727℃에서 다음 반응의 평형압력 K P =1.3atm 이다. CaCO 3 (s) → CaO(s) + CO 2 (g) CaCO 3 (s) 30g을 10L 부피의 용기에 넣고 727℃로 가열하여 평형에 도달하게 하였다. CO 2 가 이상기체방정식을 만족시킨다고 할 때 평형에서 반응하지 않은 CaCO 3 (s)의 몰%는 얼마인가? (단, CaCO 3 의 분자량은 100이다.)

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727℃에서 다음 반응의 평형압력 KP=1.3atm 이다.CaCO3(s… | [화공기사 필기] 15년 3회차 기출문제 상세 페이지

1[화공기사 필기] 15년 3회차

727℃에서 다음 반응의 평형압력 K_P=1.3atm 이다.
CaCO₃(s) → CaO(s) + CO₂(g)
CaCO₃(s) 30g을 10L 부피의 용기에 넣고 727℃로 가열하여 평형에 도달하게 하였다. CO₂가 이상기체방정식을 만족시킨다고 할 때 평형에서 반응하지 않은 CaCO₃(s)의 몰%는 얼마인가? (단, CaCO₃의 분자량은 100이다.)

12%

17%

24%

47%

해설

생성된 CO₂ 몰수만큼만 분해되므로, 남은 CaCO₃는 약 47%다.
고체의 활동도는 1이라 평형상수가 곧 CO₂ 분압이다.
 $P_{\mathrm{CO_2}}=K_P=1.3\,\mathrm{atm}$ 
 $n_{\mathrm{CO_2}}=\dfrac{PV}{RT}=\dfrac{1.3\times 10}{0.082\times 1000}=0.159\ \mathrm{mol}$ 
처음 넣은 양은  $\dfrac{30}{100}=0.3\ \mathrm{mol}$ 이고 분해량이 CO₂ 몰수와 같으므로 남은 양은  $0.3-0.159=0.141\ \mathrm{mol}$ 이다.
따라서  $\dfrac{0.141}{0.3}\times100\approx 47\%$ . 727℃를 1000K로 환산하고 R=0.082 L·atm/(mol·K)를 쓰는 것이 계산의 핵심이다.

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