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1[화공기사 필기] 15년 1회차
회분식 반응기 내에서의 균일계 1차 반응 A→R 에 대한 설명으로 가장 부적절한 것은?
1
반응속도는 반응물 A 의 농도에 정비례 한다.
2
반응률 XA는 반응시간에 정비례 한다.
3
와 반응시간간의 관계는 직선으로 나타난다.
4
반응속도 상수의 차원은 시간의 역수이다.
해설
1차 반응의 전화율은 −ln(1−XA) = kt 관계를 따르므로, XA 가 반응시간에 정비례한다는 설명이 옳지 않다.
−dCA/dt = kCA 를 적분하면 CA=CA0e−kt, 즉 XA=1−e−kt 이다. 시간이 길어질수록 증가폭이 줄며 1 에 점근하므로 직선(정비례)이 아니다. 전화율이 시간에 정비례하는 것은 0차 반응의 특징이다.
나머지 설명은 모두 성립한다.
- 속도식이 −rA=kCA 이므로 반응속도는 A 의 농도에 정비례한다.
- −ln(CA/CA0) 를 시간에 대해 그리면 원점을 지나는 기울기 k 의 직선이 된다.
- −rA[mol/L·min] = k·CA[mol/L] 에서 k 의 차원은 min−1, 곧 시간의 역수이다.
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