内容发布更新时间 : 2024/11/19 8:52:57星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

第一章习题

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化学反应式与化学计量方程有何异同?化学反应式中计量系数与化学计量方程中的计量系数有何关系?

答：化学反应式中计量系数恒为正值，化学计量方程中反应物的计量系数与化学反应式中数值相同，符号相反，对于产物二者相同。

2 何谓基元反应?基元反应的动力学方程中活化能与反应级数的含义是什么?何谓非基元

反应?非基元反应的动力学方程中活化能与反应级数含义是什么?

答：如果反应物严格按照化学反应式一步直接转化生成产物，该反应是基元反应。基元反应符合质量作用定律。基元反应的活化能指1摩尔活化分子的平均能量比普通分子的平均能量的高出值。基元反应的反应级数是该反应的反应分子数。一切不符合质量作用定律的反应都是非基元反应。非基元反应的活化能没有明确的物理意义，仅决定了反应速率对温度的敏感程度。非基元反应的反应级数是经验数值，决定了反应速率对反应物浓度的敏感程度。 3

若将反应速率写成?rA??dcA，有什么条件? dt答：化学反应的进行不引起物系体积的变化，即恒容。

4 为什么均相液相反应过程的动力学方程实验测定采用间歇反应器?

答：在间歇反应器中可以直接得到反应时间和反应程度的关系，而这种关系仅是动力学方程的直接积分，与反应器大小和投料量无关。

5 现有如下基元反应过程，请写出各组分生成速率与浓度之间关系。

(1)A+2B?C A+C? D (2)A+2B?C B+C?D C+D→E

(3)2A+2B?C A+C?D 解

2rA??k1cAcB?k2cC?k3cAcC?k4cD2rB??2k1cAcB?2k2cC(1)

rC?kcc?k2cC?k3cAcC?k4cDrD?k3cAcC?k4cD21AB

2rA??k1cAcB?k2cC(2)

2rB??2k1cAcB?2k2cC?k3cBcC?k4cDrC?kcc?k2cC?k3cBcC?k4cD?k5cCcD?k6cErD?k3cBcC?k4cD?k5cCcD?k6cE22rA??2k1cAcB?2k2cC?k3cAcC?k4cD22rB??2k1cAcB?2k2cC21AB

(3)

rC?kcc?k2cC?k3cAcC?k4cDrD?k3cAcC?k4cD221AB

46-2-1

6 气相基元反应A+2B→2P在30℃和常压下的反应速率常数kc=2.65×10mkmols。现

2

以气相分压来表示速率方程，即(?rA)=kPpApB，求kP=?（假定气体为理想气体） 解

T?273?30?303Kkc?2.65?104m6kmol?2s?1c?pRT22cABp?p??rA?kcc?kcA?B?RT?RT?2?rA?kppApB

kc2.65?104m6kmol?2s?1kP??3(RT)?8.314kJ?kmol?1K?1?303K?3?1.655?10?6kmol?m?3s-1kPa-3

7 解

有一反应在间歇反应器中进行，经过8min后，反应物转化掉80％，经过18min后，转化掉90％，求表达此反应的动力学方程式。

1

kt?1x?AcA01?xA10.81(kcA0)8min???81?0.8210.91 (kcA0)18min???181?0.92假设正确，动力学方程为?dcA2?kcAdt

8 反应A(g) +B(l)→C(l)气相反应物A被B的水溶液吸收，吸收后A与B生成C。反应

动力学方程为：?rA=kcAcB。由于反应物B在水中的浓度远大于A，在反应过程中可视为不变，而反应物A溶解于水的速率极快，以至于A在水中的浓度恒为其饱和溶解度。

33-1-1-3

试求此反应器中液相体积为5m时C的生成量。已知k=1mkmolhr，cB0=3kmol·m，cA饱和=0.02 kmol·m-3，水溶液流量为10m3hr-1。 解

?rA?kcAcB由已知条件，cA与cB均为常数?rA?1?0.02?3?0.06kmol?m?3hr?15m3反应时间即液相在反应器中的停留时间???0.5hr10m3hr?1C的生成量NC?0.06kmol?m?3hr?1?0.5hr?5m3?0.15kmol 9

反应2H2?2NO?N2?2H2O，在恒容下用等摩尔H2，NO进行实验，测得以下数据

总压/MPa 半衰期/s

求此反应的级数。

0.0272 265

0.0326 186

0.0381 135

0.0435 104

0.0543 67

解

2