化学反应工程陈甘棠答案
【篇一：反应工程第五章习题答案】
xt>5.1乙炔与氯化氢在hgcl2-活性炭催化剂上合成氯乙烯的反应 c2h2?hcl?c2h3cl (a)(b) (c)
其动力学方程式可有如下种种形式：
(1) r??(papb?pc/k)/(1?kapa?kbpb?kcpc) (2) r??kakbpapb/(1?kbpb?kcpc)(1?kapa) (3) r??kapapb/(1?kapa?kbpb)
(4) r??kbpapb/(1?kbpb?kcpc) 2
试说明各式所代表的反应机理和控制步骤。 解：（1） a???a? b???b?
a??b??c??? （控制步骤） c??c?? （2） a??1?a?1 b??2?b?2
a?1?b?2?c?2??1（控制步骤） c?1?c??1 （3）a???a? b???b?
a??b?c?? （控制步骤） （4） b???b?
a?b??c? （控制步骤） c??c??
5.2 在pd-al2o3催化剂上用乙烯合成醋酸乙烯的反应为 c2h4?ch3cooh? 12
实验测得的初速率数据如下[功刀等，化工志，71，2007（1968）.] 115℃, pacoh?200mmhg，po?92mmhg。 2
pc2h4(mmhg)
r0?10(mol/hr?g催化剂) 5
70 100 195 247 315 465 3.9 4.4 6.0 6.6 7.25 5.4 注：1mmhg=133.322pa 如反应机理设想为
acoh???acoh?c2h4???c2h4?
acoh?c2h4?hc2h4oac??? o2?2??2o?
hc2h4oac??o??c2h3oac??h2o? (控制步骤)c2h3oac??c2h3oac??h2o? ?h2o+?
试写出反应速率并检验上述部分数据能与之符合否。 解： c2h4?ch3cooh? 12
o2?ch2cooc2h3?h2o
（a）（b） （c）（e） （f） ?a?kapa?v ?b?kbpb? v?c?v ?f?
kfpf?v ?d?ks1kakbpapb?v ?e?kep?ev ?v?
?k2?k3pa
r?ks2?d?c? ?
k1pa
(k2?k3pa) 2
r0?? pa
(k2?k3pa) 2
pc2h4(mmhg)
70 100 195 247 315 465 r0?10(mol/hr?g催化剂) 5
3.9 4.4 6.0 6.6 7.25 5.4 1.34 10 ?3
1.51 1.80 1.93 2.08 2.93
pa作图，基本上为一直线。
∴上述数据与反应速度式基本符合。 5.3 ?r?s，其动力学方程式为 某反应a??
?ra?kka(pa?prps/k)/(1?kapa?krpr)
试导出平推流式的等温积分反应管中转化率xa与w/fao的关系式。解：设总压不变且pa0?p0?p(pr0?ps0?0)?a? 2?11 ?1 pa?
pa0(1?xa)1??aya0xa ?
(1?xa)(1?xa) pa0?
(1?xa)(1?xa) pa
同理： pr?ps? xa1?xa p
将各p值代人题中给出的动力学方程式，并简化得： ?ra?(1?ax)/(bx?cx?d) 2 2 2
式中： a?1? 2 pk b?( 1p
?kr?ka)/kka c?( 2p
?kr)/kka d?( 1p
?ka)/kkax?xa
并设?ra是以单位床层体积为基准的，反应管中堆积密度为pb（不应存在密度项）。 wfa0?b ?b? xf0 x 22 1?ax