第二章--化学反应动力学习题解答(2012年)

第二章化学反应动力学习题解答（2012-3-26）化09-1、2、31、补充题：本章子电子教案布置的习题的第5题：某气相反应在400K时的速率为hMPapdtdpAA/371.02。试问：（1）反应速率常的单位是什么？（2）若速率式写成hmkmolkcVdtdnrAAA./32，则此反应速率常数是多少？解：（1）单位：122//MPaMPahMPakhMPakpA（2）设气相符合理想气体规律，则：hmkmolcVdtdnhmmolcVdtdnhmmolcRTVdtdnhPaVRTnVdtdnRTdtVRTnddtdprVRTnpAAAAAAAAAAAAA./10234.1./10400314.8371.0./10371.0/10371.032632632662故速率常数131610234.1hmkmolk2、补充题：本章子电子教案布置的习题在间歇反应器中进行等温二级反应AB，反应速率为sLmolcrAA./01.02，当CA0分别为1，5，10mol/L时，求反应至CA=0.01mol/L所需反应时间。解：由题可知：速率常数1101.0Lsmolk不同初始浓度反应达到同一终了浓度所需反应时间：0111AAcckt分别将不同的初始浓度及终了浓度代入上式求解得：999010101.0101.0111199805101.0101.0111199001101.0101.01111030201AAAAAAccktccktcckt3、补充题：本章子电子教案布置的习题Acertainreactionhasarategivenby:132min..005.0cmmolcrAAiftheconcentrationistobeexpressedinmol/Literandtimeinhours,whatwouldbethevalueandunitoftherateconstant.解：11132132132300.300601.1.0.005.0min..005.0hLmolkhdmmolchdmmolccmmolcrAAAA4、陈甘棠第三版教材P29第4题解：12211224222229.4230273082.0/1065.2satmKmolKatmLsmolLRTkkppRTkdtdprRTpRTpkRTdtdprRTpCRTpCCCkdtdCrcpBAcAABAcAABBAABAcAA5、陈甘棠第三版教材P29第5题解：恒T、V下有：RTpnRTnVpkndtdnVnkdtdnVrAAAAAAAAA1AAkpdtdp由化学反应计量式可知：A3ppA3(pA0-pA)则总压：23300pppppppAAAAA，将此式代入上式得：23ppkdtdpAo5、陈甘棠第三版教材P29第6题解：反应式：2421042HHCHC（a）乙烯分压：1242104104424242104104..8.424.2scmkgfrrrrHCHCHCHCHCHCHCHC（b）氢的物质的量：smolskmolpnRTVrrRTVdtdpRTVdtdnscmkgfdtdpTHCHHCHCHC/3200/2.3344.24.24.24.2..4.2104210410412104（c）丁烷的摩尔分数：11041041041048.04.24.2spdtdydtdypdtdpydtdpHCHCHCHC6、陈甘棠第三版教材P29第7题解：设乙酸为关键组分A（1）经过120min后，乙酸的转化率：t=0时各物料的初始浓度：CA0=90.8/(60×0.3785)=4.0kmol/m3CB0=181.6/(46×0.3785)=10.43kmol/m3CR0=0kmol/m3CS0=[0.3785×1043-(90.8+181.6)]/(18×0.3785)=18.0kmol/m3设t=t时，A的转化率为xA，则各物料的浓度分别为：CA=CA0（1-xA）=4-4xACB=CB0-CA0xA）=10.43-4xACR=CR0+CA0xA=4xACS=CS0+CA0xA=18+4xA代入速率方程式得：AxAAAAAAAxxxxxxr0AAA02244)(-rdxCt)063.049.0248.0(108)418(41063.1)443.10)(1(41076.4)(AxAAAAxxxx02A291.007.007.0126.097.0126.0ln42.050)063.049.0248.0(dx1084tt=120min时，xA=0.35，即有35%的乙酸转化为乙酸乙酯。（2）如忽略逆反应，经过120min后，乙酸的转化率：AxAAAxxr0AAA04)(-rdxCt)443.10)(1(41076.4)(32.0x367.043.104x-10.43ln4111lnmin12043.104x-10.43ln4111ln1076.443.6143.104x-10.43ln4111ln1076.443.61)443.10()4x-d(10.4341)1()x-d(11076.443.61dx)443.10(4)1(143.611076.41)443.10)(1(4dx1076.44tAAA4A40A0A4A040A4AAAxAxAxAAxAAxxxxxxxxxAAAA（3）平衡转化率：平衡时正逆反应速率相等，即：545.041841063.1443.10441076.44421AAAAASPBAxxxxxcckcck