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1[7급 국가직 반응공학] 26년 1회차

등온 회분식반응기에서 A → B 액상 반응을 진행하여 다음과 같은 결과를 얻었을 때, 반응속도상수( $k$ )는? (단, 반응속도는  $-r_{\mathrm{A}} = kC_{\mathrm{A}}^{\alpha}$ 로 표현되며,  $C_{\mathrm{A}}$ 는 A의 농도이고,  $\alpha$ 는 정수이다)시간[min] 0 1 2 3
 $C_{\mathrm{A}}$  [mol L^-1] 1 0.9 0.8 0.7

0.1 min^-1

0.1 mol L^-1 min^-1

0.2 min^-1

0.2 mol L^-1 min^-1

해설

농도가 매분 0.1씩 일정하게 줄므로 0차 반응이고,  $k = 0.1\ \mathrm{mol\,L^{-1}\,min^{-1}}$ 이다.
0차 반응은  $C_{\mathrm{A}} = C_{\mathrm{A0}} - kt$ 로 시간에 대해 직선이다.
 $k = \dfrac{1-0.7}{3} = 0.1$ 
0차 속도상수의 단위는 반응속도와 같은 농도/시간이다.
단위가  $\mathrm{min^{-1}}$ 인 0.1은 1차 반응 상수인데, 연속 농도비가 0.9, 0.889, 0.875로 일정하지 않아 1차가 아니다.
0.2(농도/시간)는 감소 속도를 두 배로 잡은 값으로 자료와 맞지 않는다.
0.2(시간의 역수)는 차수와 크기가 모두 자료와 맞지 않는다.

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