화공기사 2016년 4회 기출 풀이(86번,*87번,88번,89번,90번)

* 합격을 위해 맞춰야할 문제 : 86번, 87번, 88번, 90번

86. 다음과 같은 자동촉매 반응에서 A가 분해되는 속도 와 A 의 농도비 를 그래프로 그리면 어떤 형태가 되겠는가?

(단, : A 의 초기농도, : A 의 농도, : R 의 농도, k : 속도상수)

 ① 

 ② 

 ③ 

 ④ 

정답 : 2번

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자동촉매반응 : 반응생성물 자체가 촉매로 작용하여 일어나는 반응

생성물이 많아지면서 반응속도가 점점 증가하다가()까지,

 인 점에서 반응속도는 최대가 되고 이후 감소한다.

책을 보다보면 축에 따라 1번보기처럼 아래로 볼록한 경우, 2번처럼 위로볼록한 경우 둘 다 

있을 수 있다. 그래프 모양만 달랑 기억하고 있으면 헷갈릴 수도 있는데

반응속도가 점점 증가하다가 감소한다는 것을 알고 있으면 어렵지 않게 골라낼 수 있다.

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87. 다음 그림에 해당되는 반응 형태는?

 ① 

 ② 

 ③ 

 ④ 

정답 : 4번

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주어진 그래프를 보면 최종적으로 평형을 이루고 있으므로,

보기에서 평형이 아닌 것을 찾아서 제껴보자.

보통 있던데 이 문제는 없네?...

다음으로 R과 S중 먼저 생성되는 게 있는지 살펴보자.

R이 S보다 먼저 생성된다는 걸 알 수 있다. 고로 연속반응.

(동시에 생성되면 평행반응)

이제 속도상수 값을 비교해 볼 차례

R과 S가 그래프 상에서 평형 농도가 다르므로 3,4번 중 속도상수 다른 것을 골라보자.

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88. 다음과 같은 1차 병렬 반응이 일정한 온도의 회분식 반응기에서 진행되었다. 반응시간이 1000s일 때 반응물 A 가 90% 분해되어 생성물은 R 이 S 의 10배로 생성되었다. 반응초기에 R 과 S 의 농도를 0 으로 할 때, 및 은 각각 얼마인가?

 ① 

 ② 

 ③ 

 ④ 

정답 : 1번

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정리해서 적분하면,

k1과 k2간의 관계를 살펴보면,

반응식의 S가 R보다 계수가 2배가 큰데 R이 10배가 생성되었으므로,

R의 생성속도가 S의 생성속도의 20배이다.

즉, =20 .

위 두 식을 연립해서 k1을 계산해주자.

k1 = 0.0022 /sec = 0.132 /min

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89. 다음 반응이 기초 반응(elementary reaction)이라고 가정하면 이 반응의 분자도(molecularity)는 얼마인가?

 ① 1

 ② 2

 ③ 3

 ④ 0

정답 : 3번

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분자도(molecularity) : 기초반응에서 반응식에 나타나는 반응물 분자의 수

예를 들어,

A→P    일분자

A+A→P    이분자

A+B→P    이분자

A+A+B→P    삼분자

A+B+C→P    삼분자

즉, 양론계수의 합을 나타내고, 반응차수와 같다.

분자도를 아얘 처음 들어보는 경우도 많을텐데 그럼 틀릴 수 있다. 아쉽지만..

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90. 비가역 1차 액상반응을 부피가 다른 두 개의 이상혼합 반응기에서 다른 조건은 같게하여 반응시켰더니 전환율이 각각 40%, 60% 이었다면 두 반응기의 부피비(V40%/V60%)는 얼마인가?

 ① 1/3

 ② 4/9

 ③ 2/3

 ④ 3/2

정답 : 2번

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CSTR 설계식으로부터,

부피와 전화율을 제외하고 다른 조건이 같다고 한다면,

반응기 부피비 = 공간시간 비 = 의 비

0.4 / (1-0.4) : 0.6 / (1-0.6) = 4 : 9

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