가 2A → B(−110 kJ) 뒤 B의 연소이므로 −110 + △Hco(B) = −1500, 즉 △Hco(B) = −1390 kJ/mol이다.
한편 qP = △H = −110 kJ, qV = △U = △H − △n기체RT = −110 − (1 − 2)RT = −110 + RT이다. 기체 몰수가 2에서 1로 줄어 주위가 계에 일을 해 주므로 qP < qV가 되어 부등호 방향이 반대다.
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