2012년 17번 문제, 반응 방향에 관한 것
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17. 천연가스를 원료로 암모니아를 합성하는 과정에서, 관련 물질들은 이상기체로 간주됩니다. 메탄 증기의 전환 반응인 CH4(g) + H2O(g) → CO(g) + 3H2(g)는 가역반응입니다. 만약 수증기의 양을 늘린다면, 반응의 방향은 어떻게 변할까요? A 반응물 쪽으로 변화함 B 영향 없음 C 생성물 쪽으로 변화함 D 판단 불가능 오래된 문제가 다시 등장해서 완전히 혼란스럽군. 수증기가 추가되어 시스템의 압력이 커졌다면, 압력이 줄어드는 방향, 즉 반응물 쪽으로 가야 한다. 하지만 수증기도 반응물이잖아, 또 생성물 쪽으로 가는 거 아닌가? 혹시 답은 D, 즉 판단할 수 없다는 건가요?
방금 공식을 적어봤는데, B는 영향이 없는 것 같아요
반응 방향을 판단할 때는 주로 각 성분의 농도 변화를 살펴봅니다. 이 문제가 등용 조건이라면, 수증기를 추가함으로써 물의 농도가 변하고 나머지는 변하지 않으므로 반응은 오른쪽으로 진행됩니다. 조건이 완전하지 않아 판단할 수 없으므로 D를 선택합니다
이 문제는 조건이 불완전한 것 같아요. 압력이나 농도 측면에서 판단해보면, 부피가 일정한지에 대해서는 언급되어 있지 않습니다
이 문제는 조건이 불완전한 것 같아요. 압력이나 농도 측면에서 판단해보면, 부피가 일정한지에 대해서는 언급되어 있지 않습니다
방법 1: 생산 과정은 반응기 내에서 이루어지며, 정적 용량으로 간주함；수증기가 추가되면 평형은 압력이 낮아지는 방향으로 이동하며, 즉 반응물 쪽으로 이동한다； 수증기를 추가함으로써 반응물의 농도가 증가하고, 동역학적 측면에서 보면 정반응 속도가 증가한다；따라서, 역반응의 속도도 빨라집니다；하지만 최종적인 결과는 반응 속도가 정반응 속도보다 크다는 것입니다. 방법 2: 생산 과정은 반응기 내에서 이루어지며, 정적 용량으로 간주됨；생산 과정에서는 일반적으로 압력을 제어하며, 일정한 압력을 유지하는 것을 고려합니다；용적과 압력이 일정한 상태에서 수증기가 더해지면, 반드시 메탄의 양이 줄어들거나 온도가 낮아집니다；문제에서 메탄을 줄인다고 하지 않았으므로, 반드시 닫힌 계는 온도가 낮아지는 경향이 있습니다； 온도가 낮아지면 반응은 필연적으로 발열 방향으로 진행된다；정반응은 흡열하고, 역반응은 발열한다；따라서 균형도 왼쪽으로 이동합니다!！
이 문제는 이렇게 이해해야 합니다. 메탄과 수증기는 모두 반응물이며, 반응물을 늘리면 다른 파라미터들은 변하지 않습니다. 그러면 반응은 분명히 정방향으로 진행될 것입니다. 메탄의 경우에는 반응이 더 완전하게 일어나므로, 이런 의미에서 반응은 분명히 생성물이 생기는 방향으로 진행될 것입니다.즉, 답은 C가 맞습니다. 글쓴이는 너무 복잡하게 생각하고 있어요.
순수한 고체나 순수한 액체의 경우, 반응물의 양을 늘려도 그 물질 자체의 농도는 변하지 않습니다. 즉, 물의 농도도 변하지 않으므로, 이 관점에서 보면 평형은 깨지지 않습니다；하지만 수증기의 양을 늘리면 시스템 압력이 상승하여 평형은 부피가 줄어드는 방향으로 이동한다
C를 선택하면 반응물의 양이 증가하여 평형이 오른쪽으로 이동합니다