化学反应工程第二版课后习题.doc

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1、第一章习题1化学反应式与化学计量方程有何异同?化学反应式中计量系数与化学计量方程中的计量系数有何关系?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?何谓非基元反应?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?3若将反应速率写成，有什么条件?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?5现有如下基元反应过程，请写出各组分生成速率与浓度之间关系。(1)A+2B↔CA+C↔D(2)A+2B↔CB+C↔DC+D→E(3)2A+2B↔CA+C↔D6气相基元反应A+2B→2P在30℃和常压下的反应速率常数

2、kc=2.65×104m6kmol-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）7有一反应在间歇反应器中进行，经过8min后，反应物转化掉80％，经过18min后，转化掉90％，求表达此反应的动力学方程式。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5m3时C

3、的生成量。已知k=1m3kmol-1hr-1，cB0=3kmol·m-3，cA饱和=0.02kmol·m-3，水溶液流量为10m3hr-1。1反应，在恒容下用等摩尔H2，NO进行实验，测得以下数据总压/MPa0.02720.03260.03810.04350.0543半衰期/s26518613510467求此反应的级数。2考虑反应，其动力学方程为试推导在恒容下以总压表示的动力学方程。3A和B在水溶液中进行反应，在25℃下测得下列数据，试确定该反应反应级数和反应速度常数。时间/s116.8319.8490.2913.81188∞cA/kmo

4、l·m-399.090.683.070.665.342.4cB/kmol·m-356.648.240.628.222.904丁烷在700℃，总压为0.3MPa的条件下热分解反应：C4H10→2C2H4+H2(A)(R)(S)起始时丁烷为116kg，当转化率为50%时，求此时。5某二级液相不可逆反应在初始浓度为5kmol·m-3时，反应到某一浓度需要285s，初始浓度为1kmol·m-3时，反应到同一浓度需要283s，那么，从初始浓度为5kmol·m-3反应到1kmol·m-3需要多长时间？1在间歇搅拌槽式反应器中，用醋酸与丁醇生产醋酸丁酯

5、，反应式为：反应物配比为：A(mol):B(mol)=1:4.97，反应在100℃下进行。A转化率达50％需要时间为24.6min，辅助生产时间为30min，每天生产2400kg醋酸丁酯（忽略分离损失），计算反应器体积。混合物密度为750kg·m-3，反应器装填系数为0.75。2反应(CH3CO)2O+H2O→2CH3COOH在间歇反应器中15℃下进行。已知一次加入反应物料50kg，其中(CH3CO)2O的浓度为216mol·m-3，物料密度为1050kg·m-3。反应为拟一级反应，速率常数为k=5.708×107exp(−E/RT)mi

6、n-1，E=49.82kJ·mol-1。求xA=0.8时，在等温操作下的反应时间。3在100℃下，纯A在恒容间歇反应器中发生下列气相反应:2A→R+SA组分分压与时间关系见下表:t/sec020406080100120140160pA/MPa0.10.0960.0800.0560.0320.0180.0080.0040.002试求在100℃，0.1MPa下，进口物流中包含20%惰性物，A组份流量为100mol·hr-1，达到95%转化率所需的平推流反应器的体积。4间歇操作的液相反应A→R，反应速率测定结果列于下表。欲使反应物浓度由cA0=

7、1.3kmol·m-3降到0.3kmol·m-3需多少时间?cA/kmol·m-30.10.20.30.40.50.60.70.81.01.32.0(−rA)/kmol·m-3min-10.10.30.50.60.50.250.100.060.050.0450.0425一气相分解反应在常压间歇反应器中进行，在400K和500K温度下，其反应速率均可表达为−rA=23pA2mol·m-3s-1，式中pA的单位为kPa。求该反应的活化能。6有如下化学反应CH4+C2H2+H2=C2H4+CH4(I)(A)(B)(P)(I)在反应前各组分的摩尔

8、数分别为nI0=1mol；nA0=2mol；nB0=3mol；nP0=0，求化学膨胀率（用两种方法）。1在555K及0.3MPa下，在平推流管式反应器中进行气相反应A→P，已知进料中含A30%