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1[7급 국가직 화공열역학] 25년 1회차

화학 반응의 평형에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? (단,  $T$ 는 온도,  $R$ 은 기체상수,  $\Delta H^\circ$ 는 반응의 표준 엔탈피 변화,  $\Delta G^\circ$ 는 반응의 표준 깁스 에너지 변화,  $\mu_i$ 는 물질  $i$ 의 화학포텐셜(chemical potential)이다)

표준상태에서  $\frac{d(\Delta G^\circ/RT)}{dT} = -\frac{\Delta H^\circ}{RT^2}$ 가 성립한다.

정반응이 발열 반응이면 온도가 증가함에 따라 평형상수는 증가한다.

평형상태의 닫힌계에서 온도와 압력이 일정할 때, 전체 깁스 에너지는 최소이다.

물질 A, B, C의 화학반응 A＋B→C가 평형에 도달했을 때,  $-\mu_\mathrm{A} - \mu_\mathrm{B} + \mu_\mathrm{C} = 0$ 이 성립한다.

해설

옳지 않은 것은 발열 반응의 평형상수가 온도 증가에 따라 증가한다는 설명이다.
반트호프 식  $\dfrac{d\ln K}{dT} = \dfrac{\Delta H^\circ}{RT^2}$ 에서  $\Delta H^\circ$ 가 음수이면 온도가 올라갈수록 평형상수는 감소한다.
 $\dfrac{\Delta G^\circ}{RT} = -\ln K$ 와 깁스－헬름홀츠 식에서  $\dfrac{d(\Delta G^\circ/RT)}{dT} = -\dfrac{\Delta H^\circ}{RT^2}$ 가 성립한다.
온도·압력이 일정한 닫힌계는 전체 깁스 에너지가 최소인 상태에서 평형을 이룬다.
반응 평형 조건  $\sum_i \nu_i\mu_i = 0$ 을 A＋B→C에 적용하면  $-\mu_\mathrm{A} - \mu_\mathrm{B} + \mu_\mathrm{C} = 0$ 이다.

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