A(g) ⇌ 2B(g) 300 K A(g) 1 atm 전체 1.5 atm 400 K 전체 7/3 atm

A(g) ⇌ 2B(g) 300 K A(g) 1 atm 전체 1.5 atm 400 K 전체 7/3 atm

 

 

다음은 A(g) 분해 반응의 화학 반응식과

압력으로 정의되는 평형 상수(Kp)이다.

A(g) ⇌ 2B(g) ... Kp

이 반응이 일어나 300 K에서 평형에 도달하였을 때

A(g)의 부분 압력은 1 atm이고,

전체 기체의 압력은 1.5 atm이다.

온도를 올려 400 K에서 도달한 평형에서

전체 기체의 압력은 7/3 atm이다.

400 K에서 Kp는? (단, 반응 용기의 부피는 일정하고

기체는 이상 기체와 같은 거동을 한다.)

 

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[A] 300 K 평형

From 돌턴의 분압 법칙,

P_전체 = P_A + P_B

( 참고 https://ywpop.tistory.com/48 )

 

P_B = P_전체 – P_A

= 1.5 – 1

= 0.5 atm

 

 

 

[B] 400 K 평형

기체 반응이므로,

닫힌계라고 가정하면,

n, R, V가 상수인 조건이므로,

P ∝ T

---> P1 / T1 = P2 / T2

( 참고 https://ywpop.tistory.com/7091 )

 

 

 

P2 = (P1 × T2) / T1 이므로,

400 K에서 각 기체의 (초기) 압력을 계산하면,

( 온도 변화에 의해 반응이 일어나기 전의 압력 )

 

P_A = (1 × 400) / 300

= 4/3 atm

 

P_B = (0.5 × 400) / 300

= 2/3 atm

 

 

 

반응형

 

 

 

ICE 도표를 작성하면,

( 참고 https://ywpop.tistory.com/470858 )

 

 

반응식: ..... A(g) ... ⇌ ... 2B(g)

초기(atm): 4/3 ............. 2/3

변화(atm): –x ............... +2x

평형(atm): 4/3 – x ........ 2/3 + 2x

 

 

 

평형에서

전체 기체의 압력 = 7/3 atm 이므로,

x를 계산하면,

 

P_A + P_B = P_전체

(4/3 – x) + (2/3 + 2x) = 7/3

 

x = 7/3 – 4/3 – 2/3

= 1/3

 

 

 

x = 1/3 이므로,

각 기체의 (평형) 압력을 계산하면,

P_A = 4/3 – 1/3

= 1 atm

 

P_B = 2/3 + 2(1/3)

= 4/3 atm

 

 

 

Kp = (P_B)^2 / (P_A)

( 참고 https://ywpop.tistory.com/7136 )

 

= (4/3)^2 / 1

= 16/9

 

 

 

답: 16/9

 

 

 

 

[키워드] A(g) ⇌ 2B(g) 평형 기준, ICE 도표 기준, ICE table 기준