ΔH 계산. CH4(g)의 연소열. 헤스의 법칙

ΔH 계산. CH4(g)의 연소열. 헤스의 법칙

ΔH 계산. CH4(g) + 2O2(g) → CO2(g) + 2H2O(l)

 

 

천연가스의 주성분인 메테인은 산소 중에서 연소하여

이산화탄소와 물을 생성한다.

CH4(g) + 2O2(g) → CO2(g) + 2H2O(l)

 

다음 자료를 이용하여, 메테인 연소의 ΔH°(kJ)를 계산하시오.

(1) CH4(g) + O2(g) → CH2O(g) + H2O(g) ... ΔH° = –275.6 kJ

(2) CH2O(g) + O2(g) → CO2(g) + H2O(g) ... ΔH° = –526.7 kJ

(3) H2O(l) → H2O(g) ... ΔH° = 44.0 kJ

 

 

 

[참고] 헤스의 법칙

[ https://ywpop.tistory.com/3376 ]

 

※ 헤스의 법칙을 이용한 이런 유형의 문제는

간단한 원리만 이해하면, 끼워 맞추기 ‘놀이’에 불과하다.

 

 

 

CH4(g) + 2O2(g) → CO2(g) + 2H2O(l)

---> 이 식을 ‘타깃’이라 한다.

 

 

 

(1)식은 타깃의 CH4(g)에 맞춰, 그대로 사용한다.

(1) CH4(g) + O2(g) → CH2O(g) + H2O(g) ... ΔH° = –275.6 kJ

 

 

 

(2)식은 타깃의 CO2(g)에 맞춰, 그대로 사용한다.

(2) CH2O(g) + O2(g) → CO2(g) + H2O(g) ... ΔH° = –526.7 kJ

 

 

 

(3)식은 타깃의 H2O(l)에 맞춰, ×2 하고, 역반응을 취한다.

(4) 2H2O(g) → 2H2O(l) ... ΔH° = –2(44.0) kJ

 

 

300x250

 

 

그러고 나서

1), 2), 4)식을 더하면, shows target...

 

.. CH4(g) + O2(g) → CH2O(g) + H2O(g) ... ΔH° = –275.6 kJ

.. CH2O(g) + O2(g) → CO2(g) + H2O(g) ... ΔH° = –526.7 kJ

+) 2H2O(g) → 2H2O(l) ... ΔH° = –2(44.0) kJ

----------------------------------------------------

.. CH4(g) + 2O2(g) → CO2(g) + 2H2O(l) ... ΔH° = ? kJ

 

 

 

? = (–275.6) + (–526.7) + (–2(44.0))

= –890.3 kJ

---> CH4 1 mol에 대한 연소열이므로,

= –890.3 kJ/mol

 

 

 

답: ΔH° = –890.3 kJ

( That easy. 참 쉽죠? )

 

 

 

 

 

[팁] 원소와 화합물 중, 화합물을 보고 맞춘다.

가령, ΔH°를 계산해야 하는 반응식(타깃)이

CH4(g) + 2O2(g) → CO2(g) + 2H2O(l) 이고,

주어진 열화학 반응식들 중 하나가

CH2O(g) + O2(g) → CO2(g) + H2O(g) ... ΔH° = –526.7 kJ

이라면, 원소인 O2(g)와 화합물인 CO2(g)가

두 반응식에 모두 존재하는데,

이럴 때는 화합물인 CO2(g)를 보고 맞추면 된다는 것이다.

 

 

 

 

[ 관련 글 https://ywpop.tistory.com/471204 ]

CH4, CO2, H2O의 생성열이 각각 75 kJ/mol, 394 kJ/mol, 242 kJ/mol일 때 CH4의 완전 연소 발열량은 약 몇 kJ인가?

 

 

 

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