그림은 온도 T에서 aA(g) ⇄ bB(g) 반응을 강철 용기에서 진행시켜 평형 상태에 도달한 후, t 1 에서 온도를 2배(2T)로 증가시켜 새로운 평형에 도달할 때의 시간에 따른 A와 B의 농도를 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것은? (단, a와 b는 반응 계수이다.)

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그림은 온도 T에서 aA(g) ⇄ bB(g) 반응을 강철 용기에서 진행… | [변리사 1차] 13년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[변리사 1차] 13년 1회차

그림은 온도 T에서 aA(g) ⇄ bB(g) 반응을 강철 용기에서 진행시켜 평형 상태에 도달한 후, t₁ 에서 온도를 2배(2T)로 증가시켜 새로운 평형에 도달할 때의 시간에 따른 A와 B의 농도를 나타낸 것이다. 

이에 대한 설명으로 옳은 것은? (단, a와 b는 반응 계수이다.)

a = 2b 이다.

평형 Ⅱ에서 평형 상수는 2/7 이다.

정반응은 흡열 반응이다.

평형 Ⅰ에서 A를 첨가하면 정반응의 활성화에너지가 증가한다.

평형 Ⅰ에서 아르곤(Ar)을 첨가하면 정반응이 우세해진다.

해설

평형 Ⅱ의 농도로 계산한 평형 상수가 2/7이 된다는 설명이 옳다.
그래프에서 평형 Ⅰ은 [A]=3.0 M, [B]=2.0 M이고, t₁에서 온도를 2T로 올린 뒤 도달한 평형 Ⅱ는 [A]=3.5 M, [B]=1.0 M이다. A는 0.5 M 늘고 B는 1.0 M 줄었으므로 계수비는  $a:b=0.5:1.0=1:2$ , 즉 b = 2a이다.
a=1, b=2로 두면  $K=\dfrac{[\mathrm{B}]^2}{[\mathrm{A}]}$  이므로
 $K_{\mathrm{II}}=\dfrac{(1.0)^2}{3.5}=\dfrac{2}{7}$ 
나머지 설명은 다음과 같이 옳지 않다.
계수비가  $b=2a$  이므로  $a=2b$  는 성립하지 않는다.
온도를 올렸더니 B가 줄고 A가 늘었으므로 열을 흡수하는 쪽은 역반응이다. 즉 정반응은 발열 반응이다.
활성화에너지는 반응 경로가 정하는 값이라 A를 첨가해 농도를 바꿔도 변하지 않는다.
부피가 일정한 강철 용기에 아르곤을 넣으면 A와 B의 분압이 그대로여서 평형은 이동하지 않는다.

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