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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 ?答：化学反应式中计量系数恒为正值，化学计量方程中反应物的计量系数与化学反应式中数值相同，符号相反，对于产物二者相同。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 ?何谓非基元答：如果反应物严格按照化学反应式一步直接转化生成产物，该反应是基元反应。基元反应符合质量作用定律。 基元反应的活化能指 1 摩尔活化分子的平均能量比普通分子的平均能量的高出值。基元反应的反应级数是该反应的反应分子数。一切不符合质量作用定律

2、的反应都是非基元反应。非基元反应的活化能没有明确的物理意义，仅决定了反应速率对温度的敏感程度。非基元反应的反应级数是经验数值，决定了反应速率对反应物浓度的敏感程度。3若将反应速率写成rAdcA，有什么条件?dt答：化学反应的进行不引起物系体积的变化，即恒容。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?答：在间歇反应器中可以直接得到反应时间和反应程度的关系，而这种关系仅是动力学方程的直接积分，与反应器大小和投料量无关。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+DE(3)2A+2B ? CA+

3、C? D解rAk1cA cB2k2cCk3 cA cCk4cDrB2k1cA cB22k2cC(1)k1cA cB2rCk2cCk3cA cCk4cDrDk3cA cCk4cDrAk1cA cB2k2cCrB2k1cA cB22k2cC k3cB cC k4cD(2)k1cA cB2rCk2cCk3 cB cCk4cD k5 cC cD k6cErDk3cB cCk4cDk5 cCcDk6cErA2k1cA2 cB22k2cC k3 cA cC k4 cDrB2k1cA2 cB22k2cC(3)k1cA2 cB2rCk2cC k3cA cC k4cDrDk3cA cCk4cD6 气相基元反应A

4、+2B 2P 在 30和常压下的反应速率常数kc=2.65× 104m6kmol -2s-1。现以气相分压来表示速率方程，即(- rA )=kPpA pB 2，求 kP=?（假定气体为理想气体）解T27330303Kkc2.65 104 m6 kmol2s 1cpRTkc pA2rAkccA cB2pBRTRTrAkp pA pB2kPkc2.65104 m6kmol2s 1(RT )38.314kJkmol 1K 1303K31.65510 6 kmol m 3s- 1kPa-37 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 9

5、0，求表达此反应的动力学方程式。解kt1xAcA01xA10.81(kcA0 )8 min10.82810.91(kcA0 )18 min10.9218假设正确，动力学方程为dcAkcA2dt8 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： - r A=kcA cB。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 的生成量。已知k=1m3 kmol -1hr-1 ，cB0=3kmol

6、 ·m-3 ，cA 饱和 =0.02 kmol ·m-3，水溶液流量为 10m3hr-1。解rAkcA cB由已知条件， cA 与 cB 均为常数rA1 0.023 0.06kmol m 3hr 15m3反应时间即液相在反应器中的停留时间 0.5hr 10m3 hr 1C的生成量 NC0.06kmol m 3hr 10.5hr5m30.15kmol9 反应 2H2 2NO N22H 2 O ，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。解

7、dpAkp pAnp n dpAkp dtdtpAp n dpAt1 2pA 0dt0pAn1pA1kpt1 n1nkptnn1pA 0pA1 pA0t t1 2pA0.5 pA0n1pA1 0n0.51 n pA01nkp t1 211 0.51 npA1 0nt1 2ln 1 0.51 n1 n ln pA 0ln t1 2pA01 p总kp n1kp n 12pA00.13600.16300.19050.21750.2715t1 226518613510467ln pA01.9951.8141.6581.5261.304ln t1 25.5805.2264.9054.6444.205ln

8、 t1 2 对 ln pA0 作图，得直线5.65.45.25.02t/14.8nl4.64.44.24.0-2.1-2.0-1.9-1.8-1.7-1.6-1.5-1.4-1.3-1.2ln pA0Y=A+B*XParameterValueErrorA1.602170.01399B-1.99460.00834斜率 1.99461.99461 nn 3三级反应10考虑反应 A3P ，其动力学方程为rA1dnAk nA 试推导在恒容下以总压表VdtV示的动力学方程。解APp总t0nA00pA00pA0ttnA3 nA0nApA3 pA0pA3 pA02 pAp13 pp总nA3 pA0p总 VA

9、2A02RTdnAVdp总2RT1Vdp总3 pA0p总 V2 RT2 RTkVdtVdp总3 pA0p总dt11 A 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 /s116.8319.8490.2913.81188cA /kmolm·-399.090.683.070.665.342.4cB /kmolm·-356.648.240.628.222.90解由 cA -cB=42.4 可知反应应按下列方式A+B 产物进行设为二级反应dcAkcA cB 积分得： kt1ln cA cB0dtcA0cB0cA0 cB以1ln cA对

10、 t 作图若为直线，则假设正确。cA0cB0cB由 cA0 -cB0=42.4 整理得数据如下：t116.8319.8490.2913.811880.01320.01490.01690.02160.0247y1ln cAcA0cB0cB线性回归：0.0260.0240.0220.020y0.0180.0160.0140.012020040060080010001200tY=A+B*XParameterValueErrorA0.011661.84643E-4B1.08978E-52.55927E-7y 1.089810 5 t 0.01166k1.089810 5 m3 kmol 1s 1dcA1.0898105 cA cBdt12 丁烷在 700，总压为 0.3MPa 的条件下热分解反应：C4H 10 2C 2H4+H 2(A) (R)(S)起 始 时 丁 烷 为116kg ， 当 转 化 率 为50% 时dpA0.24MPa s 1 ， 求 此 时dtdpR ，dnS ，dyA 。dtdtdt解