다음 두 반응이 동시에 진행될 때, A의 전환율 0.80에서 U에 대한… | [7급 국가직 반응공학] 26년 1회차 기출문제 상세 페이지

다음 두 반응이 동시에 진행될 때, A의 전환율 0.80에서 U에 대한 D의 순간 선택도($S_{\mathrm{D/U}}$)는 0.5이다. D가 생성되는 반응속도식의 속도상수($k_{\mathrm{D}}$)[min-1]는? (단, A의 초기농도는 40 mol L-1이고, $S_{\mathrm{D/U}} = \dfrac{r_{\mathrm{D}}}{r_{\mathrm{U}}}$, $r_{\mathrm{j}}$는 j의 생성 속도, $C_{\mathrm{A}}$는 A의 농도이다)
$\mathrm{A} \rightarrow \mathrm{U},\ r_{\mathrm{U}} = 0.5C_{\mathrm{A}}^{2}$ [mol L-1 min-1]
$\mathrm{A} \rightarrow \mathrm{D},\ r_{\mathrm{D}} = k_{\mathrm{D}}C_{\mathrm{A}}$ [mol L-1 min-1]

0.5

1.0

2.0

4.0

전환율 0.80에서의 A 농도를 선택도 식에 넣으면 $k_{\mathrm{D}} = 2.0\ \mathrm{min^{-1}}$이다.
$C_{\mathrm{A}} = 40(1-0.8) = 8\ \mathrm{mol\,L^{-1}}$
$S_{\mathrm{D/U}} = \dfrac{k_{\mathrm{D}}C_{\mathrm{A}}}{0.5C_{\mathrm{A}}^{2}} = \dfrac{k_{\mathrm{D}}}{0.5 \times 8} = 0.5 \Rightarrow k_{\mathrm{D}} = 2.0$
4.0은 $r_{\mathrm{U}}$의 계수 0.5를 빠뜨린 값이다.
선택도는 순간값이므로 초기농도 40이 아니라 전환율 0.80 시점의 농도 8을 넣어야 한다.