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1[화공기사 필기] 16년 2회차
다음과 같은 반응이 1105K에서 일어나며, 반응 평형 상수 K는 1.0이다. 초기에 1몰의 일산화탄소와 2몰의 물로 반응이 진행된다면 최종 반응좌표(몰)은얼마인가? (단, 혼합물은 이상기체로 본다.)
1
0.333
2
0.500
3
0.667
4
0.700
해설
평형에서의 반응좌표는 ε = 2/3 ≒ 0.667 몰이다.
반응 전후 총 몰수가 2몰 → 2몰로 변하지 않으므로 몰분율의 총몰수가 약분되어 압력에 무관하고, 평형상수를 몰수만으로 쓸 수 있다.
K = (nCO2·nH2) / (nCO·nH2O) = ε·ε / {(1 − ε)(2 − ε)} = 1.0정리하면
ε2 = 2 − 3ε + ε2
3ε = 2, ε = 0.667이때 평형 조성은 CO 0.333몰, H2O 1.333몰, CO2 0.667몰, H2 0.667몰이고, 대입하면 (0.667×0.667)/(0.333×1.333) = 1.0으로 확인된다.
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