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그림은 반응 에 대한 퍼텐셜 에너지를 나타낸 것이다. 정반응과 역반응은… | [변리사 1차] 17년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[변리사 1차] 17년 1회차
그림은 반응 문제 이미지 에 대한 퍼텐셜 에너지를 나타낸 것이다. 정반응과 역반응은 각각 X와 Y의 1차 반응이며, kf와 kr은 각각 정반응과 역반응의 속도 상수이다. 
문제 이미지
이 반응에 관한 설명으로 옳은 것만을 보기에서 있는 대로 고른 것은? (단, kf와 kr은 아레니우스 식을 만족하며 정반응과 역반응의 아레니우스 상수 A는 서로 같다.)
문제 이미지
1
ㄱ
2
ㄴ
3
ㄷ
4
ㄱ, ㄴ
5
ㄴ, ㄷ
해설

퍼텐셜 에너지 그림에서 X가 Y보다 높은 위치에 놓여 정반응이 발열이므로, 평형 상수가 1보다 작다는 설명만 성립하지 않는다.

X에서 봉우리까지의 높이(정반응 활성화 에너지)가 Y에서 봉우리까지의 높이(역반응 활성화 에너지)보다 작고 아레니우스 상수 A가 서로 같으므로 kf=Ae−Ea,f/RTk_f = A e^{-E_{a,f}/RT}가 krk_r보다 크다. 따라서 KC=kfkr>1K_C = \dfrac{k_f}{k_r} > 1이다.

온도를 올리면 아레니우스 식의 지수항 e−Ea/RTe^{-E_a/RT}가 커지므로 정반응·역반응 속도 상수가 모두 증가한다. 역반응 속도 상수가 커진다는 설명은 옳다.

다만 정반응이 발열이므로 온도를 올리면 평형이 역반응 쪽으로 이동하여 KC는 작아진다. 이 설명도 옳다.

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