0
t t CA0 x x y y
对于反应物A，应有:
dC A dt
k1C A
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7
积分得 CA CA0 exp(k1t)
对于B，应有
dCB dt
k1CA k2CB
k1CA0 exp(k1t) k2CB
将上式两端乘以exp（k2t）可得
exp(k2t)dCB k2CB exp(k2t)dt k1CA0 exp[(k2 k1)t]dt
2020/4/3

即 d[CB exp(k2t) k1CA0 exp[( k 2k1)t]dt 将上式积分得
CB
exp( k 2 t )
k2
k1
k1
CA0{exp[( k2
k1 )t ]
1}
CB
k1 k2 k1
CA0{exp( k1t) exp(k2t)}
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9
CA CB C C CA0 CC CA0 (CA CB )
0 PA0-PA
0 PA0-PA
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17
总压 Pt PA 2(PA0 PA )
2PA0 Pt exp(kt) PA0
即
Pt 2 exp(kt) PA0
当t=50min时
Pt PA0[2 exp(kt)] 3.35 105 Pa
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6.醋酸在高温下可分解为乙烯酮和水， 而副反应生成甲烷和二氧化碳：
E=29.06(KJ/)
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5
2.考虑下述连串反应:
A k1 B k2C
已知上述反应中每一步均为一级反 应，k1 0.1min 1，k2 0.05 min 1 ，试求 A、B和C的浓度随间变化的函数式， 并作出各组分的浓度与时间的关系 曲线。
2020/4/3
6
解:
A B C
t 0 : CA0 0
始反时R应C含H速纯2O率H的常(Rg数)CH0.20RO8CH2H，Ol/m(其go)l初·mH始i2n(压，g)
初 力
为2.026×105Pa，求
1)将20%的RCH2OH分解所需时间 ；
2)RCH2OH的浓度降低20%所需的 时间。
x y 0.99CA0
t 1 ln 1 0.549s 4.65 3.74 1 0.99
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22
x k1 4.65 y k2 3.74
x 0.549CA0
y 0.441CA0
S 0.549CA0 55.4% 0.441C A0
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23
7.在1000K于恒温恒压反应器中进 行下述分解反应：
CH3COOH k1CH2 CO H 2O
CH3COOH k2 CH 4 CO2 已知在916℃时，k1=4.65s-1,k2=3.74s-1。 试计算：
1） 99%的醋酸反应掉的时间；
2）在此反应条件下醋酸转化成乙烯 酮的选择性，并说明应如何提高。
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解：设在时间t时乙烯酮和甲烷的浓 度分别为x和y，初始为CA0，则
CC 0 0.049 0.155 0.399 0.604 0.748 0.842 0.903
1.2
mol/l
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
t/min
0
20
40
60
80
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时间浓度关系图
11
3. 对于aA + bB → cC反应，以浓度 Ci、Pi表示速率常数Kc、Kp，则其二 者关系如何？
解：
rA
kCCAaCBb
kC
(
PA RT
)a ( PB RT
)b
kC (RT )(ab) PAa PBb
rA kP PAa PBb
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12
kC (RT )(ab) kP
n
kC (RT )n k f
RT p
ky
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4. 在间歇反应器中进行等温二级
反应
A
B,rA
时原料为纯的环氧乙烷，初始压 力为2.026×105Pa，试求在反应时 间为50min时反应器的总压力。
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16
解：由k=0.0212min-1可知该反应为 一级反应
PA exp kt
PA0
t时反应物分压为PA C2H4O（g）→ CH4（g） + CO（g）
t=0 PA0 t=t PA
dx dt
k1CA
k1 (C A0
x
y)
dy dt
k2CA
k2 (CA0
x
y)
2020/4/3
20
相加得
d(x y) dt
(k1 k2 )(CA0 x y)
将其积分
d(x y) CA0 (x y)
(k1
k2 )dt
ln
CA0
CA0 (x
y)
(k1
k2 )t
2020/4/3
21
1) 当转化率为99%时
C
A0 [1
k2 k2
k1
exp(
k1t)
k2
k1
k1
exp(
k2t)]
2020/4/3
10
则依据上述方程可得下表
t/min 0 5.0 10 20 30 40 50
60
CA 1 0.607 0.368 0.135 0.0498 0.0183 0.0067 0.0025
CB 0 0.344 0.477 0.465 0.347 0.234 0.151 0.0946
习题课
第一章、第二章
2020/4/3
1
1.反应为n级不可逆反应，已知 在300K时要使A的转化率达到 20％需12.6分钟，而在340K达 到同样的转化率需3.20分钟， 求该反应的活化能。
2020/4/3
2
解:
dCA dt
kCAn
CA
1
t
kdt
C C A 0
n A
0
即 1 [ 1 1 ] kt
0.01C
2 A
mol
/(l
s)
当CA0=1mol/l时，求反应至 CA=0.01mol/l所需时间。
2020/4/3
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解:
rA
dCA dt
0.01C
2 A
0.01t 1 1 1 1 C A C A0 0.01 1
t=9900s
2020/4/3
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5.环氧乙烷在450℃的气相分解反 应如下：C2H4O（g）→ CH4（g） + CO（g）已知在此反应温度下反 应的速率常数为0.0212min-1，反应 在恒温恒容反应器中完成，初始
n 1
C n1 A
C n1 A0
2020/4/3
3
达20％时 CA 0.8CA0
k
1
(1.25n1 1) 1 M 1
(n
1)C
n1 A0
t
t
M为常数
1
k300
M
12.6
k340
M
1 3.2
2020/4/3
4
ln k340 ln M / 3.2 E ( 1 1 ) k300 M /12.6 8.314 300 340