0.5 M NO와 0.2 M O2 반응 2NO(g) + O2(g) ⇌ 2NO2(g)

0.5 M NO와 0.2 M O2 반응 2NO(g) + O2(g) ⇌ 2NO2(g)

 

 

다음은 NO(g)와 O2(g)가 반응하여

NO2(g)가 생성되는 반응의 화학 반응식과

온도 T에서의 평형 상수(K)이다.

2NO(g) + O2(g) ⇌ 2NO2(g) ... K

 

그림은 밀폐 용기에 [NO] = 0.5 M,

[O2] = 0.2 M를 넣어 반응시켰을 때

시간에 따른 [NO]를 나타낸 것이다.

(단, 온도는 일정하다.)

(1) 평형 상수를 구하시오.

(2) t에서의 정반응 속도와 역반응 속도를 비교하시오.

 

 

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[그림 해석]

> 시간 0에서 [NO] = 0.5 M (초기 농도, 처음 농도)

> 시간 t에서 [NO] = 0.3 M (평형 농도, 나중 농도)

 

 

 

반응에 참여한(소모된) NO 농도를 계산하면,

Δ[NO] = 처음 농도 – 나중 농도

= 0.5 – 0.3

= 0.2 M

 

 

 

2NO(g) + O2(g) ⇌ 2NO2(g)

 

NO : O2 = 2 : 1 계수비 이므로,

0.2 M NO와 반응한 O2의 농도를 계산하면,

NO : O2 = 2 : 1 = 0.2 M : ? M

 

? = 1 × 0.2 / 2 = 0.1 M

 

 

평형에서 (남아있는) O2의 농도를 계산하면,

Δ[O2] = 처음 농도 – 나중 농도

= 0.2 – 0.1

= 0.1 M

 

 

 

2NO(g) + O2(g) ⇌ 2NO2(g)

 

NO : NO2 = 1 : 1 계수비 이므로,

반응한 [NO] = 생성된 [NO2]

= 0.2 M

---> 평형에서 존재하는 [NO2]

 

 

 

ICE 도표로 정리하면,

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

 

 

 

 

(1) 평형 상수를 구하시오.

평형 상수, K를 구하면,

K = [NO2]^2 / ([NO]^2 [O2])

( 참고 https://ywpop.tistory.com/7136 )

 

= [0.2]^2 / ([0.3]^2 [0.1])

= 0.04 / 0.009

= 40 / 9

= 4.44

 

 

 

(2) t에서의 정반응 속도와 역반응 속도를 비교하시오.

t에서, 즉 평형에서, 정반응 속도 = 역반응 속도

( 참고 https://ywpop.tistory.com/6626 )

 

 

 

 

[키워드] 평형상수 기준, 2NO(g) + O2(g) ⇌ 2NO2(g) 평형 기준, 2NO + O2 ⇌ 2NO2 평형 기준