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액상 반응물 A가 다음과 같이 반응할 때 원하는 물질 R의 순간수율 \… | [화공기사 필기] 20년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[화공기사 필기] 20년 1회차
액상 반응물 A가 다음과 같이 반응할 때 원하는 물질 R의 순간수율 (ϕRA)\left(\phi\dfrac{R}{A}\right)을 옳게 나타낸 것은?
(Ak1R, rR=k1CA)\left(A \xrightarrow{k_1} R,\ r_R = k_1 C_A\right)
(2Ak2S, rS=k2CA2)\left(2A \xrightarrow{k_2} S,\ r_S = k_2 C_A^{2}\right)
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해설

A 가 두 경로로 사라지되 S 생성 쪽은 A 를 2몰씩 쓰므로 순간수율은 1/[1 + (2k₂/k₁)CA] 가 된다.

순간수율의 정의는 φ=생성된 R의 몰수소모된 A의 몰수=rRrA\varphi=\dfrac{\text{생성된 R의 몰수}}{\text{소모된 A의 몰수}}=\dfrac{r_R}{-r_A} 이다.

A 의 총 소모속도는 두 반응을 합하되 2A → S 에서는 화학양론계수가 2이므로
−rA = k₁CA + 2k₂CA²
φ = k₁CA / (k₁CA + 2k₂CA²)

분자·분모를 k₁CA 로 나누면 φ=11+2k2k1CA\varphi=\dfrac{1}{1+\dfrac{2k_2}{k_1}C_A} 이다. 계수 2가 빠진 형태나 비를 k₁/k₂ 로 뒤집은 형태는 양론계수와 정의를 잘못 반영한 것이다.

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