第二章均相反应动力学基础 习 所解
第二章 均相反应动力学基础 习题解答
习题5 在700℃、3kg/cm?的恒压下进行下列反应 C4H10(A)→2C2H4(B)+H2(C) 反应开始时,系统中的含量为116kg, 当反应完成50%时,丁烷的分压以2.4kg cm2s的速率发生变化,试求下列各项的变 化速率:(a)乙烯的分压;(b)的摩尔数;(c) 丁烷的摩尔分率
习题5 • 在700 ℃、3kg/cm2的恒压下进行下列反应 C4H10（A）→2C2H4（B）+H2（C） 反应开始时，系统中的含量为116kg， 当反应完成50%时，丁烷的分压以2.4kg/ cm2·s的速率发生变化，试求下列各项的变 化速率:(a)乙烯的分压；(b)的摩尔数；(c) 丁烷的摩尔分率
解:根据反应方程式 A 2B+ C x=0 2kmol 0 Kmo n B x0.5 1kmol 2kmol 1kmol 4kmol 根据相关的定义 NA=nAo nB=nBo +2n40X4=2n40xa CO 40~A1 nAo ∑m1=m0(1+y4054xA) 其中 ′d,(2+1)-1 y n=n10(1+2xA)
• 解：根据反应方程式： A → 2B + C Σ xA=0 2kmol 0 0 2kmol xA nA nB nC n xA=0.5 1kmol 2kmol 1kmol 4kmol – 根据相关的定义： – 其中， (1 ) 2 2 (1 ) 0 0 0 0 0 0 0 0 0 i A A A C C A A A A B B A A A A A A A n n n y x n n n x n x n n n x n x n n x = = + = + = = + = = − (1 2 ) 2, 1, 1 (2 1) 1 0 0 0 0 A A A A A n n x y n n = + = = = + − =
d B ④d 由于气体符合理想气体定律: PV=nRT P V=n RT PB=nBRT ncRT P A0(1+2x 1+2xA 2n 2x 40 n40(1+2xA)1+2xA 1c4-(1+2xA)-(1-xA)2 3 p dt (1+2xA) dt (1+2x) dt 中g2(1+2xA)-2xA·2 P dt (1+2xA)2d(1+2x)2dr 中g2中42 (-2.4)=1.6kg/cm2s dt 3 dt 3
–① • 由于气体符合理想气体定律： = ? dt dpB A A A A B B A A A A A A A A A A B B C C A A x x n x n x n n P p x x n x n x n n P p p V n RT p V n RT PV nRT p V n RT 1 2 2 (1 2 ) 2 1 2 1 (1 2 ) (1 ) 0 0 0 0 + = + = = + − = + − = = = = = = kg cm s dt dp dt dp dt dx dt x dx x x x dt dp P dt dx dt x dx x x x dt dp P B A A A A A B A A A A A A A A A 2 2 2 2 2 ( 2.4) 1.6 / 3 2 3 2 (1 2 ) 2 (1 2 ) 1 2(1 2 ) 2 2 (1 2 ) 3 (1 2 ) 1 (1 2 ) (1 ) 2 = − = − − = + = + + − = + = − + − + − − =
·另解: n= 2n P PA+PR+Pc=P PB=5(P-Pu 3 中pg2 3 dt d ② dt dh dh d d0(1 2x) dp dt dt dt 3P dt 2×(1+2×0.5)2 ×(-2.4)=2.13kmol/s 3×3
• 另解： –② dt dp dt dp p P p p p p P n n p p B A B A A B C B C B C = − = − + + = = = 3 2 ( ) 3 2 2 2 = ? dt dnC kmol s dt dp P n x dt dx n dt dn dt dn A A A A A C A ( 2.4) 2.13 / 3 3 2 (1 2 0.5) 3 (1 2 ) 2 2 0 0 − = + = − + = − = = −