비가역반응(A+B→AB)의 반응속도식이 아래와 같을 때, 이 반응의 예… | [화공기사 필기] 21년 2회차 기출문제 상세 페이지
1[화공기사 필기] 21년 2회차
비가역반응(A+B→AB)의 반응속도식이 아래와 같을 때, 이 반응의 예상되는 메커니즘은? (단, k-는 역반응속도상수이고 '*'표시는 중간체를 의미한다.)
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해설
속도식이 rAB = k₁CB²로 B에만 2차이고 A 농도가 전혀 들어 있지 않으므로, B 두 분자가 충돌해 중간체 B*를 만드는 비가역 단계가 율속단계인 메커니즘이어야 한다.
B + B →(k₁) B*가 되돌아가지 않는 느린 단계이면 그 단계의 속도가 곧 전체 속도가 되어 r = k₁CB²가 그대로 나온다. 뒤따르는 A + B* ⇌ AB + B는 빠른 단계라 속도식에 나타나지 않고, 소모된 B*가 곧바로 AB를 만들므로 생성속도가 첫 단계 속도와 같아진다.
- 첫 단계가 A + A ⇌ A*인 메커니즘들은 중간체 A*의 농도가 CA²에 비례하므로 속도식에 CA 항이 반드시 남아, CB만 포함한 실제 식과 어긋난다.
- B + B가 가역 평형이고 두 번째 단계가 율속인 메커니즘은 평형·정상상태 근사를 적용하면 r = k₂K CACB² 꼴이 되어 역시 A 농도 항이 붙는다.
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