2015 年度後期 化学反応論 第１４回「特殊反応の解析(1)」 復習問題 ※他人の解答を丸写ししない。 「なぜその答えになるのか」自力で説明できなければならない。 学籍番号＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 氏名＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 1. エタンの熱分解によるエチレンの生成について、下のような反応機構が提案されている。 CH3CH3 k1 CH3• + CH3CH3 k3 CH3CH2• 2 CH3• k2 H• + CH3CH3 CH4 + CH3CH2• H• + CH3CH2• k4 k5 H2 + CH3CH2• CH3CH3 CH2=CH2 + H• ３つのラジカル中間体に対して定常状態近似を 適用すると、エチレンの生成速度は右の式で表 される。この式を導きなさい。 d[CH2=CH2 ] !# k1 k2 k k k =# + 1 + 1 3 4 dt 4 k5 "2 $ &[CH3CH3] & % 2. ある加工食品の品質を保持するため、酸化防止剤を添加して、さらにガスバリア袋に密封 した。この食品の品質劣化は主に自動酸化によるもので、酸素と反応してラジカルを発生 するのが開始段階である（反応速度＝k1[O2]）。酸化防止剤はこのラジカルと速やかに反応 することで自動酸化を抑制する。また、ガスバリア袋の内部の酸素分圧は、空気中の酸素 の透過によりゆっくりと上昇する（時刻 t における内部の酸素分圧は [O2] = [O2]ex(1 – exp(–k2t)) とする。[O2]ex は大気中の酸素分圧)。品質保持期限を T にしたい場合、添加す べき酸化防止剤の量を求めなさい。 （ヒント：時刻０から T までに開始段階で生成するラジ カルの総量を求めればよい。）
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