표는 기체의 분해 반응 (가)~(다)의 반응 속도 실험 자료이다. t = 1h 일 때 C, E, I의 농도를 비교한 것으로 옳은 것은? (단, ln2 = 0.69 이고, 반응용기의 부피는 일정하다.) 반응 화학반응식 온도 초기(t=0) 농도 속도법칙 (가) 2A→4B+C T 1 [A] 0 =1M -\dfrac{d[\mathrm{A}]}{dt}=1\mathrm{h}^{-1}[\mathrm{A}] (나) 2D→2E+F T 2 [D] 0 =1M -\dfrac{d[\mathrm{D}]}{dt}=1\mathrm{M}^{-1}\mathrm{…

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1[변리사 1차] 21년 1회차

표는 기체의 분해 반응 (가)~(다)의 반응 속도 실험 자료이다. t = 1h 일 때 C, E, I의 농도를 비교한 것으로 옳은 것은? (단, ln2 = 0.69 이고, 반응용기의 부피는 일정하다.)
반응 화학반응식 온도 초기(t=0) 농도 속도법칙
(가) 2A→4B+C T₁ [A]₀=1M  $-\dfrac{d[\mathrm{A}]}{dt}=1\mathrm{h}^{-1}[\mathrm{A}]$ 
(나) 2D→2E+F T₂ [D]₀=1M  $-\dfrac{d[\mathrm{D}]}{dt}=1\mathrm{M}^{-1}\mathrm{h}^{-1}[\mathrm{D}]^{2}$ 
(다) 2G→3H+I T₃ [G]₀=1M  $-\dfrac{d[\mathrm{G}]}{dt}=0.8\mathrm{M}\mathrm{h}^{-1}$

반응	화학반응식	온도	초기(t=0) 농도	속도법칙
(가)	2A→4B+C	T₁	[A]₀=1M	$-\dfrac{d[\mathrm{A}]}{dt}=1\mathrm{h}^{-1}[\mathrm{A}]$
(나)	2D→2E+F	T₂	[D]₀=1M	$-\dfrac{d[\mathrm{D}]}{dt}=1\mathrm{M}^{-1}\mathrm{h}^{-1}[\mathrm{D}]^{2}$
(다)	2G→3H+I	T₃	[G]₀=1M	$-\dfrac{d[\mathrm{G}]}{dt}=0.8\mathrm{M}\mathrm{h}^{-1}$

[C] ＜ [E] ＜ [I]

[C] ＜ [I] ＜ [E]

[E] ＜ [C] ＜ [I]

[E] ＜ [I] ＜ [C]

[I] ＜ [C] ＜ [E]

해설

1시간 뒤 생성물 농도는 [C]≒0.32 M, [I]=0.4 M, [E]=0.5 M이므로 [C] ＜ [I] ＜ [E]이다.
표에서 (가) 2A→4B+C는  $-\dfrac{d[\mathrm{A}]}{dt}=1\mathrm{h}^{-1}[\mathrm{A}]$ 로 1차, (나) 2D→2E+F는  $1\mathrm{M}^{-1}\mathrm{h}^{-1}[\mathrm{D}]^{2}$ 로 2차, (다) 2G→3H+I는  $0.8\mathrm{M}\mathrm{h}^{-1}$ 로 0차이고 초기 농도는 모두 1 M이다.
(가) 1차:  $[\mathrm{A}]=1\cdot e^{-1}\approx0.37\,\mathrm{M}$ , 소모량 0.63 M. 계수비가 2 : 1이므로  $[\mathrm{C}]=\dfrac{0.63}{2}\approx0.32\,\mathrm{M}$ 
(나) 2차:  $\dfrac{1}{[\mathrm{D}]}=1+1\times1=2$ 에서  $[\mathrm{D}]=0.5\,\mathrm{M}$ , 소모량 0.5 M. 계수비가 2 : 2이므로  $[\mathrm{E}]=0.5\,\mathrm{M}$ 
(다) 0차:  $[\mathrm{G}]=1-0.8\times1=0.2\,\mathrm{M}$ , 소모량 0.8 M. 계수비가 2 : 1이므로  $[\mathrm{I}]=0.4\,\mathrm{M}$ 
반응물이 줄어든 양만 보면 (다)＞(나)＞(가) 순이지만, 화학 반응식의 계수비로 환산해야 생성물 농도가 된다. 계수비가 1 : 1인 (나)만 그대로 남아 순서가 뒤집힌다.

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