第一章习题1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?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? 3若将反应速率写成tc rd d AA -=-，有什么条件? 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? 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。

(1)A+2B ↔C A+C ↔ D (2)A+2B ↔C B+C ↔D C+D→E (3)2A+2B ↔C A+C ↔D6 气相基元反应A+2B →2P 在30℃和常压下的反应速率常数k c =2.65×104m 6kmol -2s -1。

现以气相分压来表示速率方程，即(−r A )=k P p A p B 2，求k P =?（假定气体为理想气体）7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。

8反应A(g) +B(l)→C(l)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：−r A =kc A c B 。

由于反应物B 在水中的浓度远大于A ，在反应过程中可视为不变，而反应物A 溶解于水的速率极快，以至于A 在水中的浓度恒为其饱和溶解度。

试求此反应器中液相体积为5m 3时C 的生成量。

已知k =1m 3kmol -1hr -1，c B0=3kmol·m -3，c A 饱和=0.02 kmol·m -3，水溶液流量为10m 3hr -1。

9反应O 2H N 2NO 2H 222+→+，在恒容下用等摩尔H 2，NO 进行实验，测得以下数据 总压/MPa 0.0272 0.0326 0.0381 0.0435 0.0543 半衰期/s26518613510467求此反应的级数。

10 考虑反应3P A →，其动力学方程为Vn k t n V r A A A d d 1=⋅-=-试推导在恒容下以总压表示的动力学方程。

11 A 和B 在水溶液中进行反应，在25℃下测得下列数据，试确定该反应反应级数和反应速度常数。

时间/s116.8 319.8 490.2 913.8 1188 ∞ c A /kmol·m -3 99.0 90.6 83.0 70.6 65.3 42.4c B /kmol·m -356.6 48.2 40.6 28.2 22.9 012 丁烷在700℃，总压为0.3MPa 的条件下热分解反应：C 4H 10→2C 2H 4+H 2 (A) (R) (S)起始时丁烷为116kg ，当转化率为50%时1As MPa 24.0d d -⋅=-tp ，求此时tyt n t p d d d d d d A S R -，，。

13 某二级液相不可逆反应在初始浓度为5kmol·m -3时，反应到某一浓度需要285s ，初始浓度为1kmol·m -3时，反应到同一浓度需要283s ，那么，从初始浓度为5kmol·m -3反应到1kmol·m -3需要多长时间？14 在间歇搅拌槽式反应器中，用醋酸与丁醇生产醋酸丁酯，反应式为：()()()()S R B A O H H COOC CH OH H C COOH CH 2943SO H 94342+−−→−+反应物配比为：A(mol):B(mol)=1:4.97，反应在100℃下进行。

A 转化率达50％需要时间为24.6min ，辅助生产时间为30min ，每天生产2400kg 醋酸丁酯（忽略分离损失），计算反应器体积。

混合物密度为750kg·m -3，反应器装填系数为0.75。

15 反应(CH 3CO)2O+H 2O →2CH 3COOH 在间歇反应器中15℃下进行。

已知一次加入反应物料50kg ，其中(CH 3CO)2O 的浓度为216mol·m -3，物料密度为1050kg·m -3。

反应为拟一级反应，速率常数为k =5.708×107 exp(−E /RT ) min -1，E =49.82kJ·mol -1。

求x A =0.8时，在等温操作下的反应时间。

16 在100℃下，纯A 在恒容间歇反应器中发生下列气相反应:2A →R+SA 组分分压与时间关系见下表: t /sec 0 20 40 60 80 100 120 140 160 p A /MPa 0.1 0.096 0.080 0.056 0.032 0.018 0.008 0.004 0.002 试求在100℃，0.1MPa 下，进口物流中包含20%惰性物，A 组份流量为100mol·hr -1，达到95%转化率所需的平推流反应器的体积。

17 间歇操作的液相反应A →R ，反应速率测定结果列于下表。

欲使反应物浓度由c A0=1.3kmol·m -3降到0.3 kmol·m -3需多少时间? c A /kmol·m -3 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 1.0 1.3 2.0(−r A )/kmol·m -3min -10.1 0.3 0.5 0.6 0.5 0.25 0.10 0.06 0.05 0.045 0.04218 一气相分解反应在常压间歇反应器中进行，在400K 和500K 温度下，其反应速率均可表达为−r A =23p A 2 mol·m -3s -1，式中p A 的单位为kPa 。

求该反应的活化能。

19 有如下化学反应CH 4+C 2H 2+H 2=C 2H 4+CH 4 (I) (A) (B) (P) (I)在反应前各组分的摩尔数分别为n I0=1mol ；n A0=2mol ；n B0=3mol ；n P0=0，求化学膨胀率（用两种方法）。

20在555K及0.3MPa下，在平推流管式反应器中进行气相反应A→P，已知进料中含A 30%（摩尔分数），其余为惰性物料，加料流量为6.3mol·s-1，动力学方程式为−r A=0.27c A mol·m-3s-1为了达到95％转化率，试求：(1)所需空速为多少?(2)反应器容积大小?21液相一级不可逆分解反应A→B+C于常温下在一个2m3全混流反应器（CSTR，MFR，连续搅拌槽式反应器）中等温进行。

进口反应物浓度为1 kmol·m-3，体积流量为1m3hr-1，出口转化率为80%。

因后续工段设备故障，出口物流中断。

操作人员为此紧急停止反应器进料。

半小时后故障排除，生产恢复。

试计算生产恢复时反应器内物料的转化率为多少？22第17题中的反应，(1)当c A0=1.2kmol·m-3，进料速率1kmolA·hr-1，转化率为75％；(2) c A0=1.3kmol·m-3，进料速率2kmolA·hr-1，出口为0.3kmol·m-3；(3) c A0=2.4kmol·m-3，出口仍然为0.3kmol·m-3，进料速率为1kmolA·hr-1。

计算三种情况下，用全混流反应器的体积各为多少?23反应A+B→R+S，已知V R=0.001m3，物料进料速率V0=0.5×10-3m3min-1，c A0=c B0=5mol·m3，动力学方程式为−r A=kc A c B，其中k=100m3kmol-1min-1。

求：(1)反应在平推流反应器中进行时出口转化率为多少？(2)欲用全混流反应器得到相同的出口转化率，反应器体积应多大?(3)若全混流反应器体积V R=0.001m3，可达到的转化率为多少?已知k=1m3kmol-1hr-1，c B0=3kmol·m-3，c A饱和=0.02kmol·m-3，水溶液流量为10m3hr-1。

24在全混流反应器中进行如下等温液相反应：2A→B＋C r c=k1c A2A＋B→2D r D=2k2c A c BA的初始浓度为 2.5kmol·m-3，A和C的出口浓度分别为0.45和0.75kmol·m-3。

假设进口物流中不含B、C、D，反应时间为1250sec，求：1.出口物流中B和D的浓度；2.k1和k2。

第二章习题1. 动力学方程的实验测定时，有采用循环反应器的，为什么?2. 为什么可逆吸热反应宜选平推流反应器且在高温下操作，而可逆放热反应却不是?根据可逆放热反应的特点，试问选用何种类型反应器适宜?为什么?3. 一级反应A →P ，在一体积为V P 的平推流反应器中进行，已知进料温度为150℃，活化能为84kJ·mol -1，如改用全混流反应器，其所需体积设为V m ，则V m /V p 应有何关系?当转化率为0.6时，如果使V m =V p ，反应温度应如何变化?如反应级数分别为n =2，1/2，−1时，全混流反应器的体积将怎样改变？4. 在体积V R =0.12m 3的全混流反应器中，进行反应S R B A 21+−−←−→−+k k ，式中k 1=7m 3kmol -1min -1，k 2=3m 3kmol -1min -1，两种物料以等体积加入反应器中，一种含2.8kmolA·m -3，另一种含1.6kmolA·m -3。

设系统密度不变，当B 的转化率为75％时，求每种物料的流量。

5. 可逆一级液相反应PA −−←−→−，已知0,m kmol 5.0P030=⋅=-c c A ；当此反应在间歇反应器中进行，经过8min 后，A 的转化率为33.3%，而平衡转化率是66.7%，求此反应的动力学方程式。

6. 平行液相反应A →P r P =1 A →R r R =2c A A →S r S =c A 2 已知c A0=2kmol·m -3，c Af =0.2kmol·m -3，求下列反应器中，c P 最大为多少? (1) 平推流反应器；(2)全混流反应器；(3)两相同体积的全混流反应器串联，c A1=1 kmol·m -3。

7. 自催化反应A+P →2P 的速率方程为：−r A =kc A c P ，k =l m 3kmol -1min -1，原料组成为含A 13%，含P 1%（摩尔百分数），且c A0+c P0= l kmol·m -3，出口流中c P = 0.9 kmol·m -3，计算采用下列各种反应器时的空间时间(τ=V R /V 0)。