内容发布更新时间 : 2024/6/24 19:47:23星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

第二章 习题

1． 某反应的反应速度常数κ在110℃和120℃时分别为： κ110=0.105L/(mol.min) κ120=0.196L/(mol.min)

（1） 根据阿累尼乌斯公式计算此反应的活性能E和频率因子κ0 （2） 这是几级反应？

（3） 130℃时的κ130之值为多少？ 解：（1）

k?k0e?ERTERTE11lnk1?lnk2?(?)RT2T1lnk?lnk0?k1k2E??R11?T2T1ln0.1050.196?8.314??11?383393?78.1KJmolln

k0?k?e?ERTERT?0.105e781008.314?383?4.72?109

（2）这是二级反应 （3）k130?k0e?4.72?e?781008.314?403?0.356lmol?min

2． 三级气相反应2NO+O2→2NO2恒温恒压下以浓度为变量的速度常数为

2A+B→2P

κC=2.65×104L2/(mol2.s)，今若以分压为变量,(-rA)=κpPA2PB,则κp之值应为多少？ 解：

22(?rA)?kppApB?kccAcBcA?pARTcB?pBRT代入

2kcpApB2?(?rA)?kc??ppBA23(RT)RT(RT)得

kp?kc(RT)?31

3． 在间歇反应器中有一级液相可逆反应A?P，初始反应时CA0=0.5mol/L，CP0=0

反应8min后，A的转化率为1/3，而平衡转化率是2/3，求此反应的动力学方程式。 解：?dCA?k1CA?k2Cp dt即k1?2k2

CCA0xAek1?K?Pe??2k2CAeCA0(1?xAe)根据一级可逆反应积分式

xAe1t?lnk1?k2xAe?xA218?ln3k1?k213?k1?k2?ln2?0.08664min?1 8?k1?0.05776min?1k2?0.02888min?1

?

dCA?k1CA?k2Cp?0.05776CA?0.02888CP dt4． 纯气相组分A在一等温等容间歇反应器中按计量式A?2.5P进行反应，实验测

得如下数据，

0 2 4 6 8 10 12 14 时间/min ∝

分压pA/MPa 0.1 0.08 0.0625 0.051 0.042 0.036 0.032 0.028 0.020

用积分法求此反应的动力学方程式。 解：

由于当t??时，pA?0.02常数，因此假设为一级可逆反应。

2

A?2.5pdcA??k1cA?k2cpdt达到平衡时，ppe?2.5(pA0?pA?)?2.5(0.1?0.02)?0.2MPa即，kpAeppe1RT?k2RT?k1k?ppep?0.2?10即，k1?10k22Ae0.02?dpAdt?k1pA?k2?2.5(pA0?pA)?10k2pA?2.5k2pA0?2.5k2?pA0?12.5k2pA?2.5k2pA0?12.5k12(pA?5pA0）

?dpA?12.5kdtp?1A5pA0pA?ln???p1?A?5pA0???12.5ktpA0

p1lnA0?5pA00.8p1?lnpA0 1?12.5k2tA?5pA0pA?5pA0ln0.08p?12.5k2tA?0.02

3

斜率?0.1581即，12.5k2?0.1581k2?0.0126mink1?0.126min?1

?1

即,?dcA?0.126cA?0.0126cpdtdp?A?12.5?0.0126(pA?0.2pA0)dt

5． 等温等容气相反应2H2+2NO? N2+2H2O，由等摩尔比的H2和NO开始进行实验，

测得如下数据，求此反应的反应级数：

0.0272 0.0326 0.0381 0.0435 0.0543 总压pt/MPa

265 186 135 104 67 半衰期t1/2/s

t122n?1?11?n?cA0k(n?1)2n?1?1lnt1?ln?(1?n)lncA02k(n?1)P总0p解：已知：cA0?A0?

RT2RTp即：lnt1?k0?(1?n)ln总02RT2lnt1~lnpA0作图为2 lnt1 25.58 -4.3 5.23 -4.11 4.91 -3.96 4.64 -3.83 4.2 -3.61 lnpA0 5.58?4.2??2?4.3?（?3.61）即：1?n?2?n?3

10截距??11.42?ln??6.620.08206得k?218(moll)2?s斜率?

6． 有一可逆液相反应A?B?P，用初速度法测得不同的起始浓度时的初速度见下

表：

4

CA0/(mol/L) CB0/(mol/L) (-rA)/10-3/(mol/L.min) 0.90 0.90 10.90 0.675 0.675 8.19 0.45 0.45 4.465 0.225 0.225 1.76

用最小二乘法求正反应的级数

7． 各步均为一级的平行-连串反应，由纯A开始反应，反应途径为：

k1k2????P???SA?? K3???R?已知，k2≠k1+k3求在反应时间t时各组分的浓度

解：

dcA?k1cA?k3cA?(k1?k3)cAdtdcp?k1cA?k2cpdtdcs?k2cpdtdcR?k3cAdt积分即得：?cA?cA0e?(k1?k3)tcpcA0?k1(e?k2t?e(k1?k3)t)k1?k3?k2t0

ck?k3cA0?e?(k1?k3)tdt?k3cA0(?1)e?(k1?k3)tk1?k3??t0?k3cA0(1?e?(k1?k3)t)k1?k3

cs?cA0?cp?cR?cA12??P???s已知k1?k2?k推导中间产物P浓度的表达式，8． 一级连串反应A?kk最佳反应时间最大得率.t=0时,CA=CA0,CP0=CS0=0。

解：

k0kA???P???stoptcpmax

topt?1k1cpmax?cA0ekk12??P???s,9． 等温等容间歇反应器中一级连串反应A?k1k2?2，反应从纯A

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