「화학 반응의 세계」 평형 상수로 반응 방향을 판단하고 평형 이동을 예측합니다.
고2 수준에 맞춰 이 단원에서 꼭 알아야 할 내용을 정리했어요.
가역 반응에서 정반응 속도와 역반응 속도가 같아지면 농도가 더 변하지 않는 동적 평형에 도달하며, 이때도 두 반응은 계속 일어나요.
aA + bB ⇌ cC + dD의 평형 상수는 K = [C]ᶜ[D]ᵈ ÷ ([A]ᵃ[B]ᵇ)이고, 온도가 같으면 처음 농도와 관계없이 일정해요.
현재 농도로 구한 반응 지수 Q를 K와 비교해 Q < K이면 정반응 쪽으로, Q > K이면 역반응 쪽으로 반응이 진행해 평형에 도달해요.
르샤틀리에 원리: 평형 상태에 농도·압력·온도 변화를 주면 그 변화를 줄이는 방향으로 평형이 이동해요.
평형 상수는 온도가 바뀔 때만 달라지며, 촉매는 정반응과 역반응을 똑같이 빠르게 해 평형에 도달하는 시간만 줄이고 평형의 위치는 바꾸지 않아요.
일정한 온도에서 H₂(g) + I₂(g) ⇌ 2HI(g)가 평형에 도달했을 때 [H₂] = 0.1 M, [I₂] = 0.1 M, [HI] = 0.8 M이었어요. 평형 상수는 얼마일까요? 같은 온도에서 [H₂] = 0.2 M, [I₂] = 0.2 M, [HI] = 1.0 M인 혼합물은 어느 방향으로 반응할까요?
답K = 64, Q = 25 < K이므로 정반응 쪽으로 진행해요.
부피 1 L인 용기에 N₂O₄ 1.0 mol을 넣었더니 N₂O₄(g) ⇌ 2NO₂(g) 반응이 평형에 도달했을 때 NO₂가 0.4 mol 있었어요. 이 온도에서 평형 상수는 얼마일까요?
답K = 0.2
암모니아 합성(N₂ + 3H₂ ⇌ 2NH₃, 정반응 발열)에서는 높은 압력으로 기체 분자 수가 적은 정반응 쪽으로 평형을 이동시키고, 촉매로 평형에 빨리 도달하게 해요.
수학적 모형과 불확실성을 고려해 과학적 주장을 논증합니다.
배운 개념이 주변에서 실제로 맞는지 관찰하고, 핵심 용어로 설명해 보세요.
사산화 이질소와 이산화 질소의 평형 영상에서 온도를 바꿀 때 색 변화를 관찰하고 평형 이동 방향을 설명한다.
주어진 농도로 Q를 계산해 K와 비교하고 정반응과 역반응 중 어느 쪽이 우세하게 일어날지 판단한다.
하버 공정의 압력과 온도 조건을 평형과 반응 속도를 함께 고려해 설명한다.
이 사이트가 정한 단원별 학습 목표예요. 국가 교육과정의 공식 성취기준이 아니에요.
평형 상수 K와 반응 지수 Q를 비교해 반응이 진행될 방향을 판단할 수 있다.
농도·압력·온도 변화에 따른 평형 이동을 르샤틀리에 원리로 예측할 수 있다.
바꾼 조건: A ⇌ B(K = 3)에 처음 넣은 A의 농도(0.4·0.8·1.2·1.6 mol/L) · 측정한 값: 평형에서 B의 농도 (mol/L)
| A ⇌ B(K = 3)에 처음 넣은 A의 농도(0.4·0.8·1.2·1.6 mol/L) | 평형에서 B의 농도 (mol/L) |
|---|---|
| 조건 1 | 0.3 |
| 조건 2 | 0.6 |
| 조건 3 | 0.9 |
| 조건 4 | 1.2 |
닫힌 용기 속 반응이 멈춘 듯 보여도 분자들은 계속 반응하고 있을까요?
‘화학 평형’ 핵심 단원: 정반응과 역반응의 속도가 같아지는 동적 평형, 평형 상수와 반응 지수, 르샤틀리에 원리로 반응의 방향을 예측합니다.
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