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1[7급 국가직 반응공학] 22년 1회차

A $\rightarrow$ 2B 기초반응에서 반응속도식이  $-r_{\mathrm{A}}=kC_{\mathrm{A}}^{n}\ [\mathrm{mol\,L^{-1}\,s^{-1}}]$ 일 때, 이에 대한 설명으로 옳은 것은? (단,  $n$ 은 반응차수,  $k$ 는 반응속도상수,  $t$ 는 반응시간,  $C_{\mathrm{A}}$ 는 A의 농도,  $C_{\mathrm{A0}}$ 는 A의 초기농도이다)

 $n=1$ 이다.

 $C_{\mathrm{A}}=C_{\mathrm{A0}}-kt$ 이다.

 $k$ 의 단위는  $\mathrm{L^{2}\,mol^{-2}\,s^{-1}}$ 이다.

A의 소멸속도는 B의 생성속도의 2배이다.

해설

A $\rightarrow$ 2B가 기초반응이므로 반응차수는 A의 화학양론계수와 같은 1차( $n=1$ )이다.
기초반응에서는 속도식의 지수가 반응물의 계수와 일치하므로  $-r_{\mathrm{A}}=kC_{\mathrm{A}}$ 이다.
 $C_{\mathrm{A}}=C_{\mathrm{A0}}-kt$ 는 0차 반응의 적분식이며, 1차 반응은  $C_{\mathrm{A}}=C_{\mathrm{A0}}e^{-kt}$ 이다.
 $\mathrm{L^{2}\,mol^{-2}\,s^{-1}}$ 은 3차 반응의 속도상수 단위이고, 1차 반응의  $k$  단위는  $\mathrm{s^{-1}}$ 이다.
A 1몰이 소멸할 때 B 2몰이 생성되므로 B의 생성속도가 A 소멸속도의 2배이며, 반대로 서술한 것은 틀리다.

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