化学反应工程英文版答案

化学反应工程英文版答案【篇一：化学反应工程第二版课后答案.word】＞第一章习题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?ra??dca，有什么条件?dt答：化学反应的进行不引起物系体积的变化，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。a+2b?ca+c?d(2)a+2b?cb+c?dc+d*e(3)2a+2b?ca+c?d解ra??k1cacb?k2cc?k3cacc?k4cd2rb??2k1cacb?2k2ccrc?kcc?k2cc?k3cacc?k4cdrd?k3cacc?k4cd2ra??k1cacb?k2cc21ab(2)2rb??2k1cacb?2k2cc?k3cbcc?k4cdrc?kcc?k2cc?k3cbcc?k4cd?k5cccd?k6cerd?k3cbcc?k4cd?k5cccd?k6ce22ra??2k1cacb?2k2cc?k3cacc?k4cd22rb??2k1cacb?2k2cc21ab(3)rc?kcc?k2cc?k3cacc?k4cdrd?k3cacc?k4cd221ab6t?273?30?303kkc?2.65?104m6kmol?2s?1c?prt22cabp?p??ra?kcc?kca?b?rt?rt?2?ra?kppapbkc2.65?104m6kmol?2s?1kp??3(rt)8.314kj?kmol?1k?1?303k?1.655?10?6kmol?m?3s-1kpa-37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kt?1x?aca01?xa10.81(kca0)8min???81?0.8210.91(kca0)18min???181?0.92假设正确,动力学方程为dc2?a?kcadt8反应a(g)+b(l)fc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在水中的浓度远大饱和=0.02?ra?kcacb由已知条件，ca与cb均为常数?ra?1?0.02?3?0.06kmol?m?3hr?15m3反应时间即液相在反应器中的停留时间???0.5hr10m3hr?1c的生成量nc?0.06kmol?m?3hr?1?0.5hr?5m3?0.15kmol反应2h2?2no?n2?2h2o,在恒容下用等摩尔h2,no进行实验,测得以下数据总压/mpa半衰期/s0.02722650.03261860.03811350.04351040.054367求此反应的级数。解篇二：化学反应工程作业答案】解：a?b?c?dra?k?c设a的转化率为xa，b的转化率为xba?cbxa?na0?na??nanb0?nb??nb??xb?na0na0nb0nb0Vna0?nb0,?na??nb,・•・ca?cbxaft=ca0?0dxa=ca0raxaf?011dxak=-=169.6min2kc(1?x)ck?caa0afa0t与反应体积无关。.Mm3、所需反应时间均为169.6min解：对于平推流反应器：k??ln1vb??1?xafv0对于全混流反应器：k??xaf1?xaf??vrv0・lnxaf1==2.31?xaf1?xaf.•・xaf=0・6972,k?17・4ml/(mol・min)3-6已知某均相反应，反应速率ra?kca,物料密度恒定为0.75g/ml，加料流量为7.14l/min,ca0=7・14mol/l,反应在等温下进行，试计算下列的转化率各为多少？⑴串联两个体积0.25m3的全混流反应器。(2)—个0.25m3的全混流反应器，后接一个0・25m3的平推流反应器。(3)—个0.25m3的平推流反应器，后接一个0.25m3的全混流反应器。(4)两个0.25m3的平推流反应器串联。解：vr0.25?103=35mm，设转化率为xf1,xf2(1)??=v027・14xf1xf11k???=4.35?xf1=0.622(1?xf1)2ca0(1?xf1)2:.xf2?0・467caf?ca1(1?xf2)=1・44caf?ca0(1?xaf)?xaf?0・80??vr0.25?1000?=35minv07.14xf1xf11k???=4.35?xf1=0.622(1?xf1)2ca0(1?xf1)2xf2xf21k????1.64ca1(1?xf2)(1?xf2)・•・xf2?0・62•・•caf?c0a(1?xa)fxaf?0.856??vr0.25?1000?=35minv07.14k??xf2xf21?k??=0.816ca1(1?xf2)2(1?xf22)xf2=0.347xaf?0.877(4)??35minxf11k???xf1=0.813ca0(1?xf1)ca1?ca0(1?xf1)=1.34xf21k???xf20.449ca1(1?xf2)caf?c0a(1?xa)f•:xaf?0.897?233-7液相自催化反应a-p,反应速率ra?kcacp,k?10m/(kmol?s)，进料体积流量3ca0?2kmol/m3,cp0?0・01。问当xa=0・98时，下列各种情况下的反应v0?0・002ms/进料浓度，器体积。单个平推流反应器；单个全混流反应器；两个等体积全混流反应器串联。解：xaf??ca0=?0dxa?ca0raxaf?0dxa?1?kca(2.01?ca)k0.04?2dca！！！！ca(2.01?ca)12?lnca?ln(2.01?ca)?0.04=457.47(s)2.01k3m5vr?0.81vr?v0ca0xaf(ra)f?0.002?2?0.983?4.97(m)?210?0.04?(2.01?0.04)v0(ca1?ca2)v(c?c)?0a0a1?vrkca2(2.01?ca2)kca1(2.01?ca1)ca1?0.042?ca12?ca11???即220.07882・01ca1?ca2c?cc1a1a1a1:.ca1?0・3014【篇三：化学反应工程英文版期末总结【超精简实用】】化学反应的重要性1.2反应的分类影响反应速率方程的变量反应速率的定义基于单位反应液体：ri?1dnii组分形成的mole数？vdt液体的体积时间Idnii组分形成的mole数？wdt固体的质量时间气固体系中基于单位质量的固体：ri??气固体系中基于单位体积的固体：ri????1dni组分i的生成mole数？vsdt固体的体积时间Idnii组分的生成mole数?vrdt反应器的体积时间基于单位体积的反应器(如果反应速率在单位流体中不一样时)?ri?????液体的??固体的??固体的??固体的??反应器???????r?r?r?r???i??i??i??i??ri?????体积？？质量？？外表面??体积??的体积?orvri?wri??sri???vsri????vrr????化学反应的速度第二章均相反应动力学***概念：单一反应类型：间歇反应器、平推流反应器、全混流反应器速率方程：对于一个单相反应aa?bb?rr?ss?ra?rbrrrs???abrs实验表明：速率方程受浓度和物料能量的影响。能量包括温度、磁场强度、光强等等，一般仅考虑温度。浓度主导的速率方程例子：对于反应b?2d?3t2-rb?kbcbcd2-rd?kdcbcd2rt?ktcbcd11化学计量数的关系-rb?-rd?rt2311反应平衡常数的关系kb?kd?kt232.1.1单一和复杂反应2.1.2基元和非基元反应基元反应：反应速率方程与化学计量数有关非基元反应：反应速率方程与化学计量数无关，是一系列基元反应的组合。2.1.3反应级数和反应分子数略2.1.4速率常数kcd这样的n级反应的速率常数的单位：?t?对于？ra?kcacbabd?1?c?1?n温度主导的速率方程?ert正常情况t?,k?,因为活化能0；,当t?而k?时，该反应不是基元反应。其活化能0。k?k0e当e=0时,k为常数。讨论：1、对于不可逆反应,温度对反应速率的影响利用arrhennius关系可逆反应还要考虑其它因素；2、对于吸热反应,k随t的?而?,平衡转化率xae也?,所以对于可逆吸热反应,提高t总是有利的；对于放热反应,k随t的?而?,而平衡转化率xae?，所以对于可逆放热反应，提高t不一定能提高速率，需要寻找最优温度（r-t图是个开口向下的抛物线），注意：放热反应对t的变化较为敏感；top?3、可逆放热反应的最优温度（仅可逆放热有最优温度）：te，由于te?f（xa），则top?f（xa）；rtee1?lne?ee4、对于所有反应（可逆和不可逆的吸热、放热），均有：t一定时xa?,r?；对于正逆反应，均有：t?,k?5对于不可逆反应和可逆吸热反应，xa一定时，t?,r?；对于可逆放热反应，存在最优温度（略）。5、活化能越大，t对反应速率的影响越大；低温时，t的变化对反应速率影响也很大。2.2.1活化能和浓度决定因素lnk-1/t图讨论1、由阿伦尼乌斯定律得到lnk-1/t图是一条直线，斜率即为e,活化能e越大，其斜率越大；2、高活化能的反应对温度非常敏感；3、低温下的反应对温度非常敏感；4、k0一定时，为使反应速率翻倍：e越大，反应操作起来越困难5、根据阿伦尼乌斯定律，指前因子k0不会影响温度敏感性，即指数项比指前项对温度更敏感。2.3寻找一个机理步骤：1、化学计量学，2、动力学，3、机理讨论：1、由化学计量数可以知道一个反应是不是基元的简单反应；2、基元反应的分子数不超过3；3、可逆反应中，正反应为基元反应，则逆反应也为基元反应，反之亦然。所以，若正反应不超过3个反应分子数，而逆反应却超过3个分子数时，该反应不是基元反应；4、当浓度较低时，非基元反应也可以视为基元反应处理。5、平行反应的反应速率取决于对温度敏感的那一步。连串反应的反应速取决于对温度不敏感的那一步；6、基元反应的lnk-1/t图是一条直线，如果实验测得的lnk-1/t图不是直线，则该反应不是基元反应；7、对于活化能随温度改变的情况，可见书p31页图2.3,但这种情况很少见。2.4从理论中推导的反应速率和可预言性反应速率r是浓度和温度的函数。t一定时，r=f(c)；t变化时，r=f(c,t)。第三章间歇反应器的实验数据处理对于反应速率方程：-ra?kcan,k是温度项，ca是浓度项。恒容的间歇反应器注意：如果未知反应的化学计量式，或有多种计量方程可以表示这个反应式，就不能使用“总压”这一概念。转化率xa?na0?nanc?1?a?1?ana0na0ca0dcaca0,产物没有转化率的说法。dxa??数据分析的积分方法(先尝试积分法，再尝试微分法，比较实验和理论的c-t图是否一致)1、单分子的一级不可逆反应2、两分子的二级不可逆反应(有两种c-t图)