化学反应工程作业习题十汇总

C
I
S
W吸 附 速 率 ：rW AD kW CW CV kW' CW S
表 面 反 应 速 率 ：rS
krC ISCW S
k
' r
CTBA
S
CV
TBA脱 附 速 率 ：rDTBA
k C ' TBA TBAS
kTBACTBACV
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4
（1）表面反应是速率控制步骤
当为表面反应控制时，总反应速率
0
CW S KW CW CV
TBA脱 附 ：rDTBA kTBA
CTBA S K TBA
CTBACV
0
CTBAS KTBACTBACV
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6
（1）表面反应是速率控制步骤
活性位平衡方程
C IS CW S CTBAS CV Ct
CV
1
KICI
Ct KW CW
K C TBA TBA
r
rS
krC ISCW S
k
' r
CTBA
S
CV
C
（
iS
不
可
测
）~
C（i
可
测
）
关
系
？
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5
（1）表面反应是速率控制步骤
其余各步的处理：
I吸 附 ：rI AD kI
C IS CV
CIS KI
0
C IS K I C I CV
W吸 附 ：rW AD kW
CW CV
CW S KW
(1
k (C I CW
CTBA ) K
K I C I KW CW K C TBA TBA )2
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8
（2）异丁烯的吸附是速率控制步骤
总反应速率为：
r
rI AD
kI C I CV
k
' I
C
I
S
C IS、CV
~
C
的
i
关
系
？
2020/7/17
9
（2）异丁烯的吸附是速率控制步骤
其余各步的处理：
KW CW
K C TBA TBA
k (C I
CTBA K CW
)C t
1
K C TBA TBA K r KW CW
KW CW
K C TBA TBA
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12
（3）反应遵循Eley-Rideal动力学规律
表面反应为控制步骤：
IS IS W I S TBA S TBA S TBA S
1
KiCiCt K I C I K C TBA TBA
(i I ,TBA)
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（3）反应遵循Eley-Rideal动力学规律
反应速率：
r
rS
krCIS
k
' r
CTBA
S
kr K I CtC I CW
k
' r
K
TBAC
t
CTBA
1 K I C I K C TBA TBA
k (C I CW
2020/7/17
2
P10-3A
反应机理是
IS IS W S W S W S I S TBA S S TBA S TBA S
根据以下假设，请推导速率方程。
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3
（1）表面反应是速率控制步骤
反应机理中各步速率为
I吸 附 速 率 ：rI AD
kI C I CV
k
' I
及
CiS
1
KICI
KiCiCt KW CW
K C TBA TBA
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7
（1）表面反应是速率控制步骤
反应速率
r rS krC ISCW S kr' CTBASCV
kr K I KW Ct2C I CW (1 K ICI KW CW
kr'
K
C C 2
TBA t TBA
K C TBA TBA )2
CTBACV
0
CTBAS KTBACTBACV
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10
（2）异丁烯的吸附是速率控制步骤
活性位平衡方程
C IS CW S CTBAS CV Ct
CV
1
K C TBA TBA K r KW CW
Ct KW CW
K C TBA TBA
及
CIS
1
K C TBA TBA K r KW CW
Ct
K C TBA TBA K r KW CW
KW CW
K C TBA TBA
2020/7/17
11
（2）异丁烯的吸附是速率控制步骤
反应速率：
r
rI AD
kI C I CV
k
' I
C
I
S
kICICt
k
' I
K C TBA TBA K r KW CW
Ct
1
K C TBA TBA K r KW CW
总反应速率：
r rS krC ISCW S kr' CTBACV 1CV 2
C
i
（
S
不
可
测
）~
C（i
可
测
）
关
系
？
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（4）异丁烯和水被吸附在不同活性位上
其余各步的处理
I吸 附 ：rI AD kI
C I CV 1
CIS KI
0
C IS K I C I CV 1
CTBA ) K
1 K I C I K C TBA TBA
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（4）异丁烯和水被吸附在不同活性位上
叔丁醇没有吸附在表面上，表面反应为速率控 制步骤
I S1 I S1 W S2 W S2 W S2 I S1 TBA S1 S2
2020/7/17
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（4）异丁烯和水被吸附在不同活性位上
TBA脱 附 ：rDTBA kTBA
CTBA S K TBA
CTBACV
0
CTBAS KTBACTBACV
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（3）反应遵循Eley-Rideal动力学规律
活性位平衡方程：
C IS CTBAS CV Ct
CV
Ct
1 K I C I K C TBA TBA
及
CiS
W吸 附 ：rW AD kW
CW CV
CW S KW
0
CW S KW CW CV
表 面 反 应 ：rS kr
C IS CW
CTBAS CV Kr
0
CIS
CTBAS CV K r CW S
K C TBA TBA K r KW CW
CV
TBA脱 附 ：rDTBA kTBA
CTBA S K TBA
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（3）反应遵循Eley-Rideal动力学规律
总反应速率：
r rS krC ISCW kr' CTBAS
CiS
~
Cቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
关
i
系
？
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（3）反应遵循Eley-Rideal动力学规律
其余各步骤：
I吸 附 ：rI AD kI
CICV
CIS KI
0
C IS K I C I CV
习题十
浙江工业大学化材学院 刘华彦
2020/7/17
1
P10-3A
叔丁基醇是一种在汽油中取代铅的重要的辛烷 值改进剂[Ind. Eng. Chem. Res., 27,2224 (1998)]。叔丁基醇由异丁烯在液相催化水解产 生，体系中含有烃、水和固体催化剂多相。然 而，使用助溶剂或过量的叔丁基醇可达到更好 的溶解性。