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500℃, 100 atm에서 다음 화학반응식의 압력 평형상수 (Kp)는… | [가스기능장 필기] 02년 2회차 기출문제 상세 페이지

1[가스기능장 필기] 02년 2회차
500℃, 100 atm에서 다음 화학반응식의 압력 평형상수 (Kp)는 1.50× 10-5이다. 이 온도에서 농도 평형상수(Kc)를 구하면 얼마인가? (단, 기체상수는 0.082L.atm.K-1.mol-1이고, 반응식은 N2 + 3H2 × 2NH3 임.)
1
6.02 × 10-2
2
4.70 × 10-3
3
2.38 × 10-2
4
1.19 × 10-3
해설

기체반응의 압력평형상수와 농도평형상수 사이에는 Kp=Kc(RT)ΔnK_p = K_c (RT)^{\Delta n} 관계가 성립한다.

반응식 N2+3H2⇌2NH3\mathrm{N_2 + 3H_2 \rightleftharpoons 2NH_3}에서 기체 몰수 변화는 Δn=2−(1+3)=−2\Delta n = 2-(1+3) = -2이므로 Kc=Kp(RT)2K_c = K_p (RT)^2로 정리된다.

T=773 KT=773\ \mathrm{K}, R=0.082 L⋅atm/(mol⋅K)R=0.082\ \mathrm{L\cdot atm/(mol\cdot K)}를 대입하면 RT≈63.4RT \approx 63.4이고, Kc≈1.50×10−5×63.42≈6.0×10−2K_c \approx 1.50\times10^{-5} \times 63.4^2 \approx 6.0\times10^{-2}로 계산된다.

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