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1[7급 국가직 반응공학] 23년 1회차

등온 회분식반응기에서 순수한 A를 반응물로 다음 세 개의 비가역 액상 기초반응이 경쟁적으로 진행된다. 반응 1, 반응 2, 반응 3의 반응속도 상수  $k_1, k_2, k_3$ 가 모두 같을 때, 반응 시작 1시간 후 C 및 D에 대한 B의 총괄선택도( $S_{\mathrm{B/CD}}$ )는? (단,  $S_{\mathrm{B/CD}} = \dfrac{\text{생성된 B의 몰 수}}{\text{생성된 C와 D의 몰 수}}$ 이다)○ 반응 1: A → B
○ 반응 2: A → C
○ 반응 3: A → D

 $\dfrac{1}{4}$

 $\dfrac{1}{3}$

 $\dfrac{1}{2}$

 $\dfrac{2}{3}$

해설

세 반응의 속도상수가 같으므로 B·C·D가 1 : 1 : 1로 생성되어 총괄선택도는 1/2이다.
세 반응 모두 A에 대해 1차이므로  $r_{\mathrm{B}} = k_1C_{\mathrm{A}}$ ,  $r_{\mathrm{C}} = k_2C_{\mathrm{A}}$ ,  $r_{\mathrm{D}} = k_3C_{\mathrm{A}}$ 이다. 생성량 비는 시간에 관계없이  $k_1 : k_2 : k_3$ 로 일정하다.
 $S_{\mathrm{B/CD}} = \dfrac{k_1}{k_2 + k_3} = \dfrac{k}{2k} = \dfrac{1}{2}$ 
따라서 반응 시간 1시간이라는 조건은 결과에 영향을 주지 않는다.

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