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1[7급 국가직 화학개론] 26년 1회차

표는 반응물 A와 B 각각의 일차 반응에 대한 반응속도 실험 결과이다. 실험 I과 II에 대한 설명 중 옳은 것만을 모두 고르면? (단,  $t$ 는 반응 시간[s]이고,  $k_1$ ,  $k_2$ 는 각각 실험 I, II에 대한 반응속도상수이다)
실험 반응식  $t=0$ 에서 반응물의 농도[M]  $t=30$ 에서 반응물의 농도[M]
I  $\mathrm{A}\xrightarrow{k_1}\mathrm{P}$ 1.2 0.6
II  $\mathrm{B}\xrightarrow{k_2}\mathrm{Q}$ 1.6 0.4
ㄱ.  $k_2=2k_1$ 이다.
ㄴ.  $t=0\sim30$ 에서 반응물의 평균 소모 속도는 I < II이다.
ㄷ.  $t=60$ 일 때, 반응물의 농도는 I > II이다.

실험	반응식	$t=0$ 에서 반응물의 농도[M]	$t=30$ 에서 반응물의 농도[M]
I	$\mathrm{A}\xrightarrow{k_1}\mathrm{P}$	1.2	0.6
II	$\mathrm{B}\xrightarrow{k_2}\mathrm{Q}$	1.6	0.4

ㄱ

ㄴ

ㄱ, ㄷ

ㄱ, ㄴ, ㄷ

해설

ㄱ, ㄴ, ㄷ 모두 옳다.
일차 반응은 반감기가 농도와 무관하다. I은 30 s 동안 1.2 → 0.6 M(반감기 1회)이라  $t_{1/2}=30\ \mathrm{s}$ , II는 1.6 → 0.4 M(반감기 2회)이라  $t_{1/2}=15\ \mathrm{s}$ 이다.
ㄱ:  $k=\dfrac{\ln2}{t_{1/2}}$ 이므로 반감기가 절반인 II는  $k_2=2k_1$ 이다(옳음).
ㄴ: 평균 소모 속도는 I이  $\dfrac{0.6}{30}=0.02\ \mathrm{M/s}$ , II가  $\dfrac{1.2}{30}=0.04\ \mathrm{M/s}$ 로 I < II이다(옳음).
ㄷ:  $t=60$ 에서 I은 반감기 2회로 0.3 M, II는 반감기 4회로 0.1 M이므로 I > II이다(옳음).

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