液相可逆反应速率方程的求取
一级液相可逆反应
cA0=0.5mol/L,cP0=0,间歇反应器中进行反应,8min后,A的转化率为33.3%,平衡转化率为66.7%,求该反应的速率方程式。
第1题
可逆反应动力学分析
等温下进行醋酸(A)和丁醇(B)的酯化反应
CH3COOH+C4H9OHCH3COOC4H9+H2O
醋酸和丁醇的初始浓度分别为0.2332和1.16kmol/m3,测得不同时时间下的醋酸转化量如下:
时间(h) | 醋酸转化量(kmol/m3) | 时间(h) | 醋酸转化量(kmol/m3) |
0 | 0 | 5 | 0.05005 |
1 | 0.01636 | 6 | 0.06086 |
2 | 0.02732 | 7 | 0.06833 |
3 | 0.03662 | 8 | 0.07398 |
4 | 0.04525 |
求该反应的速率方程。
第2题
气相反应的动力学参数
气相二甲醚分解反应可以通过间歇反应器的压力变化来研究。在504℃和41.59kPa的初压下得到如下数据:
t(s) | 390 | 777 | 1195 | 3155 | ∞ |
pt(kPa) | 54.39 | 65.05 | 74.91 | 103.84 | 124.10 |
起始时只有醚存在,其反应为
(CH3)2O→CH4+H2+CO
(A) (B) (C) (D)
试确定分解速率方程,并确定504℃时反应速率常数值。
第3题
间歇反应器中反应的实验研究
醋酐稀水溶液的液相水解是二级不可逆反应:
(CH3CO)2O+H2O→2CH3COOH
在15℃下将200L浓度为2.16×10-4mol/cm3的醋酐溶液加入间歇反应器进行水解。反应混合物的密度假没为常数1.05g/cm3。在不同温度下速率可表达为:
T(℃) | 10 | 15 | 25 | 40 |
(-rA)mol(cm3·min) | 0.0567cA | 0.0806cA | 0.1580cA | 0.380cA |
式中cA为醋酐的浓度,单位是mol/cm3。求:
(1)解释该反应为二级反应,为什么反应速率可以用表中所列方式表达?
(2)倘若在15℃下等温操作,当醋酐的转化率为0.7时,需要多少时间?
(3)确定反应速率表达式。
第4题
串联反应过程特征
物料A以溶液浓度cA0=1mol/L进入全混釜反应器进行反应,生成物为P和S,实验数据如下:
序号 | cA | cS | cP |
1 | 1/2 | 1/6 | 1/3 |
2 | 1/3 | 2/15 | 8/15 |
试分析:
(1)反应动力学特征;
(2)生成物P的浓度最大时转化率是多少?此时P的浓度为多少?
第5题
CSTR实验求取动力学方程
某高分子碳氢化合物A被不断注入高温CSTR进行热裂解反应A→5R,改变进料流率测得裂解结果如下表:
FA0(kmol/h) | 300 | 1000 | 3000 | 5000 |
cAf(kmol/L) | 16 | 30 | 50 | 60 |
(1)已知,VR=0.1L,cA0=100kmol/L求该裂解反应的速率方程;
(2)若忽略反应过程中气体混合物的体积变化,求反应的速率方程。
第6题
双曲型动力学方程参数估值
在固体催化剂上进行气相反应
C6H5CH3(T)+H2(H)→C6H6(B)+CH4(M)
600℃等温下进行该反应,数据列于下表:
序号 | rT×1010mol/(g·s) | pT | pH | pB | pM | frac{p_{T}p_{H}}{r_{T}}times10^{-8} |
1 | 41.6 | 1 | 1 | 1 | 0 | 2.40 |
2 | 18.5 | 1 | 1 | 4 | 0 | 5.40 |
3 | 71 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1.41 |
4 | 284 | 1 | 4 | 0 | 0 | 1.41 |
5 | 47 | 05 | 1 | 0 | 0 | 1.06 |
6 | 117 | 5 | 1 | 0 | 0 | 4.27 |
7 | 127 | 10 | 1 | 0 | 0 | 7.87 |
8 | 131 | 15 | 1 | 0 | 0 | 11.45 |
9 | 133 | 20 | 1 | 0 | 0 | 15.03 |
表中rT为甲苯转化速率,通过模型筛选,该反应动力学方程为
试计算600℃时的动力学参数k、KT、KB。
第7题
恒容反应器中气相反应动力学研究
在一恒容反应器中,丁二烯发生如下气相二聚反应:
2C4H6→(C4H6)2
反应温度为326℃,实验中测得系统总压力pt与时间t的关系列于下表。试根据表中所列数据建立反应的动力学方程。在该实验条件下可假设反应为不可逆的。
第8题
气相反应动力学分析
N2O5在45℃发生如下的分解反应:
2N2O5→2N2O4+O2
反应是在恒容反应器中进行,实验测得的N2O5的分压与时间的关系列于下表。试根据这些数据计算反应级数和反应速率常数。
t(min) | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 | 80 | 90 | 100 |
pN2O5(Pa) | 32933 | 24666 | 18666 | 13999 | 10400 | 7733 | 5867 | 4400 | 3200 | 1867 |
第9题
可逆反应动力学关系
有一个可逆反应
AB
正逆两个方向均为一级,A和B的初始浓度分别为cA0和cB0。试求:(1)反应速率方程的积分表达式;(2)cA与时间t函数关系;(3)当t=∞时cB/cA的值。
第10题
二级可逆反应动力学
在催化剂(HCl)的作用下,乙酸甲酯于25℃发生如下水解反应:
CH3COOCH3+H2OCH3COOH+CH3O 反应在25℃的平衡常数为0.22,乙酸甲酯和水的初始浓度分别为1.15mol/L和48.76mol/L。实验测得当反应进行到1h的时候,有34.92%的乙酸甲酯发生了水解。若正逆反应均为二级,试求反应速度常数k和k'。
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