复杂反应体系习题—解答

1、复杂反应体系习题一解答复杂反应体系习题亠、有如下一级反应系统2 丁烯签二反七丁烯计算化学平衡组成。二、设有一四组分一级反应系统，按下图集总:1X1 =A2原系统中反应速率常数按下法标记：kij表示i组 分生成j组分的速率常数，证明当且仅当同时成立时，上述系统符合精确适合集总条件。 三、在MR GC80型高压微型反应器中对己烷在Pd/HM型催化剂上的临氢异构化动力学进 行了研究，该反应体系如下图所示：正己烷3甲基戊烷其反应组成向量中各元素的次序为2甲基戊烷 。2,3二甲基丁烷2,2二甲基丁烷在245C、氢油比8总压为20公斤/厘米2的条 件下，从A(0)阵中的五组初始反应向量出发反 应，截取反应

2、时间为0.25小时的产物组成向量 构成A(0.25)阵，求各反应的反应速率常数。1.00000.001200000.99310.00270.00020.0002A(0)00.00570.98180.00320.0028000.01550.99380.00030000.00270.9967复杂反应体系习题.解：1 丁烯摩尔分数令组成向量为：a=顺2 丁烯摩尔分数 反2 丁烯摩尔分数0.6698 0.07900.11410.3183A(0.25)0.1723 0.47290.03260.10350.01110.02950.06620.02530.00190.29490.14770.00860.49

3、250.30750.01490.11600.45660.02680.03040.06290.947914.0684.6321.000速率常数矩阵为K= 10.34410.2483.3713.7245.6164.371得：-14.068a1+4.632a2+1.000a3=0(1)10.344a1-10.248a2+3.371a3=0(2)3.724a1+5.616a2-4.371as=0(3)a1+a2+a3=1(4)0.1438由(4)式和(1)(2)(3)式中任2式解得平衡组成：a=0.32130.5349二.证明：按照反应速率常数标记法:k ij表示i组分生成j组分的速率常数，则速率常数

4、矩阵为：4k1j 1jk21k31k41k124k2jk32k42K=j 24k13k23k3jj 3k43k14k24k344k4 jj 44k1j 1jk21k31k41MK= 11 00 101k124k2jk32k42j 24=k13k23k3j 3k43k14k24k344k4 jj 4k13k14k23k24131k32k41k42k13k14k23k24k31k32k41k42ai=1K12K12K21在平衡时，由色=0和dtK21 K21kM= K12K12K21K12K12K21 K 21为满足精确适合集总的条件，则：MK= kM即：kl3+kl4=k23 + k24= K1

5、2k3l + k32=k4l + k42= K21因此,此为精确适合集总条件的充要条件0.002200-0.3269三解：本题用等时间法，用Matlab软件可计算得A(0)-1=1.0000-0.00120.00000.00000.000001.0070-0.0028-0.0002-0.00020-0.00581.0186-0.0033-0.002900.0001-0.01591.0063-0.00030-0.00000.0000-0.00271.0033A(t)*A(0) -1=0.66980.07840.06680.02520.00170.11410.31870.29720.14760.0

6、0770.17230.47310.49550.30770.01340.03260.10350.11060.45900.02640.01110.02950.03000.06060.9509求取 A(t)*A(0)-1的特征向量及特征值,X为特征向量，B为特征值X =-0.1896-0.17290.8364-0.13210.0129-0.2989-0.2278-0.22900.4008-0.7059-0.4907-0.3684-0.41190.46790.7080-0.2063-0.1011-0.2694-0.7757-0.0129-0.76900.87880.07620.03720.0002B

7、=1.0006000000.9215000000.6075000000.3431000000.0213A =log(B)/0.25-1.9938-4.279400000-15.4055x-1=-0.5127-0.5150-0.5134-0.5128-0.5086-0.5258-0.4482-0.4445-0.37710.68860.9508-0.1547-0.1778-0.34760.0324-0.12550.26330.2470-0.98120.03420.0071-0.85410.5587-0.10540.0020K=X* A *X-1K =-1.68730.55080.30070.02470.00400.6878-9.8445