化 學(xué) 反 應(yīng) 速 率 式 為 rA= KCCACB， 如 用 濃 度 表 示 的 速率 常 數(shù) 為 KC ， 用 壓 力 表 示 的 速 率 常 數(shù) 為 KP ， 則 Kp =_ K c A.(RT) (+) B. (RT) (+) C. (RT)- D. (RT) + 反 應(yīng) 3A P， 已 知 k = 0.15 mol/s l ， 則 反 應(yīng) 級 數(shù) n =_。 A. 0 B. 1 C. 2 D. 3反 應(yīng) A + B C， 已 知 k = 0 .15 s-1 ， 則 反 應(yīng) 級 數(shù) n=_。 A. 0 B. 1 C. 2 D. 3 習(xí) 題 ： 丙 烷 的 熱 分 解 反 應(yīng) 式 為 ： C3H 8（ A） C2H 4（ R） +CH 4（ S）其 速 率 方 程 式 為 ：在 772 下 ， k=1.11 10-4s-1， 若 系 統(tǒng) 恒 定 在 總壓 P=1kg/cm2； 在 772 和 1kg/cm2壓 力 下 氣 體的 容 積 進(jìn) 料 速 率 為 v0=2.22 10-4m3/s。 當(dāng) 要 求出 口 轉(zhuǎn) 化 率 xA達(dá) 0.5時(shí) 所 需 平 推 流 反 應(yīng) 器 的 容 積為 多 少 ？ AA pkdtdp n 解 ： 對 于 該 氣 相 均 相 反 應(yīng) AR+S：q 首 先 求 解 pAxA的 關(guān) 系 ：q 由 可 得 到 ：q 其 次 ， 求 解 xAt的 關(guān) 系 ：q 將 上 述 得 到 的 結(jié) 果 代 入 題 目 給 定 的 速 率 方 程 ： 1,1112 0 AA y RTFvpFRTvp AA , AAAAA AAAAA AAAA xxxy xyxyF xFFFpp 111 )1()1( )1( 0000 0 )1()1(2 11)1( 2 2 AAA AAAAA xxkdtdx pxxkdtdxxpdtdp q 其 三 ， 求 解 Vt的 關(guān) 系 ：q 將 上 述 得 到 的 二 式 相 除 ， 得 到 VxA的 關(guān) 系 ：q 積 分 上 式 ， 得 ： )1()1()1( 00000 AAAAAAA xvxyvxyFpRTpFRTvdtdV AAA AA xkvxxk xvdxdV 1 12)1)(1( )1(2 00 3 4 4 00077.2 5.01 1ln1011.1 1022.22 1 1ln212 m xkvxdxkvV Ax AAA 【 例 題 】 在 液 體 中 ， 反 應(yīng) 物 A按 下 式 生 成 R和 S：A R 一 級 反 應(yīng)S 二 級 反 應(yīng)k1k2原 料 （ CA0=1、 CR0=CS0=0） 進(jìn) 入 兩 個(gè) 串 聯(lián) 的 全 混 流 釜 式 反 應(yīng) 器 中（ 1=2.5min， 2=5min ） ， 已 知 第 一 個(gè) 反 應(yīng) 器 中 的 組 成（ CA1=0.4,CR1=0.4,CS1=0.2） 試 求 第 二 個(gè) 反 應(yīng) 器 出 口 的 組 成 。CA0=1.0 C A1=0.4 CA2RCS1=0.2CR0=0CS0=0 CR2CS2 1=2.5min 2=5min解 ： 利 用 全 混 流 釜 式 反 應(yīng) 器 的 設(shè) 計(jì) 方 程 求 解 ： 1-1A1 1R11A1 1R1R 0R1R1 min4.04.05.2 4.0CCkCkCr CC = 1-1-3221 1S222 1S1S 0S1S1 min.mol.m5.04.05.2 2.0CCkCkCr CC 1A1A = 對 第 二 只 反 應(yīng) 器 中 A的 消 失 而 言 ： 5)( - 2221 212 212 AA AAA AA CCkk CCrCC解 得 ： CA2=?因 兩 個(gè) 反 應(yīng) 器 的 級 數(shù) 相 同 ， 且 CR2+CS2=CA0-CA2則 得 ： 21221 122 122 40ARA RRR RR CkCCk CCr CC . 2222222 122 122 2.0ASA SSS SS CkCCk CCr CC 所 以 ： CR2=?， ? 下 面 是 兩 個(gè) 反 應(yīng) 的 T-X圖 ， 圖 中 AB是 平 衡 曲 線 ， NP是 最佳 溫 度 曲 線 ， AM是 等 溫 線 ， H B是 等 轉(zhuǎn) 化 率 線 。 根 據(jù) 下面 兩 圖 回 答 ：（ 1） 圖 1和 圖 2分 別 是 可 逆 反 應(yīng) 還 是 不 可 逆 反 應(yīng) ？（ 2） 圖 1和 圖 2分 別 是 放 熱 反 應(yīng) 還 是 吸 熱 反 應(yīng) ？（ 3） 在 圖 1和 圖 2的 等 溫 線 上 ， A, D, O, E, M點(diǎn) 中 哪 一 點(diǎn)速 率 最 大 ， 哪 一 點(diǎn) 速 率 最 小 ？（ 4） 在 圖 1和 圖 2的 等 轉(zhuǎn) 化 率 線 上 ， H , C, R, O, F及 B點(diǎn)中 ， 哪 一 點(diǎn) 速 率 最 大 ， 哪 一 點(diǎn) 速 率 最 小 ？ 解 答 ： 圖 1 圖 2（ 1） 可 逆 反 應(yīng) 可 逆 反 應(yīng)（ 2） 放 熱 反 應(yīng) 吸 熱 反 應(yīng) (3)M點(diǎn) 速 率 最 大 ， A點(diǎn) 速 率 最 小 M點(diǎn) 速 率 最 大 ， A點(diǎn) 速 率 最 小 (4)O點(diǎn) 速 率 最 大 ， B點(diǎn) 速 率 最 小 H 點(diǎn) 速 率 最 大 ， B點(diǎn) 速 率 最 小 【 例 題 】 在 一 定 空 時(shí) (空 時(shí) =體 積 /流 量 )的 全 混 釜 中 進(jìn) 行 如下 反 應(yīng) ， 求 R產(chǎn) 量 最 大 時(shí) 的 反 應(yīng) 溫 度 (注 意 和 活 化 能 聯(lián) 系 起 來 )。1 1k R AA R r k C 2 2k S AA S r k C 3 3k T AA T r k C 【 解 】 (1)若 E1E2 、 E3， 應(yīng) 采 用 盡 可 能 高 溫 ； (2)若 E1E2 、 E3， 應(yīng) 采 用 盡 可 能 低 溫 ；(3)若 E1介 于 E2 、 E3之 間 ，對 ： 0 0 0 1 2 3 1 2 3( ) 1 ( )A A A A AAA AC C C C CCr k k k C k k k 對 ： 0 1 011 1 2 31 ( )R R AR R AR AC C k CC C k Cr k C k k k 10 10 31 210 20 30exp( )1 exp( ) exp( ) exp( )AR EC k RTC EE Ek k kRT RT RT 對 上 式 求 導(dǎo) 并 令 其 為 零 ： 1 1 1 2 3 1 1 1 2 2 3 30 1 ( ) ( ) 0RdC E k k k k k k E k E k EdT 1 2 2 1 1 3 3 1 1 1 ( ) ( )k k E E k k E E k E 得 11 1331 122 E EEkE EEk滿 足 此 式 的 T使 CR最 大 。 【 例 題 】 自 催 化 反 應(yīng) A + R 2R， 其 速 率 方 程為 ： r A =k C A C R ， 在 70 下 等 溫 地 進(jìn) 行 此反 應(yīng) ， 在 此 溫 度 下 k=1.512 m3/kmolh； 其 它 數(shù)據(jù) 如 下 ： C A 0= 0.99 kmol/m3； C R 0 = 0.01 kmol/m3； v 0= 10 m3/h； 要 求 反 應(yīng) 的 轉(zhuǎn) 化 率 x A = 0.99。 試 求 ：1） 在 全 混 流 反 應(yīng) 器 中 反 應(yīng) 所 需 的 容 積 ； 2） 在 平 推 流 反 應(yīng) 器 中 反 應(yīng) 所 需 的 容 積 。 Langmuir吸 附 模 型 的 四 個(gè) 假 定 ： 均 勻 表 面 、 單 層吸 附 、 吸 附 機(jī) 理 相 同 和 無 相 互 作 用 這 幾 點(diǎn) 應(yīng) 該 說是 非 常 苛 刻 的 ， 實(shí) 際 情 況 很 難 滿 足 上 述 要 求 。 然而 ， 對 于 多 數(shù) 的 化 學(xué) 反 應(yīng) ， 應(yīng) 用 這 幾 點(diǎn) 假 定 進(jìn) 行有 關(guān) 的 推 導(dǎo) ， 結(jié) 果 一 般 是 可 以 接 受 的 ， 其 主 要 原因 在 于 ： A. 實(shí) 際 反 應(yīng) 過 程 中 催 化 劑 表 面 吸 附 物 種 的 覆 蓋 度很 低 ；B. 實(shí) 際 的 催 化 劑 表 面 一 般 很 平 整 ；C. 實(shí) 際 的 催 化 劑 表 面 上 活 性 位 間 的 距 離 較 遠(yuǎn) ；D. 實(shí) 際 的 催 化 劑 表 面 上 活 性 位 的 數(shù) 量 有 限 對 于 一 個(gè) 氣 固 相 催 化 反 應(yīng) ， 減 小 外 擴(kuò) 散 和 內(nèi) 擴(kuò) 散 影 響 的措 施 正 確 的 是 A. 提 高 反 應(yīng) 器 內(nèi) 氣 體 的 流 速 ， 減 小 催 化 劑 顆 粒 的 直 徑 ；B. 降 低 反 應(yīng) 器 內(nèi) 氣 體 的 流 速 ， 減 小 催 化 劑 顆 粒 的 直 徑 ；C. 降 低 反 應(yīng) 器 內(nèi) 氣 體 的 流 速 ， 增 大 催 化 劑 顆 粒 的 直 徑 ；D. 增 加 催 化 劑 顆 粒 的 直 徑 ， 提 高 反 應(yīng) 器 內(nèi) 氣 體 的 流 速 在 Pt催 化 劑 上 進(jìn) 行 異 丙 苯 分 解 反 應(yīng) ： C6H5CH(CH3)2 C6H6 + C3H6若 以 A、 B及 R分 別 表 示 異 丙 苯 、 苯 及 丙烯 ， 代 表 催 化 劑 上 的 一 個(gè) 活 性 中 心 ， 其反 應(yīng) 步 驟 如 下 ： A + A A B + R B B + 若 表 面 反 應(yīng) 為 速 度 控 制 步 驟 ， 試 由 L-H機(jī)理 和 Hougen-Watson模 型 推 導(dǎo) 異 丙 苯 分 解的 等 溫 速 度 方 程 式 。 氣 相 中 的 A分 子 與 B分 子 被 吸 附 在 催 化 劑 表面 上 分 別 形 成 吸 附 態(tài) 的 A和 B。 相 鄰 近 的 這兩 種 吸 附 態(tài) 的 分 子 在 催 化 劑 的 表 面 發(fā) 生 反應(yīng) 。 被 稱 為 Langmuir-Hinshlwood機(jī) 理（ 簡 稱 L-H機(jī) 理 ） RBrAr Pkkr VAAA PK VBBB PK 1 VBA BBAA BBB BBAA AAA BBAAV PKPK Pk PKPK Pk PKPK 111 1 解 ： 由 題 意 ， 步 驟 （ 2） 應(yīng) 為 速 度 控 制 步 驟 ， 設(shè) 其 中 的 正 向 、逆 向 反 應(yīng) 速 度 常 數(shù) 分 別 為 kr 、 kr ,有 ：又 由 步 驟 （ 1） 已 達(dá) 平 衡 ， 有 ：而由 步 驟 （ 3） 已 達(dá) 平 衡 ， 有 ： 代 入 原 速 度 表 達(dá) 式 ， 有 ： BBAA RBA BBAA RBAr BrAArBBAA RBBrAAr PKPK KPPPk PKPK PPKk KkPKkPKPK PPKkPKkr 1 )( 1 )(1 （ 其 中 k = krKA, K為 總 化 學(xué) 反 應(yīng) 平 衡 常 數(shù) ） 復(fù) 習(xí) 課 小 結(jié) “三 傳 一 反 ” 、 “ 一 反 ” 均 相 反 應(yīng) 與 異 相 反 應(yīng) 的 定 義 化 學(xué) 反 應(yīng) 速 率 表 達(dá) 式 速 率 常 數(shù) 與 反 應(yīng) 速 率 的 關(guān) 系 （ 不 同 表 示 kr,kp） 理 想 反 應(yīng) 器 種 類 特 點(diǎn) 反 應(yīng) 器 反 應(yīng) 時(shí) 間 計(jì) 算 膨 脹 因 子 或 率 平 行 反 應(yīng) 的 選 擇 性 各 種 復(fù) 合 反 應(yīng) 與 適 宜 反 應(yīng) 器 的 選 擇 不 可 逆 中 間 產(chǎn) 物 的 最 大 溫 度 返 混 的 定 義 停 留 時(shí) 間 分 布 曲 線 的 定 義 和 公 式 二 種 特 殊 反 應(yīng) 器 的 分 布 曲 線 測 定 非 理 想 流 體 的 停 留 時(shí) 間 分 布 函 數(shù) 的 二 種 方 法 氣 -固 相 催 化 反 應(yīng) 動 力 學(xué) 步 驟 等 溫 吸 附 模 型 孔 內(nèi) 擴(kuò) 散 催 化 劑 的 效 率 因 子 西 勒 模 數(shù) 與 反 應(yīng) 速 率 或 擴(kuò) 散 的 關(guān) 系 床 層 壓 降 坦 克 來 準(zhǔn) 數(shù) 工 業(yè) 催 化 劑 特 點(diǎn) 內(nèi) 外 擴(kuò) 散 影 響 及 消 除 固 定 床 和 流 化 床 特 點(diǎn) 和 性 質(zhì) 、 分 類 氣 -液 相 反 應(yīng) 與 反 應(yīng) 器 型 式 的 選 擇 氣 -液 相 反 應(yīng) 中 的 膜 內(nèi) 轉(zhuǎn) 化 系 數(shù) 與 反 應(yīng) 速 率 或 反 應(yīng) 程 度 的關(guān) 系 化 學(xué) 增 強(qiáng) 因 子 的 定 義 及 對 氣 -液 反 應(yīng) 的 影 響 氣 -液 相 反 應(yīng) 的 宏 觀 過 程 大 家 注 意 了 ， 老 師 今 天 不 給 拷 試 題 ， 所 以只 能 拷 他 上 課 講 的 一 些 習(xí) 題 。 我 總 結(jié) 今 天他 跟 我 點(diǎn) 到 的 一 些 知 識 點(diǎn) 如 下 ： 計(jì) 算 題 ： 反 應(yīng) 器 的 體 積 一 定 會 考 我 們 做 過 的 作 業(yè) 會 出 一 道 題 是 一 模 一 樣 的或 者 是 稍 微 改 動 數(shù) 據(jù) 催 化 劑 效 率 因 子 考 的 幾 率 很 大 簡 答 題 和 填 空 題 及 計(jì) 算 題 出 題 的 路 線 是 按照 復(fù) 習(xí) 小 結(jié) 的 提 綱 出