graphite 12.0 g CO 7.00 g CO2 33.0 g

graphite 12.0 g CO 7.00 g CO2 33.0 g

 

 

흑연(graphite) 12.0 g을 불완전연소하였더니,

일산화탄소 7.00 g과 이산화탄소 33.0 g이 생성되었다.

이때 발생한 열량은 몇 kJ인가?

단, 흑연의 연소열은 394 kJ/mol이고,

일산화탄소의 연소열은 283 kJ/mol이다.

(원자량: C = 12.0, O = 16.0)

 

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흑연(graphite) 12.0 g을 연소하였더니,

일산화탄소 7.00 g과

---> 이만큼 불완전 연소

 

이산화탄소 33.0 g이 생성되었다.

---> 이만큼 완전 연소

 

 

 

탄소의 완전 연소 반응식

C(s) + O2(g) → CO2(g) ... ΔH = –394 kJ/mol

---> 흑연의 (완전) 연소열 = CO2의 생성열

 

 

 

탄소의 불완전 연소 반응식

C(s) + 1/2 O2(g) → CO(g) ... ΔH = ? kJ/mol

---> 흑연의 (불완전) 연소열 = CO의 생성열

---> 문제에서 주어지지 않았다. 대신,

일산화탄소의 연소열을 제공하였다.

 

 

 

일산화탄소의 연소 반응식

CO(g) + 1/2 O2(g) → CO2(g) ... ΔH = –283 kJ/mol

---> 일산화탄소의 연소열

 

 

 

헤스의 법칙으로,

( 참고 https://ywpop.tistory.com/3376 )

 

문제 풀이에 필요한

흑연의 (불완전) 연소열을 계산하면,

 

.. C(s) + O2(g) → CO2(g) ... ΔH = –394 kJ/mol

+) CO2(g) → CO(g) + 1/2 O2(g) ... ΔH = +283 kJ/mol

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.. C(s) + 1/2 O2(g) → CO(g) ... ΔH = ? kJ/mol

 

? = (–394) + (+283) = –111 kJ/mol

---> 흑연의 (불완전) 연소열 = CO의 생성열

 

 

 

12.0 g / (12.0 g/mol) = 1.00 mol C (graphite)

 

 

 

33.0 g / (44.0 g/mol) = 0.75 mol CO2 이므로,

0.75 mol × (–394 kJ/mol) = –295.5 kJ

---> 흑연의 (완전) 연소열 = CO2의 생성열

 

 

C(s) + O2(g) → CO2(g)

C : CO2 = 1 : 1 계수비(= 몰수비) 이므로,

완전 연소된 흑연의 몰수 = 0.75 mol

 

 

 

7.00 g / (28 g/mol) = 0.25 mol CO 이므로,

0.25 mol × (–111 kJ/mol) = –27.75 kJ

---> 흑연의 (불완전) 연소열 = CO의 생성열

 

 

C(s) + 1/2 O2(g) → CO(g)

C : CO = 1 : 1 계수비(= 몰수비) 이므로,

불완전 연소된 흑연의 몰수 = 0.25 mol

 

 

 

(–295.5) + (–27.75) = –323.25 kJ

---> 1.00 mol C (graphite) 연소열

 

 

 

답: ΔH = –323 kJ 또는 Q = 323 kJ

 

 

 

 

[ 관련 예제 https://ywpop.tistory.com/17998 ] 흑연 24 g을 연소했더니, 546 kJ의 열이 발생했다. 이때 불완전 연소한 흑연의 비율은 몇 %인가?

 

 

 

[키워드] 흑연의 연소열 기준문서