化学反应工程(梁斌)习题答案课件.pptVIP

习题2.1 一个75kg的人大约每天消耗6000kJ热量的食物,假设食物为葡萄糖,其反应方程式为: C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O -ΔH=2816kJ如果人吸入的空气中含CO20.04%、O2 20.96%，呼出的气体中CO2含量上升到4.1%、O2含量降低到16.1%，请问人每千克体重代谢所消耗的空气的速率。 习题2.1 C6H12O6+6O2+inert=6CO2+ 6H2O+inert 习题 2.1 习题2.2 在210℃等温条件下,进行亚硝酸乙酯的气相分解反应 习题2.2 习题2.3 对于不可逆基元反应：aA+bB——cC+dD 其速率方程式可表示为：rA=kCAaCBb 如果以A为基准物，反应方程式两边除以A有计量系数a，方程式可写为 A+(b/a)B——(c/a)C+(d/a)D 则其动力学方程按此方程式可写为rA=kCACBb/a 请问后一种速率方程式是否正确，为什么？ 习题 2.3 通常对基元反应而言,可以说:单分子反应、双分子反应、三分子反应 习题2.4 工业上以氮氧化物生产硝酸,氮氧化物由氨和空气气相氧化得到 4NH3+5O2→4NO+6H2O 如果进气中含氨15%,进气状态为8.2at,227℃.试求: (1)进气总浓度和氨浓度; (2)恒压间歇反应器中,分别写出反应转化率对pi,Ci,和体积V的函数; (3)恒容间歇反应器中,分别写出反应转化率对pi,Ci,和总压P的函数; 习题2.4 进气总浓度: 习题2.4 nt=n0+δAnA0x 习题2.5 NO和O2氧化为NO2的反应是一个三级反应,2NO+O2=2NO2,在30℃及1kg/cm2下测得其反应速率常数为kc=2.65×104 L2/(mol2·s).如果将速率方程表示为分压的函数:rA=kppNO2pO2,请问反应速率常数的kp值和单位是什么? 习题2.5 习题2.6 有一反应,已知下列速率常数: 习题2.6 知识点:活化能、指前因子、Arrhenius方程 习题2.7 乙醇同乙酸在盐酸水溶液中的可逆酯化反应CH3COOH+C2H5OH=H2O+CH3COOC2H5,实验测得100℃时的反应速率常数为: rA=k1CACB-k2CpCs k1=4.76×10-4 m3/(min·kmol) k2=1.63×10-4 m3/(min·kmol) 今有一反应器,充满0.3785m3水溶液,其中含CH3COOH90.8kg, 含C2H5OH181.6kg,所用盐酸浓度相同,假定在反应器中的水分不蒸发,物料密度恒定为1043kg/m3,求: (1) 反应120min后, CH3COOH转化酯的转化率; (2) 忽略逆反应影响,反应120min后,乙醇的转化率; (3)平衡转化率 习题2.7 CH3COOH+C2H5OH=H2O+CH3COOC2H5 CA0 CB0 Cp0 t=0 CA0(1-x) CB0-CA0x Cp0+CA0x CA0x t=t 习题2.7 CA0=4.066mol/m3 CB0=10.43mol/m3 CP0=17.96mol/m3 x=0.356 习题2.7 (2):忽略逆反应的影响 等温恒容不可逆反应的动力学方程 等温恒容可逆反应的动力学方程 习题2.10 乙炔与氯化氢在HgCl2/活性炭催化剂上合成氯乙烯的反应 C2H2+HCl=C2H3Cl其动力学方程有以下几种可能的形式: (1) r=k(pApB-pc/K)/(1+KApA+KBpB+KcPc)2 (2) r=kKAKBpApB/(1+KApA)(1+kBpB+kcPc) (3) r=kKApApB/(1+KApA+kBpB) (4) r=kKBpApB/(1+kBpB+kcPc) 试根据理想表面假设说明各式对应的机理假设及其控制步骤 习题2.10 (1) 机理:A+σ?Aσ B+σ?Bσ Aσ+Bσ?Cσ+σ (控制步骤) Cσ?C+σ 习题2.10 (2) 机理:A+σ1?Aσ B+σ2?Bσ2 Aσ1+Bσ2?Cσ2+σ2 (控制步骤) Cσ2?C+σ2 习题2.10 (3) 机理:A+σ?Aσ B+σ?Bσ Aσ+B?C+σ (控制步骤) 习题2.10 (4) 机理: B+σ?Bσ Cσ?C+σ A+Bσ? Cσ (控制步骤) 习题2.10 解题要点: 习题2.11 水蒸汽和一氧化碳变换反应 CO+H2O=CO2+H2 在以Fe3O4为主剂的催化剂上进行的Redox反应.该反应的机理为: 氧化过程: H2O+σ=Oσ+H2 还原过程