【正文】 5DD2A1mkm mkm mkm ??????????????????????????????????????????kkrCkkrC??的濃度為，所以，個又消耗個，但每生成個伴生個每生成的出口濃度為，因此個將生成個每消耗為所消耗的生成為所消耗的，生成個生成個每消耗反應(yīng)共消耗 13 第二章習(xí)題 1. 動力學(xué)方程的實驗測定時，有采用循環(huán)反應(yīng)器的，為什么 ? 答：循環(huán)反應(yīng)器行為與全混流反應(yīng)器相同，可以得到反應(yīng)速率的點數(shù)據(jù)，而且反應(yīng)器進出口濃度差比較大，對分析精度要求不很高。 m3。 解 平推流 00 0 11111)11 1(1)1( d10A0RAfAf0A0 2AA0A0R Af?????????????? ?VkcVxxkcxxkcVV x (1) 全混流 3330R2BA AA0A AA00R ?? ???????? ????? ???VVckcccrccVV 12 (2) ? ?? ?? ?3 8 111A2AA2AA33R2A20AAA0BAAA0AAA00R????????????????xxxxxVxkcxcckcccrccVV 24 在全混流反應(yīng)器中進行如下等溫液相反應(yīng)： 2A→ B＋ C rc=k1cA2 A＋ B→ 2D rD=2k2cAcB A 的初始濃度為 m3， cA飽和 = m3，動力學(xué)方程式為 ? rA=kcAcB，其中 k=100m3kmol1min1。 hr1。 m3，出口仍然為 hr1，出口為 hr1，轉(zhuǎn)化率為 75％； (2) cA0=試計算生產(chǎn)恢復(fù)時反應(yīng)器內(nèi)物料的轉(zhuǎn)化率為多少？ 解 926 1073 mkm o l073 hr2120AAA0A3A0AA1AfAA00????????????????????cccxcececckkrccVVkt料即為間歇反應(yīng)器全混流反應(yīng)器切斷進出首先求反應(yīng)速率常數(shù) 22 第 17 題中的反應(yīng)， (1)當(dāng) cA0=操作人員為此緊急停止反應(yīng)器進料。 m3，體積流量為 1m3hr1，出口轉(zhuǎn)化率為 80%。 m3s1為了達到 95％轉(zhuǎn)化率，試求： (1) 所需空速為多少 ? (2) 反應(yīng)器容積大小 ? 10 解 ? ?1R000V N O30R111V0AA0AAA013301ln1dd300????????????????????????????????VppTTVSVVSxxrxcV標(biāo)準(zhǔn)空速為：??? 21 液相一級不可逆分解反應(yīng) A→ B+C于常溫下在一個 2m3全混流反應(yīng)器（ CSTR，MFR，連續(xù)攪拌槽式反應(yīng)器）中等溫進行。 解 方法一 3131321211111AA0AAA0A????????????????yy 方法二 ? ? ? ? 31321 32122301001A ???? ?????????????xxx V VV? 20 在 555K 及 下，在平推流管式反應(yīng)器中進行氣相反應(yīng) A→ P，已知進料中含 A 30%（摩爾分?jǐn)?shù)），其余為惰性物料，加料流量為 求該反應(yīng)的活化能。 m3min1 0.1 0.3 0.5 0.6 0.5 5 0 6 5 5 2 解 ?? ?????????AA0A)(d)(dmk m o m o AA0 AAA03Af3A0ccxr rcrxctcc 圖解積分 3A mkmol?c 1??Ar 10 10 ? ?m )(2 )(2 )( ??????????????rt 18 一氣相分解反應(yīng)在常壓間歇反應(yīng)器中進行，在 400K 和 500K 溫度下，其反應(yīng)速率均可表達為 ? rA=23pA2 mol m3需多少時間 ? cA/kmol欲使反應(yīng)物濃度由 cA0= 解 ? ?? ?36AA00. 10 7 7m10037 3. 1 3600100100s40140所需要的反 應(yīng)0. 00 4 M P a95%0. 08 M P a ，由數(shù)據(jù)表可知，??????????????v τVτpp 時間為轉(zhuǎn)化率時間相同。 解 m 1ln0 5 2 5 11 1ln1m in0 5 2 5 ) 4 9 8 2 0e x p (A17?????????? ?xktk 16 在 100℃下，純 A 在恒容間歇反應(yīng)器中發(fā)生下列氣相反應(yīng) : 2A→ R+S A 組分分壓與時間關(guān)系見下表 : t/sec 0 20 40 60 80 100 120 140 160 pA /MPa 0. 8 1 6 0 6 2 8 8 4 2 試求在 100℃， 下，進口物流中包含 20%惰性物， A 組份流量為100mol mol1。 m3。已知一次加入反應(yīng)物料 50kg，其中 (CH3CO)2O 的濃度為 216mol m3，反應(yīng)器裝填系數(shù)為 。 A 轉(zhuǎn)化率達50％需要時間為 ，輔助生產(chǎn)時間為 30min，每天生產(chǎn) 2400kg 醋酸丁酯（忽略分離損失），計算反應(yīng)器體積。反應(yīng)過程中的任意時刻都可以作為初始時刻和終了時刻。 m3反應(yīng)到 1kmol m3時，反應(yīng)到某一濃度需要285s，初始濃度為 1kmol 由 cA0cB0= 整理得數(shù)據(jù)如下： t 1188 5 BAB0A0 ln1 ccccy ?? 2 9 9 6 7 線性回歸： Y = A + B * X Parameter Value Error A B 5 ??? ? ty BA5A1135sk m o cctck????????? 12 丁烷在 700℃，總壓為 的條件下熱分解反應(yīng)： C4H10→ 2C2H4+H2 (A) (R) (S) 起始時丁烷為 116kg，當(dāng)轉(zhuǎn)化率為 50%時 1A sM P ???? tp ，求此時tytntp dddddd ASR ?， 。 m3 cB/kmol 解 ? ?? ?? ?? ?? ?? ?總總總總總總總總pptpVRTVppktpRTVVpRTVnRTVppnppppppppnnnttppntp???????????????????????A0A0AA0AA0AAA0AA0AAA0AA0A0A03dd23dd21d2d233212333000PA 11 A 和 B 在水溶液中進行反應(yīng)，在 25℃下測得下列數(shù)據(jù)，試確定該反應(yīng)反應(yīng)級數(shù)和反應(yīng)速度常數(shù)。 解 0. 15 km ol5m0. 5h rhrm0. 06 km ol0. 5h rhr10m 5mhrmkm 31313313ABABAA????????????????????CNCrccckcr的生成量器中的停留時間反應(yīng)時間即液相在反應(yīng)均為常數(shù)與由已知條件，? 9 反應(yīng) O2HN2 N O2H 222 ??? ，在恒容下用等摩爾 H2， NO 進行實驗，測得以下數(shù)據(jù) 總壓 /MPa 半衰期 /s 265 186 135 104 67 求此反應(yīng)的級數(shù)。 m3， cA飽和 = kmol試求此反應(yīng)器中液相體積為 5m3時C 的生成量。反應(yīng)動力學(xué)方程為： ? rA=kcAcB?，F(xiàn)以氣相 分壓來表示速率方程，即 (? rA)=kPpApB2，求 kP=?（假定氣體為理想氣體） 解 ? ?313631112643cP2BApA2BAc2BAcA1264ckP asmkm K303Kkm skm )(skm K30330273?????????????????????????????????RTkkppkrRTpRTpkcckrRTpckT 2 7 有一反應(yīng)在間歇反應(yīng)器中進行，經(jīng)過 8min 后，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化掉 80％，經(jīng)過18min 后，轉(zhuǎn)化掉 90％，求表達此反應(yīng)的動力學(xué)方程式。 5 現(xiàn)有如下基元反應(yīng)過程，請寫出各組分生成速率與濃度之間關(guān)系。 3 若將反應(yīng)速率寫成 tcr dd AA ???，有什么條件 ? 答：化學(xué)反應(yīng)的進行不引起物系體積的變化，即恒容。非基元反應(yīng)的活化能沒有明確的物理意義，僅決定了反應(yīng)速率對溫度的敏感程度?；磻?yīng)的反應(yīng)級數(shù)是該反應(yīng)的反應(yīng)分子數(shù)?；磻?yīng)符合質(zhì)量作用定律。 第一章習(xí)題 1 化學(xué)反應(yīng)式與化學(xué)計量方程有何異同 ?化學(xué)反應(yīng)式中計量系數(shù)與化學(xué)計量方程中的計量系數(shù)有何關(guān)系 ? 答：化學(xué)反應(yīng)式中計量系數(shù)恒為正值，化學(xué)計量方程中反應(yīng)物的計量系數(shù)與化學(xué)反應(yīng)式中數(shù)值相同，符號相反，對于產(chǎn)物二者相同。 2 何謂基元反應(yīng) ?基元反應(yīng)的動力學(xué)方程中活化能與反應(yīng)級數(shù)的含義是什么 ?何謂非基元反應(yīng) ?非基元反應(yīng)的動力學(xué)方程中活化能與反應(yīng)級數(shù)含義是什么 ? 答：如果反應(yīng)物嚴(yán)格按照化學(xué)反應(yīng)式一步直接轉(zhuǎn)化生成產(chǎn)物，該反應(yīng)是基元反應(yīng)?；磻?yīng)的活化能指 1 摩爾活化分子的平均能量比普通分子 的平均能量的高出值。一切不符合質(zhì)量作用定律的反應(yīng)都是非基元反應(yīng)。非基元反應(yīng)的反應(yīng)級數(shù)是經(jīng)驗數(shù)值，決定了反應(yīng)速率對反應(yīng)物濃度的敏感程度。 4 為什么均相液相反應(yīng)過程的動力學(xué)方程實驗測定采用間歇反應(yīng)器 ? 答：在間歇反應(yīng)器中可以直接得到反應(yīng)時間和反應(yīng)程度的關(guān)系，而這種關(guān)系僅是動 力學(xué)方程的直接積分，與反應(yīng)器大小和投料量無關(guān)。 (1)A+2B? C A+C? D (2)A+2B? C B+C? D C+D→ E (3)2A+2B? C 1 A+C? D 解 (1) D4CA3DD4CA3C22BA1CC22BA1BD4CA3C22BA1A22ckcckrckcckckcckrckcckrckcckckcckr?????????????? (2) E6DC5D4CB3DE6DC5D4CB3C22BA1CD4CB3C22BA1BC22BA1A22ckcckckcckrckcckckcckckcckrckcckckcckrckcckr?????????????????? (3) D4CA3DD4CA3C22B2A1CC22B2A1BD4CA3C22B2A1A2222ckcckrckcckckcckrckcckrckcckckcckr?????????????? 6 氣相基元反應(yīng) A+2B→ 2P 在 30℃和常壓下的反應(yīng)速率常數(shù) kc=104m6kmol2s1。 解 2AAm i n18A0m i n8A0AAA0dd21181)(2181)(11kctckckcxxckt????????