第一章习题
1
化学反应式与化学计量方程有何异同 量系数有何关系？
？化学反应式中计量系数与化学计量方程中的计
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 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
？何谓非基元
？
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。
de
3
若将反应速率写成
「A A，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，请写岀各组分生成速率与浓度之间关系。
⑴A+2B ? C A+C? D ⑵A+2B ? C B+C? D C+D>E
(3)2A+2B ? > CA+C? D
「
A
kieA CB kzCc
2kieA eB
k3eA eC
k4CD
「
解.(1)
B
2k2eC
「
c
kieAeB k2eC k3eAeC
k4
^D
「
k3eAeC k4eD
D
「A
KCA CB kzCc
2kieA CB 2k2CC
k3CBCc k4CD
⑵
2
rC rD
k1CAeB k3eBeC
k2eC k4eD
k3eBeC k5eceD
k4eD k6eE
k5CCCD k6CE
《化学反应工程》第二版习题解答
「A
2k|CC2k?Cc k3CACc k4C° 2kjCC 2k?Cc
2 2 A B
2 2 AB
rc
k1CACB k2CC k3CACC k4CD
气相基元反应A+2B^2P在30C和常压下的反应速率常数
kc=2.65 x 104mikmol-2s-1。现
以气相分压来表示速率方程，即 (-rA)=kppApB2,求kp=?(假定气体为理想气体)
T 273 30 303K
「
D
k3CA
Cc
k4
CD
2
kc 2.65 104m6kmol 2s1 c卫
kCAc
c
B kc
R^
PB
RT
RT
kp PA PB kp
2.65 104m6kmol
3
(RT) 8.314kJ kmol 1K 1 1.655 10 6kmol m 3s-1kPa-3
有一反应在间歇反应器中进行，经过
303K
8min 后,
反应物转化掉 80%，经过 18min 后,
kt
1
XA
CA0 1
XA
1 0.8
1
(kCA0)8min
转化掉90%，求表达此反应的动力学方程式。
(kCA0)18min
8 1 0.8 2 1 0.9 1 — — 18 1 0.9 2
假设正确， 动力学方程
为
dCA
dt
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。 试求此反应器中液相体积为 5m时C的生成量。已知
k=1nikmol-1hr-1，CB°=3kmol ? rrf，
CA饱和 =0.02 kmol ? m3，水溶液流量为 10nihr-1。
解
1
《化学反应工程》第二版习题解答
rA kcAcB 由已知条件，cA与cB均为常数 rA 1 0.02 3 0.06kmol m 3hr 1
反应时间即液相在反应 器中的停留时间 5m3 10m3hr 1
0.5hr
C的生成量 Nc 0.06kmol m 3hr 1 0.5hr
5m 0.15kmol
3
9 反应2H 2 2NO N2 2H2O，在恒容下用等摩尔H2，NC进行实验，测得以下数据 总压/MPa 0.0272 0.0326 0.0381 0.0435 0.0543 半衰期/s 265 186 135 104 67 求此反应的级数t
12
0
dt
n 1
PA
PA
dp. kpt
1 P1 n P1 n
p
p
n 1 dt P
AO
n 1
P ndPA 0
A A kpdt kpt
P ndPPAA
O.5PAO 0
0.51 n
PA0 kpt12
t t12
4 1 P1
A n 1 1 0.51
n
P1 n
k“ P
tV2 ln
1 0.51 n 1 n ln
PA0 ln t12
PAO 1 P总
1
A0
p n kp n 1
PAO
0.1360 0.1630 0.1905 0.2175 0.2715
t^'2 265 186 135 104 67 In PAO 1.995 1.814 1.658 1.526 1.304
lnt.2
5.580
5.226
4.905
4.644
4.205
Int12对In pA0作图，得直线
2
化学反应工程(郭锴)第二版习题解答
