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그림은 단일단계 반응 2A → B에서, A의 초기 농도가 2.00 M일… | [변리사 1차] 12년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[변리사 1차] 12년 1회차
그림은 단일단계 반응 2A → B에서, A의 초기 농도가 2.00 M일 때 시간에 따른 생성물 B의 농도를 나타낸 것이다. 
문제 이미지
이에 대한 설명으로 옳은 것만을 보기에서 있는 대로 고른 것은?
문제 이미지
1
ㄱ
2
ㄱ, ㄴ
3
ㄱ, ㄴ, ㄷ
4
ㄴ, ㄷ
5
ㄷ
해설

그래프의 반감기가 농도가 줄수록 길어지므로 이 반응은 A에 대해 2차이며, 속도상수 값과 소요 시간에 대한 나머지 설명은 맞지 않는다.

2A → B이므로 [A] = 2.00 - 2[B]다. 그래프에서 [B]가 100초에 0.500 M, 300초에 0.750 M, 700초에 0.875 M이므로 [A]는 각각 1.00 M, 0.50 M, 0.25 M이 된다.

2.00→1.00 M에 100초, 1.00→0.50 M에 200초, 0.50→0.25 M에 400초가 걸려 반감기가 농도에 반비례하니 2차 반응이다.
1[A]−1[A]0=kt\dfrac{1}{[\mathrm{A}]}-\dfrac{1}{[\mathrm{A}]_0}=kt
11.00−12.00=k(100)\dfrac{1}{1.00}-\dfrac{1}{2.00}=k(100)
따라서 k=5.0×10−3 M−1s−1k=5.0\times10^{-3}\ \mathrm{M^{-1}s^{-1}}로 1.25×10-3이 아니다.

같은 식으로 A가 0.10 M에서 0.05 M이 되는 시간은
t=1/0.05−1/0.105.0×10−3=2000 st=\dfrac{1/0.05-1/0.10}{5.0\times10^{-3}}=2000\ \mathrm{s}
이므로 1500초가 아니다.

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