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1[화공기사 필기] 16년 1회차

다음은 CH3CHO의 기상열분해 반응에 대해 정용등은 회분식반응기에서 얻은 값이다. 이 반응의 치수에 가장 가까운 값은?

CH3CHOCH4+CO\mathrm{CH_3CHO} \rightarrow \mathrm{CH_4} + \mathrm{CO}

분해량(%)2040
분해속도(mmHg/min)5.543.07
1
1차
2
1.7차
3
2.1차
4
2.8차
해설

두 시점의 분해속도와 잔류 농도를 비교하면 이 반응의 차수는 약 2.1차다.

분해량이 20%일 때 남은 CH3CHO는 초기 압력의 0.8배, 40%일 때는 0.6배이며, 그때의 분해속도는 각각 5.54, 3.07 mmHg/min이다.

속도식 r=kPn-r = kP^{n}의 두 점을 나누고 로그를 취하면
n=ln(5.54/3.07)ln(0.8/0.6)=0.5900.2882.05n = \dfrac{\ln(5.54/3.07)}{\ln(0.8/0.6)} = \dfrac{0.590}{0.288} \approx 2.05가 된다.

비를 취하는 과정에서 초기 압력이 약분되므로 잔류 비율만으로 차수를 구할 수 있고, 계산값 2.05는 2.1차에 가장 가깝다.

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