1몰의 질소와 3몰의 수소를 촉매와 같이 용기 상세 페이지

1[위험물산업기사 필기] 18년 4회차

$1$ 몰의 질소와 $3$ 몰의 수소를 촉매와 같이 용기 속에 밀폐하고 일정한 온도로 유지하였더니 반응물질의 $50\%$ 가 암모니아로 변하였다. 이때의 압력은 최초 압력의 몇 배가 되는가? (단, 용기의 부피는 변하지 않는다.)

$0.5$

$1.25$

$0.75$

변하지 않는다.

해설

압력은 최초 압력의 0.75배가 된다.
반응식은
 $N_2 + 3H_2 \rightarrow 2NH_3$ 
이고 초기 몰수는 질소  $1\,\text{mol}$ , 수소  $3\,\text{mol}$ 로 총  $4\,\text{mol}$ 이다.
질소의 50%가 반응하면 반응한 질소는  $0.5\,\text{mol}$ , 소모된 수소는  $1.5\,\text{mol}$ , 생성된 암모니아는  $1\,\text{mol}$ 이다.
반응 후 총 몰수는
 $0.5+1.5+1=3\,\text{mol}$ 
이 되고, 정온·정적 조건에서 압력은 몰수에 비례하므로 압력비는
 $\dfrac{3}{4}=0.75$ 
배가 된다.

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