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t
c r
d d A
A -
=-，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 ↔C A+C ↔ D (2)A+2B ↔C B+C ↔D C+D→E (3)2A+2B ↔C A+C ↔D
6 气相基元反应A+2B →2P 在30℃和常压下的反应速率常数k c =2.65×
104m 6kmol -2s -1。现以气相分压来表示速率方程，即(−r A )=k P p A p B 2，求k P =?（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：−r A =kc A c B 。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5m 3时C 的生成量。已知k =1m 3kmol -1hr -1，c B0=3kmol·m -3，c A 饱和=0.02 kmol·m -3，水溶液流量为10m 3hr -1。 9
反应O 2H N 2NO 2H 222+→+，在恒容下用等摩尔H 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
104
67
求此反应的级数。
10 考虑反应3P A →，其动力学方程为V
n k t n V r A A A d d 1=⋅-
=-试推导在恒容下以总压表示的动力学方程。
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 ∞ c A /kmol·m -3 99.0 90.6 83.0 70.6 65.3 42.4
c B /kmol·m -3
56.6 48.2 40.6 28.2 22.9 0
12 丁烷在700℃，总压为0.3MPa 的条件下热分解反应：
C 4H 10→2C 2H 4+H 2 (A) (R) (S)
起始时丁烷为116kg ，当转化率为50%时1A
s MPa 24.0d d -⋅=-
t
p ，求此时t
y
t n t p d d d d d d A S R -，，。
13 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？
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 O H H COOC CH OH H C COOH CH 2943SO H 9434
2+−−→−+
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。
15 反应(CH 3CO)2O+H 2O →2CH 3COOH 在间歇反应器中15℃下进行。已知一
次加入反应物料50kg ，其中(CH 3CO)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 =5.708×107 exp(−E /RT ) min -1，E =49.82kJ·mol -1。求x A =0.8时，在等温操作下的反应时间。
16 在100℃下，纯A 在恒容间歇反应器中发生下列气相反应:
2A →R+S
A 组分分压与时间关系见下表: t /sec 0 20 40 60 80 100 120 140 160 p A /MPa 0.1 0.096 0.080 0.056 0.032 0.018 0.008 0.004 0.002 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。
17 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c A0=1.3kmol·m -3降到0.3 kmol·m -3需多少时间? c A /kmol·m -3 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 1.0 1.3 2.0
(−r A )/kmol·m -3min -1
0.1 0.3 0.5 0.6 0.5 0.25 0.10 0.06 0.05 0.045 0.042
18 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−r A =23p A 2 mol·m -3s -1，式中p A 的单位为kPa 。求该反应的活化能。
19 有如下化学反应
CH 4+C 2H 2+H 2=C 2H 4+CH 4 (I) (A) (B) (P) (I)
在反应前各组分的摩尔数分别为n I0=1mol ；n A0=2mol ；n B0=3mol ；n P0=0，
