第二章均相反应动力学试题(带答案)
第二章 化学反应动力学基础(答案)
第二章 反应动力学基础一、填空题1. 生成主产物的反应称为 主反应 ，其它的均为 副反应 。
2. 化学反应的总级数为n ，如用浓度表示的速率常数为C K ，用逸度表示的速率常数f K ，则C K =n f K 。
3. 化学反应的总级数为n ，如用浓度表示的速率常数为C K ，用气体摩尔分率表示的速率常数y K ，则C K = np RT ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛ y K 。
4. 化学反应速率式为βαB A C A C C K r =-，用浓度表示的速率常数为C K ，假定符合理想气体状态方程，如用压力表示的速率常数P K ，则C K =____)()(βα+RT ___P K 。
5. 反应A + B → C ，已知115.0-=s k ，则反应级数n= 1 。
6. 反应3A → P ，已知s l mol k ⋅=/15.0，则反应级数n=___0____。
7. 活化能的大小直接反映了 反应速率 对温度的敏感程度。
8. 对于一非恒容均相化学反应B A B A αα⇔，反应组分A 的化学反应速率=-A r Vdt dn r A A -=- 。
（V d t dn r A A -=-、 Vdt dn r B A -=-、dt dC r A A -=-、dt dC r BA -=-） 9. 气相反应A +B → 3P + S 进料时无惰性气体，A 与B 以1∶1摩尔比进料，则膨胀因子A δ=____2___。
10. 气相反应3A + B → P + S 进料时无惰性气体，A 与B 以2∶1摩尔比进料，则膨胀因子A δ=___-2/3____11. 在一间歇恒容反应器中进行如下平行反应12k k A P A S−−→−−→，P 为目的产物，已知0A c 的单位为[]/mol L ，1k 的单位为1s -⎡⎤⎣⎦，2k 的单位为[]/L mol s ⋅，活化能12E E >。
则R A =)(221A A C k C k +- 。
化学热力学--化学反应能否进行及进行到何种程度;化学反应动力.
A+CR+C （为对反应物均为一级催化反应）
以CC表示催化剂的浓度，忽略非催化反应速率。则：
rA
dCA dt
kCCCA
催化剂的浓度不变，则：
rA
dCA dt
k' C A
k' kCC
积分得 : kCC t
ln C A0 CA
ln 1 1 xA
return
◆单一反应 单一不可逆反应 单一可逆反应 均相催化反应 自催化反应
◆复杂反应 并联反应
连串反应
●等温变容过程（以气相反应为主）
example
◆单一不可逆反应：
如：AA+BBpP
则：
rA
A B
rB
A P
rP kCAaCBb
由于过程恒T、V，则：
VR vS0
[时间]
说明：空时既不是反应时间，也不是物料在反应器内停留 时间，只是在特定条件下（如理想平推流）才与反 应时间和停留时间相等。
return
○连续流动系统反应转化率：
设 A 为关键组分，则转化率xA定义：
xA
FA0 FA FA0
FA0----初始混合物组分 A 的摩尔流率；
FA----反应物 A 的瞬间摩尔流率；
rA
dCA dt
k
CAaC
b B
由
积分得: t CA0 dCA
CA k CAaCBb
微 分 变 为
积
或: t
dC C A 0
A
CA rA
分
分三种情形：
由
积
化工热力学答案
第二章 均相反应动力学习题1. 【动力学方程形式】有一气相反应，经实验测定在400℃下的速率方程式为:23.66A A dP P dt= 若转化为2(/.)A kC A r mol hl =形式，求相应的速率常数值及其单位。
2. [恒温恒容变压定级数]在恒容等温下，用等摩尔H 2和NO 进行实验，测得如下数据： 总压（MPa ）0.0272 0.0326 0.038 0.0435 0.0543 半衰期（s ） 256 186 135 104 67 求此反应级数3.[二级反应恒容定时间]4.醋酸和乙醇的反应为二级反应，在间歇反应反应器中，5min 转化率可达50%，问转化率为75%时需增加多少时间？4、【二级恒容非等摩尔加料】溴代异丁烷与乙醇钠在乙醇溶液中发生如下反应： i-C 4H 9Br+C 2H 5Na →Na Br+i-C 4H 9 OC 2H 5(A)(B) (C) (D)溴代异丁烷的初始浓度为C A0=0.050mol/l 乙醇钠的初始浓度为C B0=0.0762mol/l,在368.15K 测得不同时间的乙醇钠的浓度为：t(min) 0 5 10 20 30 50 C B (mol/l) 0.0762 0.0703 0.0655 0.0580 0.0532 0.0451已知反应为二级，试求：（1）反应速率常数；（2）反应一小时后溶液中溴代异丁烷的浓度；（3）溴代异丁烷消耗一半所用的时间。
5. [恒温恒容变压定级数]二甲醚的气相分解反应CH 3OCH 3 → CH 4 +H 2 +CO 在恒温恒容下进行，在504℃获得如下数据：t （s ） 0 390 777 1195 3155 ∞Pt ×103（Pa ） 41.6 54.4 65.1 74.9 103.9 124.1试确定反应速率常数和反应级数6.[恒温恒压变容定常数]气体反应2A→B，经测定该反应为一级，压力保持不变，组分A为80%，惰性物为20%，三分钟后体积减小了20%，求反应速率常数。
第2章反应作业答案
第2章均相反应动力学作业题答案2-1 一分批进行的均相酶反应，底物的初始浓度为3×10-5mol/L ，Km=1×10-3mol/L ，经过2min 后，底物转化了5%。
假定该反应符合M-M 方程,试问当该反应经过10min 、30min 和60min 时,该底物转化了多少？2-1 答案:。
，；，；，，时，，，），（，而，，，可视为一级反应，785.0X min 60t 537.0X min 30t 236.0X min 10t ,e 1X ,026.0295.0ln k %5X min 2t e 1X t k X 11lnX 1C C t k C C ln dt k C dC C k dtdC C k C K r r ,C K ,C K C r r S S S t 026.0S 1S t k S 1SS 0S S 1S0S t01C C S S S 1SS 1S m max S 0S m Sm Smax S 1S 0S======-==-===-==--===-=-==〉〉+=--⎰⎰2-2 某酶反应,其Km=0.01mol/L 。
为了求其最大反应速率r max 值，现通过实验测得该反应进行5min 时，底物已转化了10%，已知C S0=3.4×10-4mol/L ，并假定该反应可用M-M 方程表示。
试求： （1）最大反应速率r max 为多少？（2）反应15min 后，底物浓度为多少？2-2答案：。
）（，时，，，），（，而，，，可视为一级反应，L /mol 1048.2)271.01(104.3X 1C C ,271.0e 1e 1X minL /mol 101.201.0021.0K k r ,021.059.0ln k %10X min 5t e 1X t k X 11lnX 1C C t k C C ln dt k C dC C k dtdC C k C K r r ,C K ,C K C r r 44S 0S S 15021.0t 021.0S 4m 1max 1S t k S 1SS 0S S 1S0S t01CC S S S 1SS 1S m max S 0S m Sm Smax S 1S 0S --⨯----⨯=-⨯=-==-=-=⋅⨯=⨯===-===-==--===-=-==〉〉+=⎰⎰2-3试根据下列实验数据确定rmax 、Km和KI值，并说明该酶反应是属于竞争由图可得：(1/r max )×102=1，r max =100μmol/Lmin 。
化学反应工程课后习题解答全解
min)
3-5 在等温全混流釜式反应器中进行下列液相反应：
A + B → P（目的）rP = 2cA [kmol/(m3.h)
2A → R
rR= 0.5cA [kmol/(m3.h)
cA0 = cB0 = 2kmol/m3.
试计算反应2h时A的转化率和产品P的收率。
解：A组分的总消耗速率
(-rA )= rP + 2rR = 2cA + cA = 3cA 将其代入CSTR设计方程
pA 1000 800 666.75 446.75 306.8 206.8 -dpA/dt 82.305 66.844 53.581 33.647 22.503 20.149
（4）对
rA
dpA dt
~
pA
分别取自然对数，得到数据如下表
pA 1000 800 666.75 446.75 306.8 206.8 -dpA/dt 82.305 66.844 53.581 33.647 22.503 20.149
nH2O 17.8082 x 2 y
Y x x 0.692,即 nC0H3OH 27.3979
x 18.961
又nCH3OH
27.3979 x
y
n0 CH3OH
(1
xCH3OH
)
7.6714
y (27.397918.961 7.6714) 0.768
rA k1cAcB k2cRcS 7cAcB 3cRcS
7cB0 (1 xB )(cA0 cB0 xB ) 3(cB0 xB )2
只能指定B的转化率为75%，计算空间时间
VR cB0 xBf
化学反应工程第二章解析
第二章 均相反应动力学基础均相反应 均相反应是指参予反应的各物质均处同一个相内进行化学反应。
在一个相中的反应物料是以分子尺度混合的，要求：①必须是均相体系 (微观条件) ②强烈的混合手段 (宏观条件) ③反应速率远小于分子扩散速度一、计量方程反应物计量系数为负，生成物计量系数为正。
计量方程表示物质量之间关系，与实际反应历程无关； 计量系数只有一个公因子；用一个计量方程表示物质量之间关系的体系称为单一反应，反之称为复合反应。
二、化学反应速率单位时间、单位反应容积内组分的物质的量（摩尔数）的变化称之为该组分的反应速率。
反应物：生成物：对于反应三、化学反应速率方程r 是反应物系的组成、温度和压力的函数。
32223NH H N =+032223=--N H NH A A Adn r Vd d t C dt=-=-R R Rdn r Vdt dC dt==A B S R A B S Rαααα+=+SABRABSRr r r r αααα===AA AB r [k (T)][f(C ,C ,)]=有两类；双曲函数型和幂函数型。
k -化学反应速率常数； a(b)-反应级数。
(1)反应级数(i) 反应级数与反应机理无直接的关系，也不等于各组份的计量系数； (ii) 反应级数表明反应速率对各组分浓度的敏感程度；(iii) 反应级数是由实验获得的经验值，只能在获得其值的实验条件范围内加以应用。
(2)反应速率常数k[k]: s -1·(mol/m 3)1-nE ：是活化能，把反应分子“激发”到可进行反应的“活化状态”时所需的能量。
E 愈大，通常所需的反应温度亦愈高，反应速率对温度就愈敏感。
k 0 —指前因子,其单位与 反应速率常数相同；E— 化学反应的活化能,J/mol ； R — 气体常数,8.314J/(mol .K)。
a b A A B r kC C=2220.512H Br HBrHBrBr k c c r c k c =+0exp[]E k k RT=-01ln ln E k k R T=-⨯ln klnk 0 slop=-E/R1/T⏹ 反应速率的温度函数关系● 活化能越高，斜率越大，该反应对温度越敏感； ● 对于一定反应，低温时反应速率对温度变化更敏感。
《化学反应工程》第三版(陈甘堂著)课后习题答案
《化学反应工程》第三版(陈甘堂著)课后习题答案第二章均相反应动力学基础2－4三级气相反应2NO+O22NO2，在30℃及1kgf/cm2下反应，已知反应速率常数2kC=2.65×104L2/(mol2 s)，若以rA=kppApB表示，反应速率常数kp应为何值？解：原速率方程rA=dcA2cB=2.65×104cAdt由气体状态方程有cA=代入式（1）2－5考虑反应A课所以kp=2.65×104×(0.08477×303) 3=1.564后当压力单位为kgf/cm2时，R=0.08477，T=303K。
答p p 2rA=2.65×10 A B =2.65×104(RT) 3pApBRT RTp表示的动力学方程。
解：.因，wwnAp=A，微分得RTVdaw案24网pAp，cB=BRTRT3P，其动力学方程为( rA)=dnAn=kA。
试推导：在恒容下以总压VdtVδA=3 1=21dnA1dpA=VdtRTdt代入原动力学方程整理得wdpA=kpAdt设初始原料为纯A，yA0=1，总量为n0=nA0。
反应过程中总摩尔数根据膨胀因子定义δA=n n0nA0 nA若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！Y http://.cn.co（1）mol/[L s (kgf/cm2) 3]m（1）则nA=nA01(n n0)δA1(P P0)δA（2）恒容下上式可转换为pA=P0所以将式（2）和式（3）代入式（1）整理得2－6在700℃及3kgf/cm2恒压下发生下列反应：C4H10发生变化，试求下列各项的变化速率。
（1）乙烯分压；（2）H2的物质的量，mol；（3）丁烷的摩尔分数。
解：P=3kgf/cm2，（1）课MC4H10=58，（2）w.krC2H4=2( rC4H10)=2×2.4=4.8kgf/(cm2 s)PC4H10=PyC4H101 dpC4H10= P dt2.4-1==0.8 s 3w（3）nC4H10=nyC4H10=n0(1+δC4H10yC4H10,0xC4H10)yC4H10dnH2dtdnH2dt=hdaw后n0=nC4H10,0=δC4H10rC4H10=反应开始时，系统中含C4H*****kg，当反应完成50%时，丁烷分压以2.4kgf/(cm2 s)的速率dyC4H10dt答1rCH=2.4224wdnC4H10dt案116×1000=2000mol582+1 1==21网dyC4H10=n0(1+δC4H10yC4H10,0xC4H10) dt=2000×(1+2×1×0.5)×0.8=3200 mol/s若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！Y http://.cno2C2H4+H2，dP=k[(δA+1)P0 P]=k(3P0 P)dtm（3）dpA1dP= dtδAdt2－9反应APS，( r1)=k1cA , ( r2)=k2cp，已知t=0时，cA=cA0 ，cp0=cS0=0, k1/k2=0.2。
化学反应工程 第二章 均相反应动力学基础
2 等温恒容过程
3 等温变容过程
化学反应工程
2.1 概述
1
化学反应速率及其表示
2
反应速率常数k
化学反应工程
2.1 概述
均相反应是指在均一的液相或气相中进行的反应，这 一类反应包含很广泛的范围。 研究均相反应过程，首先要掌握均相反应的动力学。
它是不计过程物理因素的影响，仅仅研究化学反应本身的
反应速率规律，也就是研究物料的浓度、温度以及催化剂 等因素对化学反应速率的影响。
2.2.1单一反应动力学方程的建立
（３）将步骤（２）所得到的各 对 作图，若得到的
为一条通过原点的直线，说明所假定的机理与实验数据相符合
。否则，需重新假定动力学方程并加以检验，此步骤如图2-6 （b）所示。
化学反应工程
2.2.1单一反应动力学方程的建立
例２-１ 在恒容下的液相反应， ，实验测得
如下的数据，试用微分法和积分法建立动力学方程。
化学反应工程
2.1.1 化学反应速率及其表示
对于气相反应，由于分压与浓度成正比，也常常使用分 压来表示：
双曲线型动力学方程型式，如合成溴化氢的反应是一 个链反应，其动力学方程为：
化学反应工程
2.1.1 化学反应速率及其表示
化学反应工程
2.1.1 化学反应速率及其表示
常见的复合反应有：
连串反应
平行反应 平行-连串反应
化学反应工程
2.1.1 化学反应速率及其表示
化学反应速率的定义，是以在单位空间（体积）、单
位时间内物料（反应物或产物）数量的变化来表达的，用
数学形式表示即为：
化学反应工程
2.1.1 化学反应速率及其表示
化学反应工程
反应工程答案
第二章 均向反应动力学1.在473K 等温及常压下进行气相反应：（1）3→A R 1.5R A r C = （2）2→A S0.5S Ar C =（3）→A T 2.1TA r C= 式中C A 为反应物A 的浓度（kmol/l ），原料中A 和惰性气体各为一半（体积比），试求当A 的转化率达85%时，其转化速率是多少？解：先求出总摩尔变化数δA ，首先将产物的生成速率变为对应的反应物的转化速率：10.53AR R A r r C ==10.252AS S A r r C == 2.1AT T A r r C== 总反应速率为： 2.85A AR AS AT AR r r r C =++= 以一摩尔反应物A 为基准，总摩尔变化数为：0.50.25 2.13210.4392.85 2.85 2.85A δ=⨯+⨯+-=初始浓度为：200030.10130.5 1.28810/8.31410473A A P y C kmol l RT --⨯===⨯⨯⨯则有：2300(1) 1.288100.151.62810/110.50.4390.85A A A A A A C X C kmol ly X δ---⨯⨯===⨯++⨯⨯332.85 2.85 1.62810 4.64010/(.min)A A R C kmol l --==⨯⨯=⨯2.可逆一级液相反应PA −−←−→−，已知0,m kmol 5.0P030=⋅=-c c A ；当此反应在间歇反应器中进行，经过8min 后，A 的转化率为33.3%，而平衡转化率是66.7%，求此反应的动力学方程式。
解：()()x c k x c k txc t c x c c x c c c c k c k c k c k tc r A02A01A0A A0P A0A A A02A 1P 2A 1AA 1d d d d )1(d d --==-=-=--=-=-=-⎩⎨⎧=====+-+-=xx t t x t txk k k xx k k k tx,0,0d )(d )(d d 2112118333.022667.01667.01)1()(ln 121e e e 0A e 0A Ae Pe 21121121=====-=-=-====+-+-t x k k K x x x c x c c c k k K t k xk k k k k ()PA A A 1211212121212102888.005776.0d d min02888.0min 05776.02/08664.086931.05.0ln 18333.02111ln 1c c tcr k k k k k k k k k k k k -=-=-⎩⎨⎧==⎩⎨⎧==+=+=+-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛+-+--- 3.液相自催化反应的动力学方程A+P-P+P 速率表达式00()/(.) c 0.95/ c 0.05/AA A P A P dc r kc c mol l h mol L mol L dt -=-===，1h 后测得速率最大值，求反应速率常数。
第二章 均相反应动力学(1)
各组分反应速率的关系为：
rA
a
rB
b
ห้องสมุดไป่ตู้
rP p
rS s
r 当 量 反 应 速 率
或：
1 dC A a dt 1 dC B b dt 1 dC P p dt 1 dCS s dt
13
实例：反应 2SO 2 O 2 2SO 3 ,已知各物质为 1kmol的当量反应速率 r 6 .3 6 k m o l/m 3 h 。 求 r ， r 和 rS O
ln k ln k 0 R T
27
28
• 例1-1 等温条件下进行醋酸 (A)和丁醇(B) 的醋化反应： • CH3COOH+C4H9OH=CH3COOC4H9+H2O • 醋酸和丁醇的初始浓度分别为0.2332和 1.16kmolm -3。测得不同时间下醋酸转化 量如表所示。
11
ri v riw
d Fi dV
ris
d Fi dS
d Fi dW
三者关系也符合：
riv ris S R
B riw
12
⑤说明： 化学反应速率与化学计量系数有关。 例如
aA bB pP sS
8
不同“反应区间”基准的相应定义式 ⅰ> 体积为基准：
ri
1 d ni V dt
（i为反应物）
(2-1)式 （i为产物）
ri
1 V
d ni dt
对恒容过程： d ci （i为反应物） ri
dt
第二章均相反应动力学基础1
作图，斜率为n，截距为k
1、单一反应动力学方程的建立
通过实验取得t对应CA的数据计算出
的一种衡量，也是反应速率对温度敏感性的一种标志。从式
对数方程中 k 与 E 的关系可以说明这一点。表 （2－2） 所
示则更为直观，如反应温度为 400 ℃ ，活化能 E＝41868J/
mol 时，为使反应速率加倍所需的温升为 70 ℃ ，而当 E＝
167500J/mol 时，所需温升就降为 17 ℃ 了。
表2－2反应温度和活化能值一定时使反应速率加倍所需的温升
活化能（J/mol）
活化能（J/mol）
反应温度/℃
41868
167500
293100
反应温度/℃
41868
167500
29310 0
0
11
3
2
1000
273
62
37
400
70
17
9
2000
1037 197 107
活化能是一个极重要的参数，它的大小不仅是反应难易程度
a0p0总收率瞬时收率总收率反应前后目的产物p的物质的量之差反应物反应前后物质的量之差对于恒容反应总收率反应前后目的产物p的浓度之差反应物a反应前后浓度之差瞬时收率某一瞬间目的产物p的变化量摩尔数或浓度反应物a的消耗量摩尔数或浓度的物质的量换言之瞬时收率瞬间产物p的生成速率反应物a的消耗速率总选择性sselectivity反应前后目的产物的变化量副产物的变化量这里把s看做副产物恒容时就可换成摩尔浓度瞬时选择性s某一瞬间生成目的产物的反应速率生成非目的产物的反应速率注意区分工业生产中所指与反应工程中的概念不一致a0p0收率工业反应前后目的产物的摩尔数的变化量反应物初始摩尔数a0p0反应工程这种定义是比较麻烦若非目的产物只有一种还比较简单若非目的产物不只一种计算选择性就变得相当繁复
第二章 均相反应动力学习题
第二章 均相反应动力学习题1. 【动力学方程形式】有一气相反应，经实验测定在400℃下的速率方程式为:23.66AA dP P dt= 若转化为2(/.)A kC A r mol hl =形式，求相应的速率常数值及其单位。
2. [恒温恒容变压定级数]在恒容等温下，用等摩尔H 2和NO 进行实验，测得如下数据： 总压（MPa ）0.0272 0.0326 0.038 0.0435 0.0543 半衰期（s ） 256 186 135 104 67 求此反应级数3.[二级反应恒容定时间]4.醋酸和乙醇的反应为二级反应，在间歇反应反应器中，5min 转化率可达50%，问转化率为75%时需增加多少时间？4、【二级恒容非等摩尔加料】溴代异丁烷与乙醇钠在乙醇溶液中发生如下反应： i-C 4H 9Br+C 2H 5Na →Na Br+i-C 4H 9 OC 2H 5(A)(B) (C) (D)溴代异丁烷的初始浓度为C A0=0.050mol/l 乙醇钠的初始浓度为C B0=0.0762mol/l,在368.15K 测得不同时间的乙醇钠的浓度为：t(min) 0 5 10 20 30 50 C B (mol/l) 0.0762 0.0703 0.0655 0.0580 0.0532 0.0451已知反应为二级，试求：（1）反应速率常数；（2）反应一小时后溶液中溴代异丁烷的浓度；（3）溴代异丁烷消耗一半所用的时间。
5. [恒温恒容变压定级数]二甲醚的气相分解反应CH 3OCH 3 → CH 4 +H 2 +CO 在恒温恒容下进行，在504℃获得如下数据：t （s ） 0 390 777 1195 3155 ∞Pt ×103（Pa ） 41.6 54.4 65.1 74.9 103.9 124.1试确定反应速率常数和反应级数6.[恒温恒压变容定常数]气体反应2A→B，经测定该反应为一级，压力保持不变，组分A为80%，惰性物为20%，三分钟后体积减小了20%，求反应速率常数。
第二章 均相反应动力学基础-文档资料
2.1 概述
3 k 0和 E
Arrhenius方程的对数型式为：
E C 1 lnk lnk0 R g T
因此，以lnk对T-1作图，应该得到一条直线，其斜率为-EC/Rg
2.1 概述
4 温度影响
反应活化能愈高，反应速率对温度愈敏感。温度从300℃升高 到310℃，活化能为100kJ/mol时，反应速率提高3.6倍，而活化能 为150kJ/mol时，反应速率提高7.0倍。 反应活化能一定，反应速率在较低温度下对温度更敏感。在
（2）双曲线型 略
3 单一反应和复合反应
单一反应：指只用一个化学计量关系表示的反应。 按单一反应进行的过程只需要一个反应速率方程。 不可逆： k
A B CD
1
d C A r kCC A 1 A B d t
2.1 概述
可逆反应
A B C D
d C 1 A r k C C kC C A 1 AB 1 C D d t
2.1 概述
复合反应：指必须用两个以上化学计量关系才能表示的反应。
P+R A+B S
（平行反应）
A + BP
A +B P+B P 和A S
R + S （连串反应）
P S R
（平行-连串反应）
2.1 概述
2.1.2 反应速率常数
在一般情况下，反应速率常数 kc与绝对温度T之间的关系可以用 Arrhenius 经验方程表示，即：
2 反应速率方程
反应速率方程的一般式为：
rik C c f( i)
式中，kc为反应速率常数。它是反应本质和温度的函数，是反应的 能量因素，其大小决定了反应进行的难易程度。 f(Ci)为浓度函数。它是反应的推动力因素。 （1） 幂数型
(整理)化工热力学答案
第二章 均相反应动力学习题1. 【动力学方程形式】有一气相反应，经实验测定在400℃下的速率方程式为:23.66A A dP P dt= 若转化为2(/.)A kC A r mol hl =形式，求相应的速率常数值及其单位。
2. [恒温恒容变压定级数]在恒容等温下，用等摩尔H 2和NO 进行实验，测得如下数据： 总压（MPa ）0.0272 0.0326 0.038 0.0435 0.0543 半衰期（s ） 256 186 135 104 67 求此反应级数3.[二级反应恒容定时间]4.醋酸和乙醇的反应为二级反应，在间歇反应反应器中，5min 转化率可达50%，问转化率为75%时需增加多少时间？4、【二级恒容非等摩尔加料】溴代异丁烷与乙醇钠在乙醇溶液中发生如下反应： i-C 4H 9Br+C 2H 5Na →Na Br+i-C 4H 9 OC 2H 5(A)(B) (C) (D)溴代异丁烷的初始浓度为C A0=0.050mol/l 乙醇钠的初始浓度为C B0=0.0762mol/l,在368.15K 测得不同时间的乙醇钠的浓度为：t(min) 0 5 10 20 30 50 C B (mol/l) 0.0762 0.0703 0.0655 0.0580 0.0532 0.0451已知反应为二级，试求：（1）反应速率常数；（2）反应一小时后溶液中溴代异丁烷的浓度；（3）溴代异丁烷消耗一半所用的时间。
5. [恒温恒容变压定级数]二甲醚的气相分解反应CH 3OCH 3 → CH 4 +H 2 +CO 在恒温恒容下进行，在504℃获得如下数据：t （s ） 0 390 777 1195 3155 ∞Pt ×103（Pa ） 41.6 54.4 65.1 74.9 103.9 124.1试确定反应速率常数和反应级数6.[恒温恒压变容定常数]气体反应2A→B，经测定该反应为一级，压力保持不变，组分A为80%，惰性物为20%，三分钟后体积减小了20%，求反应速率常数。
第二章 均相反应动力学
k2
c
[1-e
A0
(
k1
k2
)
t
]
由此图得：若各处的cP/cS=k1/k2，说明所考察的反应为平行反应。
2.2 等温恒容过程
2.2-2 复合反应
（1）平行反应
k1 P A k2 S
平行反应的产物分布
由 rP
dcP dt
k1cAa1 ,
rS
dcS dt
k2cAa2
得：rP rS
dcP dcS
dcP dcS
/ /
dt dt
k1cA k2cA
总选择性S0
生成的P的总物质的量 生成的S的总物质的量
cP cS
xP xS
2.2 等温恒容过程
2.2-2 复合反应
（2）串联反应
A k1 P k2 S
（等温、恒容均相一级反应）
(rA）
dcA dt
k1cA积分得：cA
ln
cA cA0
1 cA
1 cA0
0
233.2
0
0
0
1
216.8
16.4
0.07298
0.3244x10-3
2
205.9
27.3
0.1245
0.5686 x10-3
3
196.6
36.6
0.1707
0.7983 x10-3
4
187.9
45.3
0.2160
1.03375 x10-3
5
179.2
54.0
0.2630
反应工程课件 2.均相反应的动力学基础习题答案
rA
1 V
dnA dt
k
nA V
试推导在恒容条件下以总压力p表示的反应速
率方程 dp f p
dt
天道酬勤
1
解：由反应方程看，反应前后发生了摩尔数的变
化，所以反应ห้องสมุดไป่ตู้于组分A的膨胀因子δA为：
A→3P
A
3
1 1
2
yA0
nA0 n0
1
n n0 A nA0 nA n0 AnA0 AnA
∴ dpR 2 dpA 2 2.4 1.6 kg cm2s1 dt 3 dt 3
天道酬勤
6
（2）下面求解 dns dt
第一种方法：
pA
nA n
p
nA0 1 xA
n0 AnA0 xA
p
21 xA 3
2 4xA
31 xA
1 2xA
dpA dt
1
9 2x
A
2
dxA dt
k
0.026 0天.道00酬8勤 0.008 0.0082 0.0078 0.103077
k
=0.008
k' k 0.00058 kc
∴速率方程为：－rA= rR= 0.008CACB － 0.00058 CR
ln[(CR-0.225) /(5.7CR-0.225)]
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
1/CA
13.1926 13.369 14.185 15.267 16.393 17.123 17.953
CR（mol·L-1）
0
0.001 0.0048 0.0103 0.0148 0.0174 0.0201
2.均相反应的动力学基础习题答案
k
0.026 0.008 0.008 0.0082 0.0078 0.0077
k
=0.008
k' k 0.00058 kc
∴速率方程为：－rA= rR= 0.008CACB － 0.00058 CR
ln[(CR-0.225) /(5.7CR-0.225)]
1 0.8 0.6 0.4 0.2
0
0
100 200 300 400 500
1/CA
13.1926 13.369 14.185 15.267 16.393 17.123 17.953
CR（mol·L-1）
0
0.001 0.0048 0.0103 0.0148 0.0174 0.0201
Ln [(cR-0.20.108 0.2555 0.4019 0.5008 0.6181
2-5.反应A→3P的反应速率方程为
rA
1 V
d nA dt
k
nA V
试推导在恒容条件下以总压力p表示的反应速
率方程
dp dt
f
p
解：由反应方程看，反应前后发生了摩尔数的变
化，所以反应对于组分A的膨胀因子δA为：
A→3P
A
31 1
2
yA0
nA0 n0
1
n n0 A nA0 nA n0 AnA0 AnA
解：假设速率方程为：
rA
dc A dt
kc AcB
k'cR
dcA dt
kcA0
cR cB0
cR k'cR
k cA0cB0 cA0 cB0 cR cR2 cR
k 0.08823 0.1922cR cR2 0.072kcR
第二章 均相反应动力学
第二章 均相反应动力学1. 均相反应是指___________________________________。
（参与反应的物质均处于同一相）2. aA + bB pP + sS 对于反应，则=P r _______)(A r -。
（a p）3.着眼反应组分K 的转化率的定义式为_______。
（00K K K K n n n -=χ）4.当计量方程中计量系数的代数和等于零时，这种反应称为_______，否则称为_______。
（等分子反应、非等分子反应）5. 化学反应速率式为βαB A C A C C K r =-，用浓度表示的速率常数为C K ，假定符合理想气体状态方程，如用压力表示的速率常数P K ，则C K =_______P K 。
（)()(βα+RT ）6. 化学反应的总级数为n ，如用浓度表示的速率常数为C K ，用逸度表示的速率常数f K ，则C K =_______f K 。
（nRT )(）7. 化学反应的总级数为n ，如用浓度表示的速率常数为C K ，用气体摩尔分率表示的速率常数y K ，则C K =_______y K 。
（n p RT ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛） 8.在构成反应机理的诸个基元反应中，如果有一个基元反应的速率较之其他基元反应慢得多，他的反应速率即代表整个反应的速率，其他基元反应可视为处于_______。
（拟平衡常态）9.当构成反应机理的诸个基元反应的速率具有相同的数量级时，既不存在速率控制步骤时，可假定所有各步基元反应都处于_______。
（拟定常态）10. 活化能的大小直接反映了______________对温度的敏感程度。
（反应速率）11. 一个可逆的均相化学反应，如果正、逆两向反应级数为未知时，采用______________法来求反应级数。
（初始速率法）12.生成主产物的反应称为_______，其它的均为_______。
（主反应、副反应）13.平行反应AP(主)S(副)均为一级不可逆反应，若主E ＞副E ，选择性S p 与_______无关，仅是_______的函数。
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第二章 均相反应动力学1. 均相反应是指___________________________________。
（参与反应的物质均处于同一相）2. a A + b Bp P + sS对于反应，则=P r _______)(A r -。
（ap）3.着眼反应组分K 的转化率的定义式为_______。
（00K KK Kn n n -=χ）4.当计量方程中计量系数的代数和等于零时，这种反应称为_______，否则称为_______。
（等分子反应、非等分子反应） 5. 化学反应速率式为βαBA C A CC K r =-，用浓度表示的速率常数为C K ，假定符合理想气体状态方程，如用压力表示的速率常数PK ，则CK=_______PK。
（)()(βα+RT ）6. 化学反应的总级数为n ，如用浓度表示的速率常数为C K ，用逸度表示的速率常数f K ，则CK=_______fK。
（nRT )(）7. 化学反应的总级数为n ，如用浓度表示的速率常数为C K ，用气体摩尔分率表示的速率常数y K ，则C K =_______yK。
（np RT ⎪⎪⎭⎫⎝⎛） 8.在构成反应机理的诸个基元反应中，如果有一个基元反应的速率较之其他基元反应慢得多，他的反应速率即代表整个反应的速率，其他基元反应可视为处于_______。
（拟平衡常态） 9.当构成反应机理的诸个基元反应的速率具有相同的数量级时，既不存在速率控制步骤时，可假定所有各步基元反应都处于_______。
（拟定常态）10. 活化能的大小直接反映了______________对温度的敏感程度。
（反应速率）11. 一个可逆的均相化学反应，如果正、逆两向反应级数为未知时，采用______________法来求反应级数。
（初始速率法）12.生成主产物的反应称为_______，其它的均为_______。
（主反应、副反应）13.平行反应AP (主)S (副)均为一级不可逆反应，若主E ＞副E ，选择性S p 与_______无关，仅是_______的函数。
（浓度、温度）14.如果平行反应AP (主)S (副)均为一级不可逆反应，若主E ＞副E ，提高选择性P S 应_______。
(提高温度) 15.一级连串反应AS P在全混流釜式反应器中，则目的产物P 的最大浓度=max,P C ______、=optτ______。
（22/1120]1)/[(+K K CA 、211KK ）16.一级连串反应ASP在平推流反应器中，则目的产物P 的最大浓度=max ,P C _______、=optt ______。
（)]/([21122k k k k k -⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛、1212)/ln(k k k k -）17.一级连串反应AS P在间歇式全混流反应器中，则目的产物P 的最大浓度=max,P C _______、=optt ______。
（)]/([21122k k k k k -⎪⎪⎭⎫⎝⎛、1212)/ln(k k k k -）18.一级连串反应AS P在平推流反应器中，为提高目的产物P 的收率，应______12/k k 。
（降低）19.链反应的三个阶段为_______、_______、_______。
（链的引发、链的传播、链的终止）20.下列属于均相反应的是_______。
（B ）A. 煤炭燃烧B. 氢气燃烧C. 离子交换D. 加氢裂解 21.下列属于均相反应的是_______。
（A ）A. 乙酸乙酯水解B. CuO 的还原C. 加氢脱硫D. 电石水解 22.下列属于均相反应的是_______。
（C ）A. 催化重整B. 催化裂解C. HCl 与NaOH 的中和D. 水泥制造 23.下列属于非均相反应的是_______。
（D ）A. 乙酸乙酯水解B. 氢气燃烧C. HCl 与NaOH 的中和D. 催化裂解 24.下列属于非均相反应的是_______。
（B ）A. 乙酸和乙醇的酯化B. 加氢脱硫C. 氢气燃烧D. 烃类气相裂解 25.化学反应OH CHH CO 2423+⇔+，其中化学反应计量系数为-1的是哪种物质______。
（A ）A. COB. 2HC. 4CH D. O H 226.化学反应OH NH NO 222222+⇔+，其中化学反应计量系数为+2的是哪种物质______。
（D ）A. NOB. 2HC. 2ND. O H 2 27.对于一非恒容均相化学反应αA AαB B，反应组分A 的化学反应速率=-A r _______。
（A ）A.Vdtdnr AA -=- B.Vdtdnr BA -=- C.dtdC r AA -=- D.dtdC r BA -=-28.对于一非恒容均相化学反应αA AαB B，反应产物B 的化学反应速率=B r _______。
（B ）A.Vdtdnr AB =B.Vdtdnr BB =C. dtdC r AB =D.dtdC r BB =29.对于反应a A + b Bp P + sS，则=Pr _______)(A r -。
（A ）A. ||a pB. a pC. pa D.pa ||30.对于反应a A + b Bp P + sS，则=Pr _______)(B r -。
（C ）A.pbB. b pC. ||b pD.pb ||31.气相反应4A + B → 3R + S 进料时无惰性气体，A 与B 以3∶1的摩尔比进料，则膨胀因子A δ=_______。
（C ）A. 1/4B. 2/3C. –1/4D. –2/332.气相反应A + B → 3P + S 进料时无惰性气体，A 与B 以1∶1摩尔比进料，则膨胀因子Aδ=_______。
（D ）A. –2B. –1C. 1D. 233.气相反应2A + B → 3P + S 进料时无惰性气体，A 与B 以2∶1摩尔比进料，则膨胀因子A δ=_______。
（C ）A. –1B. –1/2C. 1/2D. 134.气相反应2A + B → 3P + S 进料时无惰性气体，A 与B 以3∶2摩尔比进料，则膨胀因子B δ=_______。
（D ）A. –1B. 1/3C. 2/3D. 1 35.气相反应C O + 3H 2C H 4 + H 2O进料时无惰性气体，CO 与2H 以1∶2摩尔比进料，则膨胀因子CO δ=_______。
（A ）A. –2B. -1C. 1D. 236.气相反应2N O + H 2N 2 + H 2O 2进料时无惰性气体，NO 与2H 以1∶2摩尔比进料，则膨胀因子NOδ=_______。
（B ）A. –1B. –1/2C. 1/2D. 137.气相反应N 2 + 3H 22N H 3进料时无惰性气体，2N 与2H 以2∶3摩尔比进料，则膨胀因子2Hδ=_______。
（B ）A. –1B. –2/3C. 2/3D. 1 38.化学反应速率式为βαBA C A CC K r =-，如用浓度表示的速率常数为C K ，用压力表示的速率常数为P K ，则C K =_______P K 。
（B ） A. )()(βα+-RTB. )()(βα+RTC. )()(βα-RTD. βα+-)(RT39. 化学反应速率式为βαBA C A CC K r =-，如用浓度表示的速率常数为C K ，用压力表示的速率常数为P K ，则P K =_______C K 。
（D ） A. βα+-)(RTB. )()(βα+RTC. )()(βα-RTD. )()(βα+-RT40.反应C 4H 102C 2H 4 + H 2，10.2-=sk ，则反应级数n=_______。
（B ）A. 0B. 1C. 2D. 3 41.反应A + B → C ，已知115.0-=sk ，则反应级数n=_______。
（B ）A. 0B. 1C. 2D. 3 42.反应3A → P ，已知s l mol k ⋅=/15.0，则反应级数n=_______。
（A ） A. 0 B. 1 C. 2 D. 3 43.反应C H 3C O O H + C H 3C H 2O HC H 3C O O C 2H 5 + H 2O，已知mol s l k /3.2⋅=，则反应级数n=_______。
（C ）A. 0B. 1C. 2D. 3 44.反应N 2 + 3H 22N H 3，已知mol s l k /81.0⋅=，则反应级数n=_______。
（C ）A. 0B. 1C. 2D. 3 45.反应N aO H + H C lN aC l + H 2O，已知mol s l k /1.0⋅=，则反应级数n=_______。
（C ）A. 0B. 1C. 2D. 3 46.反应A + B → C ，已知s l mol k ⋅=/45.0，则反应级数n=_______。
（A ） A. 0 B. 1 C. 2 D. 3 47.下列属于平行反应的是_______。
（C ）A. A + B → PB.⎩⎨⎧→+→+R B P PB A C.AP (主)S (副)D.A + B → P = R + S48.串联反应A → P （目的）→R + S ，目的产物P 的得率P X =_______。
（B ）A. A A P P n n n n --00B. 0A P P n n n - C. 00S S P P n n n n -- D. 0R R P P n n n n --49.串联反应A → P （目的）→R + S ，目的产物P 与副产物S 的选择性P S =_______。
（C ）A. A A P P n n n n --00B. 0A P P n n n - C. 00S S P P n n n n -- D. 00R R P P n n n n --50.串联反应A → P （目的）→R + S ，目的产物P 的总收率P φ=_______。
（A ）A. A A P P n n n n --00B. 0A P P n n n - C. 00S S P P n n n n -- D. 00R R P P n n n n --51.如果平行反应AP (主)S (副)均为一级不可逆反应，若主E ＞副E ，提高选择性P S 应_______。
（B ）A. 提高浓度B. 提高温度C. 降低浓度D. 降低温度52.如果平行反应AP (主)S (副)均为一级不可逆反应，若主E ＞副E ，提高收率P φ应_______。
（C ）A. 提高浓度B. 降低浓度C. 提高温度D. 降低温度53.一级连串反应A → P → S 在全混流釜式反应器中进行，使目的产物P 浓度最大时的最优空时=optτ_______。