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1[7급 국가직 반응공학] 24년 1회차

등온 정압 회분식반응기에서 A ＋ 2B → 3C ＋ 4D 비가역 기상 기초 반응을 진행한다. 초기 반응물은 2 mol L^-1의 A, 4 mol L^-1의 B, 4 mol L^-1의 비활성 기체만으로 구성된다. A의 전환율이 25 %일 때, C의 농도[mol L^-1]는? (단, 모든 기체는 이상기체로 가정한다)

1.00

1.25

1.50

1.75

해설

C의 농도는  $1.25\ \mathrm{mol\,L^{-1}}$ 이다.
정압 기상 반응이므로 부피 변화를 고려한다.
 $y_{\mathrm{A0}}=\dfrac{2}{10}=0.2$ ,  $\delta=3+4-1-2=4$ ,  $\varepsilon=y_{\mathrm{A0}}\delta=0.8$ 
 $C_{\mathrm{C}}=\dfrac{3C_{\mathrm{A0}}X}{1+\varepsilon X}=\dfrac{3(2)(0.25)}{1+0.8(0.25)}=\dfrac{1.5}{1.2}=1.25$ 
1.50은 부피 변화  $\varepsilon$ 를 무시하고  $3C_{\mathrm{A0}}X$ 만 계산한 값이다.
1.00은 부피 팽창을 실제(1.2배)보다 큰 1.5배로 잡을 때의 값이다.
1.75는 부피가 수축하는 경우의 값으로, 몰수가 늘어나는 이 반응과 맞지 않는다.

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