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1[화학분석기사 필기] 21년 3회차

온도가 증가할 때, 아래 두 반응의 평형상수 변화는?
 $\text{(a) } \mathrm{N_2O_{4(g)}} \rightleftharpoons 2\mathrm{NO_{2(g)}} + 58\,\mathrm{kJ} \\ \text{(b) } 2\mathrm{SO_{2(g)}} + \mathrm{O_{2(g)}} \rightleftharpoons 2\mathrm{SO_{3(g)}} - 198\,\mathrm{kJ}$

(a), (b) 모두 증가

(a), (b) 모두 감소

(a) 증가, (b) 감소

(a) 감소, (b) 증가

해설

반응식에서 열량이 생성물 쪽에 $+58\,\mathrm{kJ}$ 로 표시된 (a) 반응은 정반응이 열을 방출하는 발열반응이고, $-198\,\mathrm{kJ}$ 로 표시된 (b) 반응은 정반응이 열을 흡수해야 진행되는 흡열반응이다.

르샤틀리에 원리에 따라 온도를 높이면 평형은 열을 흡수하는 방향(흡열 방향)으로 이동한다. 따라서 정반응이 발열인 (a)는 온도가 오르면 역반응 쪽으로 밀려 평형상수가 감소하고, 정반응이 흡열인 (b)는 정반응 쪽으로 진행되어 평형상수가 증가한다.

즉 온도 상승은 항상 흡열 방향의 반응을 유리하게 만들며, 두 반응의 발열·흡열 여부에 따라 평형상수의 증감 방향이 반대로 나타난다는 점이 이 문제의 핵심이다.

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