정답: $5$

ㄱ. 아래와 같이 두 가지 방법으로 판단할 수 있다.

$\circ \backslash circ$ 반응의 발열 여부로 판단하는 경우:

인 발열 반응이므로 반응물의 엔탈피 합은 생성물의 엔탈피 합보다 크다. (O)

$\circ \backslash circ$ 엔탈피 합의 차로 판단하는 경우:

화학 반응식에서 반응 엔탈피$(\mathrm{\Delta }H)(\backslash Delta\; H)$는 (생성물 엔탈피의 합 $--$ 반응물 엔탈피의 합)과 같고,
이므로 반응물의 엔탈피 합을 $H_{1}H\_\{1\}$, 생성물의 엔탈피 합을 $H_{2}H\_\{2\}$라 하면, , 이다.
그러므로 반응물의 엔탈피 합은 생성물의 엔탈피 합보다 크다. (O)

ㄴ. 발열 반응은 인 화학 반응이다.
이 반응은 이므로 발열 반응이다. (O)

ㄷ. 문제의 열화학 반응식은 $1\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}1\backslash ,\backslash mathrm\{mol\}$의 ${\mathrm{N}}_2(g)\backslash mathrm\{N\_\{2\}\}(g)$와 $3\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}3\backslash ,\backslash mathrm\{mol\}$의 ${\mathrm{H}}_2(g)\backslash mathrm\{H\_\{2\}\}(g)$가 반응하여
$2\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}2\backslash ,\backslash mathrm\{mol\}$의 $\mathrm{N}{\mathrm{H}}_3(g)\backslash mathrm\{NH\_\{3\}\}(g)$가 생성되는 동안 $\mathrm{\Delta }{H}^{\circ }=-92\mathrm{k}\mathrm{J}\backslash Delta\; H^\{\backslash circ\}\; =\; -92\backslash ,\backslash mathrm\{kJ\}$임을 의미한다.

그러므로 ${\mathrm{N}}_2(g)\backslash mathrm\{N\_\{2\}\}(g)$와 ${\mathrm{H}}_2(g)\backslash mathrm\{H\_\{2\}\}(g)$가 반응하여 $1\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}1\backslash ,\backslash mathrm\{mol\}$의 $\mathrm{N}{\mathrm{H}}_3(g)\backslash mathrm\{NH\_\{3\}\}(g)$가 생성될 때,
표준 반응 엔탈피 $\mathrm{\Delta }{H}^{\circ }=-92\mathrm{k}\mathrm{J}\times {\displaystyle \frac{1}{2}}=-46\mathrm{k}\mathrm{J}\backslash Delta\; H^\{\backslash circ\}\; =\; -92\backslash ,\backslash mathrm\{kJ\}\; \backslash times\; \backslash dfrac\{1\}\{2\}\; =\; -46\backslash ,\backslash mathrm\{kJ\}$이다. (O)

따라서 답은 $55$번이다.

정답: $1$

$\circ \backslash circ$ 원자 개수를 맞추어 구하는 경우:

반응 전후 각 원소의 원자 개수가 같음을 이용하여 식을 세운다.

$\mathrm{C}\backslash mathrm\{C\}$의 개수 맞추기: $1=a1\; =\; a$
$\mathrm{H}\backslash mathrm\{H\}$의 개수 맞추기: $4=2b4\; =\; 2b$
$\mathrm{O}\backslash mathrm\{O\}$의 개수 맞추기: $4=2a+b4\; =\; 2a\; +\; b$

이를 연립하면 $a=1a\; =\; 1$, $b=2b\; =\; 2$이다.

$\circ \backslash circ$ 완전 연소 반응식으로 구하는 경우:

${\mathrm{C}}_{\mathrm{x}}{\mathrm{H}}_{\mathrm{y}}\backslash mathrm\{C\_\{x\}H\_\{y\}\}$의 완전 연소 반응식은 아래와 같다.

$\mathrm{C_{x}H_{y}} + \left(x + \dfrac{y}{4}\right)\mathrm{O_{2}} \rightarrow x\mathrm{CO_{2}} + \dfrac{y}{2}\mathrm{H_{2}O}$

$x=1x\; =\; 1$, $y=4y\; =\; 4$이므로 $a=1a\; =\; 1$, $b=2b\; =\; 2$이다.

${\mathrm{H}}_2\mathrm{O}\backslash mathrm\{H\_\{2\}O\}$의 분자량은 $1\times 2+16=181\; \backslash times\; 2\; +\; 16\; =\; 18$이므로, 생성된 ${\mathrm{H}}_2\mathrm{O}(l)\backslash mathrm\{H\_\{2\}O\}(l)$의 몰 수는
$3.6\mathrm{g}\times {\displaystyle \frac{1}{18\mathrm{g}\mathrm{/}\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}}={\displaystyle \frac{1}{5}}\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}3.6\backslash ,\backslash mathrm\{g\}\; \backslash times\; \backslash dfrac\{1\}\{18\backslash ,\backslash mathrm\{g/mol\}\}\; =\; \backslash dfrac\{1\}\{5\}\backslash ,\backslash mathrm\{mol\}$이다.

문제의 열화학 반응식은 $1\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}1\backslash ,\backslash mathrm\{mol\}$의 $\mathrm{C}{\mathrm{H}}_4(g)\backslash mathrm\{CH\_\{4\}\}(g)$와 $2\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}2\backslash ,\backslash mathrm\{mol\}$의 ${\mathrm{O}}_2(g)\backslash mathrm\{O\_\{2\}\}(g)$가 반응하여
$1\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}1\backslash ,\backslash mathrm\{mol\}$의 $\mathrm{C}{\mathrm{O}}_2(g)\backslash mathrm\{CO\_\{2\}\}(g)$와 $2\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}2\backslash ,\backslash mathrm\{mol\}$의 ${\mathrm{H}}_2\mathrm{O}(l)\backslash mathrm\{H\_\{2\}O\}(l)$가 생성되는 동안 $\mathrm{\Delta }{H}^{\circ }=-890\mathrm{k}\mathrm{J}\backslash Delta\; H^\{\backslash circ\}\; =\; -890\backslash ,\backslash mathrm\{kJ\}$임을 의미한다.

그러므로 생성된 ${\mathrm{H}}_2\mathrm{O}(l)\backslash mathrm\{H\_\{2\}O\}(l)$의 몰 수가 $1\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}1\backslash ,\backslash mathrm\{mol\}$일 때, 표준 반응 엔탈피 $\mathrm{\Delta }{H}^{\circ }=-890\mathrm{k}\mathrm{J}\times {\displaystyle \frac{1}{2}}=-445\mathrm{k}\mathrm{J}\backslash Delta\; H^\{\backslash circ\}\; =\; -890\backslash ,\backslash mathrm\{kJ\}\; \backslash times\; \backslash dfrac\{1\}\{2\}\; =\; -445\backslash ,\backslash mathrm\{kJ\}$이고,
생성된 ${\mathrm{H}}_2\mathrm{O}(l)\backslash mathrm\{H\_\{2\}O\}(l)$의 몰 수가 ${\displaystyle \frac{1}{5}}\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}\backslash dfrac\{1\}\{5\}\backslash ,\backslash mathrm\{mol\}$일 때, 표준 반응 엔탈피 $\mathrm{\Delta }{H}^{\circ }=-445\mathrm{k}\mathrm{J}\times {\displaystyle \frac{1}{5}}=-89\mathrm{k}\mathrm{J}\backslash Delta\; H^\{\backslash circ\}\; =\; -445\backslash ,\backslash mathrm\{kJ\}\; \backslash times\; \backslash dfrac\{1\}\{5\}\; =\; -89\backslash ,\backslash mathrm\{kJ\}$이다.

따라서 답은 $11$번이다.