《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+O2

2NO2，在30℃及1kgf/cm2下反应，已知反应速率常数

2

kC=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=

dcA2

cB=2.65×104cA

dt

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 2

rA=2.65×10 A B =2.65×104(RT) 3pApB

RT RT

p表示的动力学方程。

解：

.因，

w

w

nAp

=A，微分得RTV

daw

案

2

4

网

pAp

，cB=B

RTRT

3P，其动力学方程为( rA)=

dnAn

=kA。试推导：在恒容下以总压VdtV

δA=

3 1

=21

dnA1dpA

=

VdtRTdt

代入原动力学方程整理得

w

dpA

=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=nA0

1

(n n0)δA

1

(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

.k

rC2H4=2( rC4H10)=2×2.4=4.8kgf/(cm2 s)

PC4H10=PyC4H101 dpC4H10

= P dt

2.4-1

==0.8 s 3

w

（3）

nC4H10=nyC4H10=n0(1+δC4H10yC4H10,0xC4H10)yC4H10

dnH2dtdnH2dt

=

hdaw

后

n0=nC4H10,0=δC4H10

rC4H10=

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

dyC4H10

dt

答

1

rCH=2.4224

w

dnC4H10

dt

案

116×1000

=2000mol582+1 1==2

1

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://.cn

o

2C2H4+H2，

dP

=k[(δA+1)P0 P]=k(3P0 P)dt

m

（3）

dpA1dP

= dtδAdt

2－9

反应A

P

S，( r1)=k1cA , ( r2)=k2cp，已知t=0时，cA=cA0 ，

cp0=cS0=0, k1/k2=0.2。反应在等温、间歇反应器中进行，过程为恒容过程，求反应产物P的瞬时收率与总收率。

解：

cA=cA0e k1t

k1 k2t k1t

c=c (e e)

m

PA0 k1 k2

k1 (e ko

c2t e k1t rPkck k k

)P=r=1 2P=1 2 12 kAk1cAk1e

1t

=1 k 2

k网

.案

(e(k1 k2)t 1)1 k

2=k1

k答

1 k

2 k1ak w

2 k (k1 k2)t=1.25e 4k1t 0后

2 e .25课

Φd c k 1 ke k2t e k1t)1 k2 (P0.25(1 e 4k1t)P=c=1 e k1t =

A0 cAek1t 1或由

k

Φh1

P=

cA0 cA

∫

cA

c A0

pdcA

计算。

.第三章均相反应过程

3-1

w

w

解：（1）

k=1ln11 x=1ln11 0.7