0.0472 NO(g) + SO3(g) ⇌ SO2(g) + NO2(g) 0.862 atm

0.0472 NO(g) + SO3(g) ⇌ SO2(g) + NO2(g) 0.862 atm

 

 

At a certain temperature, the equilibrium constant

for the following reaction is 0.0472.

NO(g) + SO3(g) ⇌ SO2(g) + NO2(g)

All gases are at an initial pressure of 0.862 atm.

a) Calculate the partial pressure of each gas at equilibrium.

b) Compare the initial total pressure with

the total pressure of the gases at equilibrium.

Would that relation be true of all gaseous systems?

 

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ICE 도표를 작성하면,

 

.................. NO(g) . + . SO3(g) . ⇌ . SO2(g) . + . NO2(g)

초기(atm) . 0.862 ....... 0.862 ......... 0.862 ........ 0.862

변화(atm) . –x ............ –x ............... +x ............. +x

평형(atm) . 0.862–x ... 0.862–x ...... 0.862+x .... 0.862+x

 

 

 

Kp = (P_SO2) (P_NO2) / (P_NO) (P_SO3)

= (0.862+x)^2 / (0.862–x)^2 = 0.0472

 

[(0.862+x) / (0.862–x)]^2 = 0.0472

 

(0.862+x) / (0.862–x) = 0.0472^(1/2)

 

0.862 + x = (0.0472^(1/2)) (0.862) – (0.0472^(1/2))x

 

((0.0472^(1/2)) + 1)x = (0.0472^(1/2)) (0.862) – 0.862

 

x = [(0.0472^(1/2)) (0.862) – 0.862] / ((0.0472^(1/2)) + 1)

= –0.5543

 

 

 

0.862–x = 0.862 – (–0.5543) = 1.4163 atm

= P_NO = P_SO3

 

0.862+x = 0.862 + (–0.5543) = 0.3077 atm

= P_SO2 = P_NO2

 

 

 

[검산]

Kp = (P_SO2) (P_NO2) / (P_NO) (P_SO3)

= (0.3077)^2 / (1.4163)^2

= 0.0472

 

 

 

초기 전체 압력 = 4 × 0.862 = 3.448 atm

 

평형에서 전체 압력

= 2(1.4163) + 2(0.3077) = 3.448 atm

 

 

 

 

[참고] K < 1 인 경우

역반응이 자발적이다.

( 참고 https://ywpop.tistory.com/10336 )

 

따라서,

반응이 일어나면(진행되면),

생성물의 농도는 감소하고,

반응물의 농도는 증가하기 때문에,

ICE 도표의 x 값을 계산하면,

음수(–)가 나온다.

 

이 때문에,

어떤 교재에서는

처음부터 역반응을 취해 계산하기도 한다.

SO2(g) + NO2(g) ⇌ NO(g) + SO3(g)

이때 Kp = 1 / 0.0472

 

 

 

 

[키워드] x 값이 음수 기준문서, 역반응이 자발적 기준문서, K 값이 1보다 작은 기준문서, NO + SO3 ⇌ SO2 + NO2