1、P291. 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。 解：假设为二级反应3. 可逆一级液相反应 ，已知 ， ；当此反应在间歇反应器PAlmoCA/5.00PC中进行时，经过 8min 后，A 的转化率是 33.3%，而平衡转化率是 66.7%，求此反应的动力学方程式。解： ，设正反应速率常数为 ，逆反应速率常数为 。1k1k（I）PAACkdtr11平衡时： ，即 11 AAxCkxk0101)(67.)67.0(k 2（I）式可化为： AAA xkxkkdtx111 3)( A Ax xAxkt0 0111
2、)2ln(321/ln38解得： 1mi029.k 11min058.k所以动力学方程式为： 1min045.7.43.58.0 loCxCr AAPAA5.解：6. 在 700及 恒压下发生下列反应： 。反应开始时，系2/3cmkg 242104HC统中含 为 116kg，当反应完成 50%时，丁烷分压以 的速率发生变化，104HC scmkg/.试求下列各项的变化速率：（1）乙烯分压；（2）H 2 的摩尔数；（3）丁烷的摩尔分率。解：该反应简单表示成： CBA2kmolnA58/60当 时，.xscgdtPA2/4.（1） CBA CBPnRTV2P2303dttPdAscmkgdttAB
3、 2/6.1)42(（2） AAAxyxP31)(02)1(/(/)(AAdtxdtdt 4.29txA 067.dtx.kAACxn20skmoldtxtnAC/13.2（3） PyA 18.0/4.1tPdtyA7. 解：乙酸的初始浓度： 3.97 mol/l09/376Ac乙醇的初始浓度： 10.35 mol/l18084B水的初始浓度： 18.32 mol/l0(91)0/378sc0AAcx0BAxPAcx0SAcx总的反应速率： 12100200()()()()ABPSABAASArkckk 4 4.760(3.97).35971.63.9718.3297Axxxx= (.)()A
4、AAA 2 4(1.48.4.2)0Ax= 3907391A（1） 0 2 40.()(.48.049.27)3.10Axx AAddxtcr = 42 40 012.37.83.96.(.5)(7.)Ax xAA x = 414ln.8.5.5Ax3.624473ln.210.68.52102.610.Axt0.353A（2）若忽略逆反应，则 1100()()()ABABArkccxcx= 4.7610(3.97)(10.3597)AAxx0 40.().6(.3)(10.5397)Ax AAddtcr x= 4 40 01.76()1.3597)8.()2.61)A Ax xA Adx d
5、 = 42.6ln0.3. Ax44261ln0.31.953.102.951.324Axt0.416A（3）平衡时， ，即()0Ar100200()()()ABAASAkcxcxkcx4 4.7610.937.53971.63.9718.3.97x 2()26)(46)AAAxx0.54A如果反应组分的浓度不随时间变化，则反应已达到平衡。8. 解： 根据 PV=nRT 05()2PAn05()2PA假设为一级可逆反应， ，以分压形式表示，则为：12Adckct1205()APAdpkppt令 则 （1）25 121220()A Akkpkdt 平衡时 ， ， ， 0At1220()Aep20
6、1.eA 124根据式（1）得： 1220()Addtkk， 201()Adptk12().Apkdt012.ln()Apkt以 为纵坐标，t 为横坐标，根据实验数据作图，结果如下图所示。0.lA由图可以看到，各点基本分布在一条直线上。因此， “假设为一级可逆反应”成立。由图还可以得到直线的斜率为 0.1633，即 =0.1633，又因为 ，所以12k124k=0.0327 min-1， 0.1306 min-12k1k此反应的动力学方程可表示为： 0.63.027AAdpt9. 反应 ， ， ，已知 ， ，SPkk 21 ACkr1)(PSkr20AC0SP，反应在等温、间歇反应器中进行，过
7、程为恒容过程，求反应产物 P 的瞬时./21k收率与总收率。解： PAPCkr21瞬时收率 APAPACkkr1212总收率 APC0，tkAe10tktPe21201tkPk)(1221 )1)(122tktkPe（可将 关系式代入， 和 可进一步简化） 。2.0/1kPP851. 解：间歇反应器： ， ， 求得 k=0.0926 min-11lnAtkx13ln0.7k（1）平推流反应器，该式形式上与间歇反应器的反应时间计算式完全相同，所以lnpAkx，空速 =0.0769 min-113mip 1pSV（2）全混流反应器=25.2 min0.7(1)926(1)Amxk空速 =0.039
8、7 min-1mSV2. 解： 0.0988 m3/s046.381590FRTvp=11.10 s1lnln.27.Akx=0.09 s-1SV11.1=1.097 m30.98v3. 解：（1）理想间歇反应器 （a）0Acdtr表中的浓度与反应速率的关系，可由下图表示：可用图解法或数值积分法求解式（a） ，下面以数值积分法求解。为了能使用辛普生数值积分法，对已知数据通过内插法添补，结果如下表。0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.1 1.2 1.32 1.6667 2 4 10 16.667 18.333 20 20.741 21.481 22.222(.324)
9、(6)t=12.72 min（2） mol/L0(1).5(10.8)AAcx0.3 0.5 0.7 0.9 1.1 1.3 1.52 2 10 18.333 20.741 22.222 22.68=17.09 min0.6()(8)Acdr00/1/.51/minAvFL=189.89 L.79V（3） 0.3 mol/L0().2(0.7)AAcx=1.8 min1.35Ar13.89 L/min00/6.2vFc=25.0 L13.89V4.解：（1）求反应速率常数 3050.965/.462.Apc kmolRT43817V409.8170.836/36Vsv00()()2AAcxcx
10、y动力学方程： 2201()()AArkx20 0220()11()A Ax AAdc dxck 00 094ln()1 1.62l10.64.95.AAA Acxk kc3104.954.957.28molsc （2）工业规模反应器时 302.0.4/8.31465ApklRT30/9/vmhs00()()11AAcxcxy20002201()()A Ax xAAvdVv dkckc 0.804.94ln(1) ln(10.8)45723.AAxkcx 0.06564 m 3（根）4.6579810N考虑到流动形态和流动阻力等因素，这些管子以一定的并联和串联相结合的方式组合。5.解： 00(
11、1)(1)AAAkpxkpxdty00112ln(1)AAxxA Apdt dxkkk 2.216 h2ln.50.41773 L8.16Vvt8.解：（1）一级反应反应温度相同时平推流反应器： 1lnPAkx001lnPAvVkx全混流反应器： ()mA00mA001()/ln11()lnmAAPAVvvxxkkx 改变反应温度，使 Vm=VP01lnPAvVkx01Avxk=10ep()1(1)lnxlnAmPA PP mEaxRTkxk0lep()APEakRT 0ep()(1AAmEakxRT当转化率 0.6 时，代入已知条件，得： 840.31(27.51)ln.6840.31.6(
12、)cTe求得：T m432.1 K159 当转化率 0.9 时，代入已知条件，得： 840.31(27.51)ln.9e840.31.9()cTe求得：T m448.8 K175.7 （2）二级反应 00(1)APvxVkc002()Amx1PAVx（3）1/2 级反应 1/21/21/2()()()/Am APVxx（4）-1 级反应 122()()AmAPxVx9.解：假设为一级反应， ，以 t 为横坐标， 为纵坐标，作图：1lnAtkx1lnAx由图可以看到，各点几乎分布在一条直线上，因此，假设成立。由图可得到直线的斜率为 0.5161，即 1/k=0.5161，所以 k=1.938 h-1（1）三釜串联0.9910()AANNck 311()(.982)ANxk
