21학년도 수능 화학2 20번 풀이
풀이1 농도 평형 상수
편의를 위해 T2K, 2/5를 ㉢이라 두고 풀겠습니다.
T2K에서 농도 평형 상수는 일정합니다.
분자량 비는 A:B=1:2이고, 초기 몰수가 같다는 것을 이용하면
㉢에서 몰수는 A:B=9:3이고, ㉡에서 몰수는 A:B=5:5입니다.
평형 상수식에 따라, 부피는 ㉡:㉢=5:27입니다.
발문의 조건에 따라, 부피는 ㉠:㉢=20:27입니다.
㉠과 ㉢에서 외부 압력은 일정하고, 몰수는 ㉠:㉢=10:12이므로 온도는 T1:T2=8:9입니다.
풀이2 압력 평형 상수
편의를 위해 T2K, 2/5를 ㉢이라 두고 풀겠습니다.
T2K에서 압력 평형 상수는 일정합니다.
분자량 비는 A:B=1:2이므로
㉢에서 몰수 비는 A:B=3:1이고, ㉡에서 몰수 비는 A:B=1:1입니다.
외부 압력에 몰 분율을 곱하여 A와 B의 부분 압력을 구할 수 있고,
이를 통해 압력 평형 상수를 계산하면 P1:P2=2:9임을 알 수 있습니다.
이에 따라 압력은 ㉠:㉡=2:9이고,
발문의 조건에 따라 부피는 ㉠:㉡=4:1이고,
B/전체가 같은 값이므로 전체 몰수도 ㉠=㉡입니다.
따라서 온도는 ㉠:㉡=8:9입니다.
풀이 중요 포인트
같은 온도에서 평형 상수는 같다는 사실과 기체 방정식 계산을 섞은 문제로 정석적입니다.
이 유형의 경우, 원래 평형 상수에서 몰수와 부피에 더불어 압력과 온도 계산이 나오는데,
이에 따라 압력 평형 상수로 푸는 게 쉬울 수도 있다는 생각을 해야 합니다.
실제로 압력 평형 상수에서는 전체 압력에 몰 분율만 곱해도 되기 때문에
실제 몰수가 어느 정도인지가 아니라 몰수 비만 구해도 되어 편합니다.
또한 계산할 때에 n몰, VL 등 어차피 약분 되거나 풀이에 영향이 없는 인자들은 생략하고 푸는 게 좋습니다.
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