9급국가직공무원 2009-04-11 공업화학 9번 문제 해설

문제 요약

합성가스(CO와 H2 혼합가스) 제조에서 가장 높은 H2/CO 몰 비율을 얻는 반응을 선택하라.

정답 및 근거

정답: 3번 (메탄(methane)의 수증기 개질 반응)
- 근거: 메탄의 수증기 개질 반응 ( CH₄ + H₂O → CO + 3H₂ )은 한 개의 메탄 분자가 이산화탄소 대신 세 개의 수소 분자를 생성하여 H2/CO 비율을 극대화한다.

오답 포인트

- 1번 (n-헥산의 수증기 개질 반응): 복잡한 탄화수소로 더 많은 부산물 발생.
- 2번 (n-헥산의 부분 산화 반응): 다양한 산화물 생성으로 H2/CO 비율 낮음.
- 4번 (메탄의 부분 산화 반응): 부분 산화로는 CO와 H2의 균형이 메탄 수증기 개질보다 떨어짐.

핵심 개념

- 수증기 개질: 탄화수소와 수증기의 반응으로 단순한 H2/CO 생성 비율을 제공.
- 몰 비율: 반응식에서 직접적으로 결정됨 (메탄 수증기 개질에서 3H₂ : 1CO).

마무리 요약

메탄 수증기 개질 반응이 단순하고 효율적인 H2/CO 생성 비율을 제공하여 최적의 선택이다.