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부피가 일정한 회분식반응기에서 CH3CHO 증기를 518℃ 에서 열분해… | [화공기사 필기] 15년 2회차 기출문제 상세 페이지

1[화공기사 필기] 15년 2회차
부피가 일정한 회분식반응기에서 CH3CHO 증기를 518℃ 에서 열분해 결과, 반감기는 처음 압력이 363mmHg 일 때 410s이고, 169mmHg 일 때 880s 이었다. 이 반응의 차수는?
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0차 반응
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1차 반응
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2차 반응
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3차 반응
해설

서로 다른 초기압력에서 측정한 반감기를 비교하면 반응차수를 구할 수 있다.

n차 반응에서 반감기는 초기압력의 (1n)(1-n)제곱에 비례한다: t1/2,1t1/2,2=(P0,2P0,1)n1\dfrac{t_{1/2,1}}{t_{1/2,2}}=\left(\dfrac{P_{0,2}}{P_{0,1}}\right)^{n-1}

대입하면 410880=(169363)n1\dfrac{410}{880}=\left(\dfrac{169}{363}\right)^{n-1}, 즉 0.4660.466n10.466\approx0.466^{\,n-1}이므로 n1=1n-1=1, n=2가 된다.

초기압력이 절반 가까이로 줄었는데 반감기가 두 배 이상 늘었으므로, 이는 2차 반응의 특징과 일치한다.

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