다음은 A와 B가 반응하여 C를 생성하는 반응의 화학 반응식과 온도 T… | [변리사 1차] 19년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[변리사 1차] 19년 1회차

다음은 A와 B가 반응하여 C를 생성하는 반응의 화학 반응식과 온도 T에서 압력으로 정의되는 평형 상수(K_P)이다. 진공 용기에 A(s) 1 몰과 B(g) 1 몰을 넣어 반응시켜 도달한 평형 상태에서 용기 속 기체의 온도는 T이고 압력은 5 기압이다. 평형 상태에서 용기 속 A(s)의 몰수는? (단, 기체는 이상 기체로 거동하고, A(s)의 증기 압력은 무시한다.)
 $\mathrm{A(s) + B(g) \rightleftharpoons C(g)}\qquad K_P = 4$

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

해설

평형에서 용기 속에 남아 있는 A(s)는 0.2몰이다.
A는 고체여서 평형 상수식에 들어가지 않으므로  $K_P=\dfrac{P_C}{P_B}=4$ 이고, 전체 압력이 5기압이므로  $P_B+P_C=5$ 이다.
두 식을 함께 풀면  $P_B=1$ 기압,  $P_C=4$ 기압이다.
같은 온도·부피에서 부분 압력의 비는 몰수의 비와 같으므로 평형에서 B : C = 1 : 4이다. 반응한 B를 x몰이라 하면 남은 B는 (1−x)몰, 생성된 C는 x몰이므로  $(1-x):x=1:4$ 에서  $x=0.8$ 몰이다.
A(s)는 B와 1 : 1로 소모되므로 0.8몰이 반응했고, 따라서 남은 A(s) = 1 − 0.8 = 0.2몰이다.

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