解答つき反応速度論ワークシート

無料で印刷できる反応速度論のワークシート：やさしい問題から試験レベルまで 6 問、解答つき。印刷するか PDF で保存できます。

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1.やさしい
t (min)C/C₀ (%)7.5 min?

1 次反応の半減期は 5 min である。7.5 min 後に反応物は何パーセント f 残っているか。

t½ = 5 mint = 7.5 min
f = %
2.やさしい
CA​ (mol/L)r0.8r = ?CB​ = 1.2 mol/L

反応 A + B → C は速度式 r = k·CA²·CB に従い、k = 0.5 L²/(mol²·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·CA²·CBk = 0.5 L²/(mol²·s)CA = 0.8 mol/LCB = 1.2 mol/L
r = mol/(L·s)
3.ふつう
t (min)C (mol/L)15 minC = ?

速度式 −rA = k·CA² の反応で k = 0.8 L/(mol·min)、初濃度は 2 mol/L である。15 min 後の濃度 CA を求めよ。

k = 0.8 L/(mol·min)CA0 = 2 mol/Lt = 15 min
CA = mol/L
4.ふつう
t (min)X (%)t = ?80%

回分反応器での 2 次反応（−rA = k·CA²）の k = 0.8 L/(mol·min)、初濃度は 1 mol/L である。反応率 80% に達するまでの時間はどれだけか。t を求めよ。

k = 0.8 L/(mol·min)CA0 = 1 mol/LX = 80 %
t = min
5.むずかしい
t (min)X (%)45 minX = ?

1 次反応の k は 25 °C で 0.01 min⁻¹、活性化エネルギーは 60 kJ/mol である。回分反応器を今度は 45 °C で 45 min 運転する。達成される反応率 X を求めよ。

k1 = 0.01 min⁻¹T1 = 25 °CEa = 60 kJ/molT2 = 45 °Ct = 45 minR = 8.314 J/(mol·K)
X = %
6.むずかしい
1/Tln kT = 50 °Cln 0.005ln A = ?Ea​ = 60 kJ/mol

1 次反応の速度定数は 50 °C で 0.005 s⁻¹、活性化エネルギーは 60 kJ/mol である。アレニウスの式の頻度因子 A を求めよ。

k = 0.005 s⁻¹T = 50 °CEa = 60 kJ/molR = 8.314 J/(mol·K)
A = s⁻¹

解答

  1. 1. f = 35.36 %
  2. 2. r = 0.384 mol/(L·s)
  3. 3. CA = 0.08 mol/L
  4. 4. t = 5 min
  5. 5. X = 87.27 %
  6. 6. A = 2.499 × 10⁷ s⁻¹

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