등온 연속교반탱크반응기(CSTR)에서 비가역 액상 기초반응 2\math… | [7급 국가직 반응공학] 25년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[7급 국가직 반응공학] 25년 1회차

등온 연속교반탱크반응기(CSTR)에서 비가역 액상 기초반응  $2\mathrm{A}\rightarrow\mathrm{B}+\mathrm{C}$ 를 진행할 때, 반응물 A의 전환율은 0.5이다. 이 반응을 그림과 같이 동일한 부피의 CSTR 3개를 병렬로 연결하여 수행할 때, 반응물 A의 전환율은? (단,  $v_0$ 는 반응기로 공급되는 A의 부피유량,  $C_{\mathrm{A0}}$ 는 A의 초기농도,  $V$ 는 반응기 부피이며, 반응속도상수는 모든 반응기에서 동일하다)

 $\dfrac{5}{9}$

 $\dfrac{7}{12}$

 $\dfrac{5}{8}$

 $\dfrac{2}{3}$

해설

병렬 3기 운전 시 전환율은  $\dfrac{2}{3}$ 이다.
기초반응이므로  $-r_{\mathrm{A}}=kC_{\mathrm{A}}^2$ 이고, 액상 CSTR 설계식은  $k\tau C_{\mathrm{A0}}=\dfrac{X}{(1-X)^2}$ 이다.
단일 반응기( $\tau=V/v_0$ ,  $X=0.5$ ):  $k\tau C_{\mathrm{A0}}=\dfrac{0.5}{0.25}=2$ 
병렬 연결에서는 각 반응기에  $v_0/3$ 이 들어가 공간시간이 3배가 된다. 따라서  $\dfrac{X}{(1-X)^2}=6$ ,  $6X^2-13X+6=0$ ,  $X=\dfrac{13-5}{12}=\dfrac{2}{3}$ 이다(다른 근은 1보다 커서 제외).
 $\dfrac{5}{9}$ : 대입하면  $\dfrac{X}{(1-X)^2}$ 가 약 2.8로 6에 못 미친다.
 $\dfrac{7}{12}$ : 같은 값이 약 3.4로 6에 못 미친다.
 $\dfrac{5}{8}$ : 같은 값이 약 4.4로 6에 못 미친다.

오류나 개정된 내용이 보이면 알려주세요

이어서 풀어보기

[7급 국가직 반응공학] 25년 1회차 25문항 이어서 보기문제·정답·해설을 한 페이지에서 이어서 볼 수 있어요

비슷한 기출

7급 국가직 반응공학 기출문제 암기장 전체 보기

💬 자격증 스터디 커뮤니티헷갈리는 문제, 같이 준비하는 사람들에게 물어보세요

→