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1[7급 국가직 반응공학] 25년 1회차

등온 반응기에서 순수한 A를 반응물로 비가역 액상 병렬반응  $\mathrm{A}\rightarrow\mathrm{D}$ 와  $\mathrm{A}\rightarrow\mathrm{U}$ 를 동시에 진행한다. 순간 선택도( $S_{\mathrm{D/U}}$ )에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? (단,  $S_{\mathrm{D/U}}=\dfrac{\text{D의 생성속도}}{\text{U의 생성속도}}$ 이고, 반응속도상수는 아레니우스(Arrhenius) 식을 따른다)

두 반응의 활성화에너지가 같다면,  $S_{\mathrm{D/U}}$ 는 반응 온도와 무관하다.

D의 반응차수가 U의 반응차수보다 크면,  $S_{\mathrm{D/U}}$ 는 A의 농도가 높을수록 증가한다.

두 반응의 반응차수가 같다면,  $S_{\mathrm{D/U}}$ 는 A의 농도와 무관하다.

두 반응의 활성화에너지와 반응차수가 모두 같다면,  $S_{\mathrm{D/U}}$ 는 항상 1이다.

해설

활성화에너지와 반응차수가 같아도 선택도는 빈도인자의 비로 남으므로 항상 1이라고 할 수 없다.
 $S_{\mathrm{D/U}}=\dfrac{A_{\mathrm{D}}}{A_{\mathrm{U}}}\exp\left(-\dfrac{E_{\mathrm{D}}-E_{\mathrm{U}}}{RT}\right)C_{\mathrm{A}}^{\alpha_{\mathrm{D}}-\alpha_{\mathrm{U}}}$  로, 온도 의존은 활성화에너지 차, 농도 의존은 차수 차가 결정한다.
활성화에너지가 같으면 지수항이 1이 되어 선택도는 온도와 무관하다 — 옳은 설명이다.
D의 차수가 더 크면 농도 지수가 양수라 A 농도가 높을수록 선택도가 커진다 — 옳은 설명이다.
차수가 같으면 농도 지수가 0이 되어 선택도는 농도와 무관하다 — 옳은 설명이다.

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