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1、目 录 第一章习题.1 第二章习题第二章习题.14 第三章习题第三章习题.31 第四章习题第四章习题.38 第五章习题第五章习题.51 第六章习题第六章习题.56 第七章习题第七章习题.64 第八章习题第八章习题.71 w w w .k h d a w .c o m 课后答案网 化学反应工程第二版习题解答 第一章习题第一章习题 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
2、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? 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 t c r d d A A ，有什么条件? 答：化学反应的进行不引起物系
3、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+2BC A+C D (2)A+2BC B+CD C+DE (3)2A+2BC 1 w w w .k h d a w .c o m 课后答案网 化学反应工程第二版习题解答 A+CD 解 (1) D4CA3D D4CA3C2 2 BA1C C2 2 BA1B D4CA3C2 2 BA1A 22 ckcckr ckcckc
4、kcckr ckcckr ckcckckcckr (2) E6DC5D4CB3D E6DC5D4CB3C2 2 BA1C D4CB3C2 2 BA1B C2 2 BA1A 22 ckcckckcckr ckcckckcckckcckr ckcckckcckr ckcckr (3) D4CA3D D4CA3C2 2 B 2 A1C C2 2 B 2 A1B D4CA3C2 2 B 2 A1A 22 22 ckcckr ckcckckcckr ckcckr ckcckckcckr 6 气相基元反应A+2B2P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
5、表示速率方程，即(rA)=kPpApB2，求kP=? （假定气体为理想气体） 解 3-1-36 3 11 1264 3 c P 2 BApA 2 BA c 2 BAcA 1264 c kPasmkmol10655. 1 K303KkmolkJ314. 8 skmolm1065. 2 )( skmolm1065. 2 K30330273 RT k k ppkr RT p RT p kcckr RT p c k T 2 w w w .k h d a w .c o m 课后答案网 化学反应工程第二版习题解答 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
6、，转化掉 90，求表达此反应的动力学方程式。 解 2 A A min18A0 min8A0 A A A0 d d 2 1 9 . 01 9 . 0 18 1 )( 2 1 8 . 01 8 . 0 8 1 )( 1 1 kc t c kc kc x x c kt 为假设正确，动力学方程 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的生成 量。已知k=1
7、m3kmol-1hr-1，cB0=3kmolm-3，cA饱和=0.02 kmolm-3，水溶液流 量为 10m3hr-1。 解 0.15kmol5m0.5hrhrm0.06kmol 0.5hr hr10m 5m hrmkmol06. 0302. 01 313 13 3 13 A BABAA C NC r ccckcr 的生成量 器中的停留时间反应时间即液相在反应 均为常数与由已知条件， 9 反应，在恒容下用等摩尔HO2HN2NO2H 222 2，NO进行实验，测得 以下数据 总压/MPa 0.0272 0.0326 0.0381 0.0435 0.0543 半衰期/s 265 186 135
8、104 67 求此反应的级数。 3 w w w .k h d a w .c o m 课后答案网 化学反应工程第二版习题解答 解 205. 4644. 4905. 4226. 5580. 5ln 304. 1526. 1658. 1814. 1995. 1ln 67104135186265 2715. 02175. 01905. 01630. 01360. 0 2 1 lnln1 1 5 . 01 ln 1 5 . 01 5 . 0 1 1 5 . 0 1 1 1 dd dd d d 21 A0 21 A0 A0210A p 1 21 1 0A p 1 21p 1 A0 11 0AA0A21 p
9、 1 A 1 0Ap 1 A 0 A pAAp A A A0 A 0A 21 t p t p pptpn nk tp nk tkpp n pptt tkpp n tk n p tpp tkpppk t p n n n nnn nn p p n p p t n nn 总 作图，得直线对 A021 lnlnpt -2.1-2.0-1.9-1.8-1.7-1.6-1.5-1.4-1.3-1.2 4.0 4.2 4.4 4.6 4.8 5.0 5.2 5.4 5.6 ln t1/2 lnpA0 Y = A + B * X Parameter Value Error A 1.60217 0.01399
10、B -1.9946 0.00834 三级反应斜率319946. 19946. 1nn 4 w w w .k h d a w .c o m 课后答案网 化学反应工程第二版习题解答 10 考虑反应，其动力学方程为3PA V n k t n V r AA A d d1 试推导在恒 容下以总压表示的动力学方程。 解 总 总 总 总 总 总 总 总 pp t p V RT Vpp k t p RT V V p RT V n RT Vpp nppp ppppp nnntt pp nt p A0 A0 A A0 AA0A AA0AA0A AA0A A0A0 A0 3 d d 2 3 d d 21 d 2 d
11、 2 3 3 2 1 233 3 0 00 PA 11 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/s 116.8 319.8 490.2 913.8 1188 cA/kmolm-3 99.0 90.6 83.0 70.6 65.3 42.4 cB/kmolm-3 56.6 48.2 40.6 28.2 22.9 0 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 BA A d d ckc t c 积分得： BA0 B0A B0A0 ln 1 cc cc cc kt 以 B A B0A0 ln 1 c c
12、cc 对 t 作图若为直线，则假设正确。 由cA0-cB0=42.4 整理得数据如下： t 116.8 319.8 490.2 913.8 1188 5 w w w .k h d a w .c o m 课后答案网 化学反应工程第二版习题解答 B A B0A0 ln 1 c c cc y 0.01320.01490.01690.02160.0247 线性回归： 020040060080010001200 0.012 0.014 0.016 0.018 0.020 0.022 0.024 0.026 y t Y = A + B * X Parameter Value Error A 0.01166
13、 1.84643E-4 B 1.08978E-5 2.55927E-7 01166 . 0 100898 . 1 5 ty BA 5 A 1135 100898 . 1 d d skmolm100898 . 1 cc t c k 12 丁烷在 700，总压为 0.3MPa 的条件下热分解反应： C4H102C2H4+H2 (A) (R) (S) 起始时丁烷为 116kg，当转化率为 50%时 1 A sMPa24 . 0 d d t p ，求此时 t y t n t p d d d d d d ASR ，。 解 6 w w w .k h d a w .c o m 课后答案网 化学反应工程第二版
14、习题解答 1 AR sMPa48. 024. 02 d d 2 d d t p t p 1 SSS t tSRA AA0 SS S S AS skmol032. 0 300 4 . 24 d d 300 4 d d d d 300 4 kmol4kmol1kmol2kmol1 5 . 0kmol2 58 116 dd d d d d t p t p RT V t n RT p RTn V nnnn xn p RT V n RT Vp n t p t p 总 ， 时 1 AA s8 . 024. 0 3 . 0 1 d d1 d d t p pt y 总 13 某二级液相不可逆反应在初始浓度为 5kmolm-3时，反应到某一浓度需要 285s，初始浓度为 1kmolm-3时，反应到同一浓度需要 283s，那么，从初 始浓度为 5kmolm-3反应到 1kmolm-3需要多长时间？ 解 t=285-283=2s 反应前后体积不变的不可逆反应，已经反应掉的部分不会对反应产生任何 影响。反应过程中的任意时刻都可以作为初始时刻和终了时刻。 14 在间歇搅拌槽式反应器中，用醋酸与丁醇生产醋酸丁酯，反应式为： S R B A OHHCOOCCHOHHCCOOHCH 2943 SOH 943 42 反应物配比为：A(mol):B(mol)=1:4.97，反
