第一章气-固相催化反应本征动力学一、填空1、某一反应，速率方程为rA=kCA2CB，当反应速率采用kmol/(m3.h)为单位时，则k的因次为 。2、反应速率常数与温度的关系为lgk=−10000/T10.2，则活化能为 。3、反应，AB→2C在某一时刻，A的消失速率为1.5kmol/(m3.h)，则B的消失速率为kmol/(m3.h)，C的生成速率为 kmol/(m3.h)。4、一级不可逆反应，在等温间歇条件下，转化率达到99.9%所需的时间为转化率达到50%所需时间的 倍。5、等温下在间歇反应器中进行一级不可逆液相分解反应A→BC，5分钟时有50%的A分解，要达到分解率为75%，则需时 分钟；若为二级不可逆反应，则需时 分钟。6、二特丁基过氧化物的气相反应为：(CH3)3COOC(CH3)3→C2H62CH3COCH3，如果用纯的二特丁基过氧化物进行反应，则膨胀因子为 ，膨胀率为 。二、简答题1、反应速率的公式rA=−dCA/dt，适用于什么条件？2、如何理解反应级数是表征反应速率对浓度敏感程度的参数，而活化能是反应速率对温度敏感程度的标志？3、什么叫膨胀因子，其物理意义是什么？三、计算题1、进入乙烷裂解炉的气体组成为C2H698%、CH41.25%、N20.75%，离开裂解炉的气体组成为C2H610.06%、CH41.82%、N20.42%、H243.57%、C2H444.13%，求乙烷的转化率。2、在等温间歇反应器中进行二特丁基过氧化物的气相反应：(CH3)3COOC(CH3)3→C2H62CH3COCH3，简写为A→P2S。实验用纯的二特丁基过氧化物，测得170℃时反应时间与系统总压的关系如下：时间min0.02.55.010.015.020.0总压mmHg7.510.512.515.817.919.4求该反应的级数和速率常数。3、某一分解反应：A→P，rP=2CA，mol/(l.s)A→S，rS=1.0，mol/(l.s)A→R，rR=CA2，mol/(l.s)已知CA0=1.0mol/l，S为目的产物。当转化率为80%，求A组分生成S的收率和选择性。4、等温条件下，进行如下一级串联反应：A⟶k1P⟶k2R（k1/k2=0.8），求：（1）当A的转化率为50%时，产物P的收率为多少？（2）当A的转化率提高到95%时，产物P的收率为多少？（3）在本题条件下，产物P的最大收率为多少？（4）讨论上述计算结果。5、对组分分子在催化剂表面上均匀吸附的反应：2A2B=A22AB，其反应机理有下面两种可能：① A2Bσ=A2Bσ （1） ②A2Bσ=ABAσ （1） A2BBσ=2ABσ（2） A2BAσ=ABA2σ（2）实验中发生下述现象：（1）反应开始时，反应速率r对A2B是一级反应；（2）远离平衡时，加AB、A2均影响反应速率r。判断该反应的机理与控制步骤。6、乙炔与氯化氢在HgCl2活性炭催化剂上合成氯乙烯：C2H2HCl→C2H3Cl(A)(B)(C)其动力学方程式可有如下几种形式：(1)r=(1KApAKBpBKCpC)2k(pApB−KpC)(2)r=(1KApA)(1KBpBKCpC)kKAKBpApB(3)r=1KApAKBpBkKApApB(4)r=1KBpBKCpCkKBpApB试说明各式所代表的反应机理和控制步骤。
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