化学反应工程习题(word版)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_______。

（0
0K 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β
α
B
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 。

（n
RT )(）
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
A
P(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A
P(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A
S 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 ______、=
opt τ______。

（2
2/1120
]
1)
/[(+K K C A 、
2
11
K K ）
16.
一级连串反应A
S P
在平推流反应器中，则目的产物
P 的最大浓度
=
max ,P C _______、
=opt
t ______。

（
)]
/([21122k k k k k -⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛、1
212)
/ln(k k k k -）
17.
一级连串反应A
S 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 _______、=
opt
t
______。

（)]
/([21122k k k k k -⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛、1
212)
/ln(k k k k -）
18.
一级连串反应A
S 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O H CH H CO 24
23+⇔+，其中化学反应计量系数为-1的是哪种物质
______。

（A ）
A. CO
B. 2H
C. 4CH
D. O H 2
26.化学反应O H N H NO 222222+⇔+，其中化学反应计量系数为+2的是哪种物质______。

（D ）
A. NO
B. 2H
C. 2N
D. O H 2 27.对于一非恒容均相化学反
应αA A
αB B
，反应组分A 的化学反应速率
=-A r _______。

（A ）
A.
Vdt dn r A
A -
=- B.
Vdt dn r B
A -
=- C.
dt
dC r A
A -
=- D.
dt
dC r B A -
=-
28.对于一非恒容均相化学反
应αA A
αB B
，反应产物B 的化学反应速率
=B r _______。

（B ）
A.
Vdt dn
r A
B =
B.
Vdt dn r B
B =
C.
dt
dC r A
B =
D.
dt
dC r B
B =
29.对于反应aA + bB
pP + sS ，则=P r _______)(A r -。

（A ）
A. ||a p
B. a p
C. p a
D. p a |
|
30.对于反应aA + bB
pP + sS ，则=
P r _______)(B r -。

（C ）
A. p b
B. b p
C. ||b p
D. p b |
|
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. 1/4
B. 2/3
C. –1/4
D. –2/3 32.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=_______。

（D ）
A. –2
B. –1
C. 1
D. 2
33.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. –1
B. –1/2
C. 1/2
D. 1
34.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. –1
B. 1/3
C. 2/3
D. 1 35.气相反应CO + 3H 2
CH 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. –2
B. -1
C. 1
D. 2
36.气相反应2NO + H 2
N 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NO δ=_______。

（B ）
A. –1
B. –1/2
C. 1/2
D. 1
37.气相反应N 2 + 3H 22NH 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
2
H
δ
=_______。

（B ）
A. –1
B. –2/3
C. 2/3
D. 1 38.化学反应速率式为
β
α
B
A C A C C 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+-RT
B. )()(βα+RT
C. )()(βα-RT
D. βα+-)(RT
39. 化学反应速率式为β
αB A C A C C 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+-)(RT
B. )()(βα+RT
C. )()(βα-RT
D. )()(βα+-RT
40.
反应C 4H 10
2C 2H 4 + H 2
，1
0.2-=s
k ，则反应级数n=_______。

（B ）
A. 0
B. 1
C. 2
D. 3 41.反应A + B → C ，已知1
15.0-=s
k ，则反应级数n=_______。

（B ）
A. 0
B. 1
C. 2
D. 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CH 3COOH + CH 3CH 2OH CH 3COOC 2H 5 + H 2O
，已知mol s l k /3.2⋅=，则
反应级数n=_______。

（C ）
A. 0
B. 1
C. 2
D. 3 44.
反应N 2 + 3H 2
2NH 3
，已知mol s l k /81.0⋅=，则反应级数n=_______。

（C ）
A. 0
B. 1
C. 2
D. 3 45.反应NaOH + HCl NaC l + H 2O
，已知mol s l k /1.0⋅=，则反应级数n=_______。

（C ）
A. 0
B. 1
C. 2
D. 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 → P
B.⎩⎨
⎧→+→+R
B P P
B A C.
A
P(主)
S(副)
D.A + B → P = R + S
48.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 --00
B. 0
A P P n n n - C. 00
S S P P n n n n -- D. 00
R 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 --00
B. 0
A P P n n n - C. 00
S S P P n n n n -- D. 00
R 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 --00
B. 0
A P P n n n - C. 00
S S P P n n n n -- D. 00
R R P P n n n n --
51.
如果平行反应A
P(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A
P(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
=
opt τ_______。

（D ）
A.
1
212)
/ln(K K K K - B.
1
221)
/ln(K K K K - C.
2
112)
/ln(K K K K D.
2
11
K K
54.
一级连串反应A
S K 1
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 _______。

（B ）
A.
1
22)
(
2
10K K K A K K C - B. 2
2
/1120
]
1)
/[(+K K C A C.
1
22
)
(
1
20K K K A K K C - D.
2
2
/1210
]
1)
/[(+K K C A
55.
一级连串反应A
S P
在间歇式反应器中，则目的产物P 的最大浓度
=
max ,P C _______。

（A ）
A.
1
22
)
(
2
10K K K A K K C - B. 2
2
/1120
]
1)
/[(+K K C A C.
1
22
)
(
1
20K K K A K K C - D. 2
2
/1210
]1)
/[(+K K C A
56. 一级连串反应A S 2
P
在平推流管式反应器中，则目的产物P 的最大浓
度=
max
,P C _______。

（A ）
A.
1
22)
(
2
10K K K A K K C - B. 2
2
/1120
]
1)
/[(+K K C A C.
1
22
)
(
1
20K K K A K K C - D. 2
2
/1210
]1)
/[(+K K C A
57.一级连串反应A → P → S 在间歇式反应器中进行，使目的产物P 浓度最大时的反应时间
=
opt t _______。

（D ）
A.
2
11
K K B.
1
221)
/ln(K K K K - C.
2
112)
/ln(K K K K D.
1
212)
/ln(K K K K -
58. 一级连串反应A → P → S 在平推流管式反应器中进行，使目的产物P 浓度最大时的反应时间
=
opt t _______。

（C ）
A.
2
11
K K B.
1
221)
/ln(K K K K - C.
1
212)
/ln(K K K K - D.
2
112)
/ln(K K K K
59.下列反应没有涉及到链反应的是_______。

（B ）
A. 石油裂解
B. 酯化反应
C. 烃类氧化
D. 聚合反应 60.简述均相反应及其动力学的研究内容？
答：参与反应的各物质均处于同一个相内进行的化学反应称为均相反应。

均相反应动力学是研究各种因素如温度、催化剂、反应物组成和压力等对反应速率、反应产物分布的影响，并确定表达这些影响因素与反应速率之间定量关系的速率方程。

61.简述链锁反应所具有的基本特征？
答：1）链反应具有三个阶段：链的引发、链的传播和链的终止；
2）链的引发和传播均需要通过游离原子或游离基；
3）游离原子和游离基均具有较高活性，容易受器壁或其它惰性物的作用而重新生成稳定的分子，从而使链反应终止。

62. 反应2NO + 2H 2 = N 2 + 2H 2O ，实验测得速率方程为：2
2
2
H
NO N C kC =γ。

试设定
能满足实验结果的反应机理。

解：机理（1）：22221
2O H N H NO k
+−→−
+ （慢） ① O H H O H k
222222
−→−+ （快）
②
2
2
2
11H
NO N C C k ==γγ
所以与实验结果相同
机理（2）：222O N NO ⇔ （快速）③
2222225
O H N H O N k +−→−
+ （慢速）④
O
H H O H k
222226
−→−+ （快） ⑤
③达拟平衡态，④为速控步骤
2
2
22
55H O N
N C C k ==γγ 由③得
2
3422NO
O N C k C k =
2
4
322NO
O N C k k C =
代入
2
22
2
2
4
35H NO H NO N C kC C C k k k ==γ
此机理与实验结果相同，选机理（2），因其无叁分子反应，而机理（1）是。

63. 由A 和B 进行均相二级不可逆反应α
A
A+α
B
B = α
S
S ，速率方程：
A γ-=
=
-dt
dC A
B A
C kC 。

求： （1）当
B A
B A
C C αα=
时的积分式 （2）当
B
A
AB B A C C ααλ≠
=0
时的积分式
解：（1）C A 与C B 之比保持恒定
B
A
B
A
B A
C C C C αα=
=00
所以
A
B
A B C C αα=
⎰
=
A A
C C B
A A
C C dC
kt
⎰
⎰
=
⇒=
2
'
2
A A
A A
C C C C A
A A A
B A
C
dC t k C dC
kt αα
k
k A
B αα=
'
积分得0
'
11A A
C C t k -
=
写成转化率时
)
1(
1
0'
A
A
A C t k χχ-=
（2） )1(0A A A C C χ-=
)
1()1(100
00A B A B A B A B B C C C C C χαχαα-=-
=
式中：
AB
A
B B A A B
C C λααααα=
=
01
积分得
⎥
⎦⎤⎢⎣⎡---=
A A
B
C kt χχαα11ln )1(1
10
1
64.反应A → B 为n 级不可逆反应。

已知在300K 时要使A 的转化率达到20%需12.6分钟，而在340K 时达到同样的转化率仅需3.20分钟，求该反应的活化能E 。

解：
n
A
A
A kC dt
dC r =-
=-
⎰
⎰
=
-
A
A C C t
n
A
A t
dt C dC 0
即
kt C C n n A n A =⎥⎦⎤
⎢⎣⎡----1011111
达20%时，08.0A A C C =
t
M t
C n k n n A 11)125
.1()1(11
1
⨯
=⨯
--=
--
式中M 为常数 ∴
6
.121300⨯=M k
2.31340⨯=M k
)
340
1300
1(314
.86
.12/2.3/ln
ln
300
340-
=
=E
M M k k E=29.06（kJ/mol ）
65.考虑下述连串反应:C k
B k A −→−−→−2
1
，已知上述反应中每一步均为一级反应，
1
1min
1.0-=k ，1
2min
05.0-=k ，试求A 、B 和C 的浓度随间变化的函数式。

解: C B A →→
:0=t 0A C
0 0 t t = x
C A -0 y x - y
对于反应物A ，应有:
A
A
C k dt
dC 1=-
积分得 )exp(10t k C C A A -=
对于B,应有 B
A B A B
C k t k C k C k C k dt
dC 210121)exp(--=-=
将上式两端乘以)exp(2t k 可得
dt
t k k C k dt t k C k dC t k A B B ])exp[()exp()exp(1201222-=+
即 dt t k k C k t k C d A B ])exp[()exp([12012-= 将上式积分得, }
1]){exp[()exp(1201
212---=
t k k C k k k t k C A B
)}
exp(){exp(2101
21t k t k C k k k C A B ----=
A C
B A
C C C C =++
)
(0B A A C C C C C +-=∴)]
exp()exp(1[21
2111
220t k k k k t k k k k C A --+
---
=。