反応 A + B → C は速度式 r = k·CB² に従い、k = 0.002 L/(mol·s) である。CA = 1 mol/L、CB = 1.2 mol/L のときの反応速度 r を求めよ。
解答つき反応速度論ワークシート
1.やさしい
r = k·CB²k = 0.002 L/(mol·s)CA = 1 mol/LCB = 1.2 mol/L
r = mol/(L·s)
2.やさしい
反応 A + B → C は速度式 r = k·CA·CB に従い、k = 0.1 L/(mol·s) である。CA = 0.8 mol/L、CB = 1.2 mol/L のときの反応速度 r を求めよ。
r = k·CA·CBk = 0.1 L/(mol·s)CA = 0.8 mol/LCB = 1.2 mol/L
r = mol/(L·s)
3.ふつう
1 次反応で A の濃度が 40 min で 1 mol/L から 0.3 mol/L に減少する。速度定数 k を求めよ。
CA0 = 1 mol/LCA = 0.3 mol/Lt = 40 min
k = min⁻¹
4.ふつう
1 次反応で A の濃度が 10 min で 0.5 mol/L から 0.4 mol/L に減少する。速度定数 k を求めよ。
CA0 = 0.5 mol/LCA = 0.4 mol/Lt = 10 min
k = min⁻¹
5.むずかしい
1 次反応の k は 30 °C で 0.01 min⁻¹、活性化エネルギーは 90 kJ/mol である。回分反応器を今度は 60 °C で 20 min 運転する。達成される反応率 X を求めよ。
k1 = 0.01 min⁻¹T1 = 30 °CEa = 90 kJ/molT2 = 60 °Ct = 20 minR = 8.314 J/(mol·K)
X = %
6.むずかしい
ある反応の活性化エネルギーは 90 kJ/mol である。50 °C では反応が遅すぎる。反応を 10 倍速くするには何 °C の温度 T2 まで加熱しなければならないか。
Ea = 90 kJ/molT1 = 50 °Ck2/k1 = 10R = 8.314 J/(mol·K)
T2 = °C
解答
- 1. r = 0.00288 mol/(L·s)
- 2. r = 0.096 mol/(L·s)
- 3. k = 0.0301 min⁻¹
- 4. k = 0.02231 min⁻¹
- 5. X = 99.31 %
- 6. T2 = 73.85 °C
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