反応 A + B → C は速度式 r = k·CA·CB² に従い、k = 0.5 L²/(mol²·s) である。CA = 0.8 mol/L、CB = 0.2 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·CA·CB²k = 0.5 L²/(mol²·s)CA = 0.8 mol/LCB = 0.2 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 = 0.05 L/(mol·s) である。CA = 0.4 mol/L、CB = 0.2 mol/L のときの反応速度 r を求めよ。
r = k·CA·CBk = 0.05 L/(mol·s)CA = 0.4 mol/LCB = 0.2 mol/L
r = mol/(L·s)
3.ふつう
回分反応器での 1 次反応の k = 0.2 min⁻¹ である。反応率 90% に達するまでの時間はどれだけか。t を求めよ。
k = 0.2 min⁻¹X = 90 %
t = min
4.ふつう
速度式 −rA = k·CA² の反応で k = 0.25 L/(mol·min)、初濃度は 1.5 mol/L である。15 min 後の濃度 CA を求めよ。
k = 0.25 L/(mol·min)CA0 = 1.5 mol/Lt = 15 min
CA = mol/L
5.むずかしい
1 次反応の k は 25 °C で 0.02 min⁻¹、活性化エネルギーは 75 kJ/mol である。回分反応器を今度は 45 °C で 30 min 運転する。達成される反応率 X を求めよ。
k1 = 0.02 min⁻¹T1 = 25 °CEa = 75 kJ/molT2 = 45 °Ct = 30 minR = 8.314 J/(mol·K)
X = %
6.むずかしい
ある反応の速度定数は 25 °C で 0.1 min⁻¹、活性化エネルギーは 90 kJ/mol である。50 °C での速度定数 k2 を求めよ。
k1 = 0.1 min⁻¹T1 = 25 °CT2 = 50 °CEa = 90 kJ/molR = 8.314 J/(mol·K)
k2 = min⁻¹
解答
- 1. r = 0.016 mol/(L·s)
- 2. r = 0.004 mol/(L·s)
- 3. t = 11.51 min
- 4. CA = 0.2264 mol/L
- 5. X = 98.2 %
- 6. k2 = 1.659 min⁻¹
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