* 합격을 위해 맞춰야할 문제 : 98번, 99번
① 유효인자(effectiveness factor)가 작을수록 실제 반응속도가 작아진다.
② 고체촉매 반응에서 기공확산 저항만이 율속단계가 될 수 있다.
③ 기공확산 저항이 클수록 실제 반응속도는 증가된다.
④ 기공확산 저항은 항상 고체입자의 형태에는 무관하다.
정답 : 1번
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https://for-freeedom.tistory.com/182
관련 내용을 간략하게 정리한 링크이다.
1번 : 유효인자 = 실제 반응속도/이상적인 반응속도
맞는 말이다.
2번 : 율속단계 = 속도결정단계 = 가장 느린 단계
기공확산 저항만이 율속단계가 되는 건 아닌가보다.
3번 : 기공확산 저항이 클수록 실제 반응속도는 감소한다.(반응물의 이동을 방해)
4번 : 형태에 따라 확산 속도(물질 이동 속도)가 달라질 수 있을 것이다.
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97. 양론식 A + 3B → 2R + S 가 2차반응 일 때
와
의 관계식으로 옳은 것은?
①
②
③
④
정답 : 3번
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보통 이런문제는 처럼 각 생성속도를 써놓고
각 양론계수로 나눠주면 되더라.
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98. 부피가 일정한 회분식(batch) 반응기에서 다음의 기초반응(elementary reaction)이 일어난다. 반응속도 상수 k=1.0 ㎥/(s·mol), 반응 초기 A의 농도는 1.0mol/㎥ 이라면 A 의 전화율이 75% 일 때까지 걸리는 반응 시간은 얼마인가?
A + A → D
① 1.4s
② 3.0s
③ 4.2s
④ 6.0s
정답 : 2번
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기초반응이기 때문에 주어진 반응식으로부터 2차 반응임을 알 수 있다.
전화율이 75%라는 것은 초기농도 1 중 0.75 가 반응하고 0.25가 남았다는 얘기다.
각 숫자를 대입하면
t = 3 sec
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99. 다음은 Arrhenius 법칙에 의해 그린 활성화 에너지(Activation energy)에 대한 그래프이다. 이 그래프에 대한 설명으로 옳은 것은?
① 직선 ② 보다 ① 이 활성화 에너지가 크다.
② 직선 ① 보다 ② 가 활성화 에너지가 크다.
③ 초기에는 직선 ① 이 활성화 에너지가 크나 후기에는 ② 가 크다.
④ 초기에는 직선 ② 가 활성화 에너지가 크나 후기에는 ① 이 크다.
정답 : 1번
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아레니우스 식
k = Aexp(-E/RT)
lnk = lnA -E/RT
lnk 와 1/T 로 plot 하면
기울기는 -E/R
즉, 활성화에너지가 클수록 기울기의 절대값이 커진다. 1이 2보다 크다.
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100. 다음의 액상 병렬반응을 연속 흐름 반응기에서 진행 시키고자 한다. 이때 같은 입류조건에 A의 전환율이 모두 0.9가 되도록 반응기를 설계한다면 어느 반응기를 사용하는 것이 R 로의 전환율을 가장 크게 해주겠는가?
(단 이고
이다.)
① 플러그 흐름 반응기
② 혼합 흐름 반응기
③ 환류식 플러그 흐름 반응기
④ 다단식 혼합 흐름 반응기
정답 : 2번
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적당히 암기해보자..
원하는 반응이 차수가 높을 때는
반응물의 농도를 높여야 한다.
그러기 위해서는,
전화율을 낮게 유지하고,
비활성 물질을 줄인다. (기상계에서 압력의 증가)
그리고 PFR을 쓴다.
이 문제는 원하는 반응이 차수가 낮으므로,
모두 반대로 생각해주면 된다.
그래서 CSTR 을 쓰면 된다.
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