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3개의 기체화학종(Chemical species) N2 H2 NH3 로… | [화공기사 필기] 16년 3회차 기출문제 상세 페이지

1[화공기사 필기] 16년 3회차
3개의 기체화학종(Chemical species) N2 H2 NH3 로 구성되어 다음의 화학반응이 일어나는 반응계의 자유도는?
N2(g)+3H2(g)→2NH3(g)\mathrm{N_2(g) + 3H_2(g) \rightarrow 2NH_3(g)}
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해설

기체 한 상에 화학종 3개, 독립 반응 1개이므로 자유도는 3이다.

화학반응이 있는 계의 상률은 F = 2 − π + N − r 이다(π=상의 수, N=화학종 수, r=독립 화학반응 수).
π = 1(전부 기체), N = 3(N2, H2, NH3), r = 1(N2 + 3H2 → 2NH3)
F = 2 − 1 + 3 − 1 = 3

조성에 대한 추가 구속조건(예: 순수 NH3만 분해시켜 H2:N2 = 3:1로 고정되는 경우)이 주어지지 않았으므로 빼 줄 항이 더 없다. 즉 온도·압력·기상 조성 하나를 정하면 계의 세기 상태가 모두 결정된다.

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