특정 온도에서 기체 혼합물의 평형농도는 H2 0.13M, I2 0.70… | [화학분석기사 필기] 19년 3회차 기출문제 상세 페이지

평형 혼합물 속 HI의 농도는 0.31 M이다.
먼저 주어진 평형 자료로부터 평형상수를 구한다. H₂(g) + I₂(g) ⇌ 2HI(g)에서
$K_c = \frac{[HI]^2}{[H_2][I_2]} = \frac{(2.1)^2}{0.13 \times 0.70} = \frac{4.41}{0.091} = 48.4$
0.20 mol HI를 500.00 mL(0.5 L) 용기에 넣으면 초기농도는 [HI]₀ = 0.20/0.5 = 0.40 M이고, [H₂]₀ = [I₂]₀ = 0이다. ICE 표를 세우면 HI가 분해되어 H₂와 I₂가 생성되므로 변화량을 -2x, +x, +x로 놓으면 평형농도는 [H₂] = x, [I₂] = x, [HI] = 0.40 - 2x가 된다.
평형상수식에 대입하면
$48.4 = \frac{(0.40-2x)^2}{x \cdot x} = \frac{(0.40-2x)^2}{x^2}$
이므로
$\sqrt{48.4} = \frac{0.40-2x}{x}$
즉
$6.96 = \frac{0.40-2x}{x}$
에서 6.96x = 0.40 - 2x, 8.96x = 0.40이므로
$x = 0.0446 \approx 0.045$
M이다.
따라서 [HI] = 0.40 - 2(0.045) = 0.40 - 0.09 = 0.31 M이다.