화공기사 2015년 4회 기출 풀이(6번,7번,8번,9번,10번)

* 합격을 위해 맞춰야할 문제 : 6번, 7번, 8번, 9번, 10번

6. 화학반응의 평형상수 K 의 정의로부터 다음의 관계식을 얻을 수 있을 때 이 관계식에 대한 설명 중 틀린 것은?

 ① 온도에 대한 평형상수의 변화를 나타낸다.

 ② 발열반응에서는 온도가 증가하면 평형상수가 감소함을 보여준다.

 ③ 주어진 온도구간에서 △H°가 일정하면 lnK 를 T 의 함수로 표시했을 때 직선의 기울기가 이다.

 ④ 화학반응의 △H°를 구하는 데 사용할 수 있다.

정답 : 3번

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반트호프(van't Hoff) 식이다.

식이 주어졌지만 반드시 외우고 있어야할 식이다.

1번 : 보다시피 평형상수와 온도에 관계된 식이다.

2번 : 발열반응일 때 ΔH<0 이다. T>0(언제나)이므로 온도가 증가하면 평형상수가 감소함을 알 수 있다.

3번 : dlnK/dT 가 기울기이다. 즉, ΔH/RT^2 가 기울기이다.

4번 : 온도와 평형상수 사이의 관계를 알면 나머지 하나의 변수인 ΔH 를 구할 수 있을 것이다.

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7. 열의 일당량을 옳게 나타낸 것은?

 ① 427 kgfㆍm/kcal

 ② 1/427 kgfㆍm/kcal

 ③ 427 kcalㆍm/kgf

 ④ 1/427 kcalㆍm/kgf

정답 : 1번

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열의 일당량

일의 열당량

헷갈릴 수 있는데

열의 일당량은 열량단위가 분모로 온다고 생각하면 된다.

그래서 답은 1,2 번 중에 하나다.

1kcal 가 몇 kgf m 인지 계산해보면,

1 kcal = 4200 J

1 kgf m = 9.8 N m = 9.8 J 

1 kcal = 4200 J * (1 kgf m / 9.8 J) = 428.6 kgf m

답은 1번이 된다. 

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8. 가역단열과정은 다음 중 어느 과정과 같은가?

 ① 등엔탈피 과정

 ② 등엔트로피 과정

 ③ 등압 과정

 ④ 등온 과정

정답 : 2번

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'가역단열' 하면 '등엔트로피'

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9. 727℃ 에서 다음 반응의 평형압력 이다.  30g 을 10ℓ 부피의 용기에 넣고 727℃ 로 가열하여 평형에 도달하게 하였다. 가 이상기체방정식을 만족시킨다고 할 때 평형에서 반응하지 않은 의 몰 % 는 얼마인가?

(단, 의 분자량은 100이다.)

 ① 12%

 ② 17%

 ③ 24%

 ④ 47%

정답 : 4번

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평형상수가 1.3atm 인데 반응식을 보면 기체는  밖에 없다.

즉 평형에서 의 분압 = 1.3 atm 이다.

PV=nRT

1.3 atm * 10L = n * 0.0821 * 1000 K

n = 0.1583 mol 

평형에서 의 양은 0.1583 mol 이고,

최초의 에서 반응한 양도 0.1583 mol 이다.

최초의  mol 수를 계산해보자.

30g / 100 g/mol = 0.3 mol

0.3 mol 중 0.1583 mol 이 반응했으므로, 반응하지 않은 는

(0.3-0.1583) / 0.3 (*100%) = 47.23 %

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10. 비흐름 가역과정에서 압축(또는 수축)에 의한 일이 없다고 가정할 때 이상기체의 내부에너지에 관한 설명으로 옳은 것은?

 ① 내부에너지는 압력만의 함수이다.

 ② 내부에너지는 온도만의 함수이다.

 ③ 내부에너지는 부피만의 함수이다.

 ④ 내부에너지는 온도 및 압력만의 함수이다

정답 : 2번

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이상기체에서 내부에너지는 온도만의 함수이다.

dU = CvdT

반드시 알고있어야 할 내용이다.

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