1 次反応の速度定数は 0.15 min⁻¹ である。半減期 t½ を求めよ。
解答つき反応速度論ワークシート
1.やさしい
k = 0.15 min⁻¹
t½ = min
2.やさしい
反応 A + B → C は速度式 r = k·CA·CB² に従い、k = 0.05 L²/(mol²·s) である。CA = 0.2 mol/L、CB = 0.2 mol/L のときの反応速度 r を求めよ。
r = k·CA·CB²k = 0.05 L²/(mol²·s)CA = 0.2 mol/LCB = 0.2 mol/L
r = mol/(L·s)
3.ふつう
回分反応器での 2 次反応(−rA = k·CA²)の k = 0.2 L/(mol·min)、初濃度は 1 mol/L である。反応率 95% に達するまでの時間はどれだけか。t を求めよ。
k = 0.2 L/(mol·min)CA0 = 1 mol/LX = 95 %
t = min
4.ふつう
2 次反応(−rA = k·CA²)の k = 0.4 L/(mol·min)、初濃度は 0.2 mol/L である。最初の半減期 t½ を求めよ。
k = 0.4 L/(mol·min)CA0 = 0.2 mol/L
t½ = min
5.むずかしい
ある反応の活性化エネルギーは 50 kJ/mol である。20 °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 = 50 kJ/molT1 = 20 °Ck2/k1 = 10R = 8.314 J/(mol·K)
T2 = °C
6.むずかしい
2 つの実験で A → 生成物の初速度を測定する。CA0 = 0.1 mol/L のとき反応速度は 0.002 mol/(L·s)、CA0 = 0.4 mol/L のとき 0.016 mol/(L·s) である。A に関する反応次数 n を求めよ。
CA0,1 = 0.1 mol/Lr1 = 0.002 mol/(L·s)CA0,2 = 0.4 mol/Lr2 = 0.016 mol/(L·s)
n =
解答
- 1. t½ = 4.621 min
- 2. r = 0.0004 mol/(L·s)
- 3. t = 95 min
- 4. t½ = 12.5 min
- 5. T2 = 57.06 °C
- 6. n = 1.5
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