化学反应工程第三章课后答案

33-1 在反应体积为1m的间歇操作釜式反应器中，环氧丙烷的甲醇溶液

进行反应A→2B+C。已知由反应器流出的物料中含有A、B和C，

与水反应生成丙二醇

cAf?0.04mol/L。试求：在反应器内条件下，A、B和C的反应速率？

H2COCHCH3?H2O?H2COHCHOHCH3

该反应对环氧丙烷为一级，反应温度下的速率常数为0.98h?1，原料液

中环氧丙烷的浓度为2.1kmol/m3

，环氧丙烷的最终转化率为90%。若辅助时间为0.65h，一天24h连续生产，试求丙二醇的日产量为多少？ 解 H2COCHCH3?H2O?H2COHCHOHCH3

( A ) ( B ) 一级反应

t?1klnCA01111C?ln1?x?ln?2.35h

AfkAf0.981?0.9v?Vt?t?1m3?1m30/h

0(2.35?0.65)h3丙二醇日产量=24v0CA0xAf

?1 =243?2.1?0.9?15.12kmol/天

MB?76kg/kmol

丙二醇日产量Q?76?15.12?1149.12kg/天

第三章

化学反应速率和化学平衡

习题3-1 什么是反应的速率常数？它的大小与浓度、温度、催化剂等因素有什么关系？ 答：反应的速率大都可以表示为与反应物浓度方次的乘积成正比：

υ=k·c?(A)·c?(B)，式中比例常数k就是速率常数。速率常数在数值上等于反应物浓度均为1 mol·L-1时的反应速率。k的大小与反应物浓度无关，改变温度或使用催化剂会使速率常数k的数值发生变化。

习题 3-2 什么是活化能？

答：Arrhenius总结了大量实验事实，提出一个经验公式：速率常数k的对数与1/T有线形关系：lnk??Ea?1?C 式中Ea就是活化能，它表示活化分子具有的最低能量与反应分

RT子平均能量之差。

习题3-3 什么是催化剂？其特点有哪些？

答：某些物质可以改变化学反应的速率，它们就是催化剂。催化剂参与反应，改变反应历程，降低反应活化能。催化剂不改变反应体系的热力学状态，使用催化剂同样影响正、逆反应的速率。不影响化学平衡，只能缩短达到平衡的时间。

习题3-4 NOCl分解反应为2NOCl→2NO+Cl2实验测得NOCl的浓度与时间的关系如下：

t/s

c（NOCl）/mol·L-1

0

第一节 水溶液

[学习目标]

1、了解水的电离过程及水的离子积常数的含义,并能应用水的离子积常数进行相关计算。

+-2、认识溶液的的酸、碱性与H OH浓度，以及与pH的关系。

3、知道pH 的含义并进行有关pH 的简单计算。

（第一课时）

[知识回顾]

对于任意反应aA+Bb==cC+dD(A,B,C,D均为气态)，写出其化学平衡常数表达式（用浓度表示）： [知识梳理] 一、水的电离 1、水的电离

思考1：水是不是电解质？它能电离吗？

（1）实验发现水仍具有导电性，这说明纯水中存在 的离子， 它们是 和 ，是由水分子电离产生的。水的电离方程式为： （2）水的电离是个 （填可逆或不可逆）过程，在一定条件下可以达到电离平衡，其平衡常数的表达式为 。

+- -7思考2：计算水中H和OH的浓度:实验测得，在室温下1L H2O（即 mol）中只有1×10 mol

H2O电离，则室温下C(H)和C(OH)分别为多少?

2、水的离子积常数

在一定温度下，K与[H2O]都是常数，其乘积也

化学反应工程-

第三章 均相非理想流动反应器

化学反应工程-

3.1概 述

PFR：流动型式→平推流→流体质点具有相 同的停留时间。 CSTR：流动型式→全混→流体质点具有不 同的停留时间。 实际的反应器往往介于两者之间，存在一定 返混，即是非理想流动。

化学反应工程-

返混对反应过程的影响：

化学反应工程-

说明： 物料在停留时间t1时，A组分浓度为CA1，反应速率为r1； 物料在停留时间t2时，A组分浓度为CA2，反应速率为r2。 若在某一瞬间，t1的物料和t2的物料发生混合（返混）， 混合后的物料反应速率r平均 与不混时的反应速率均值

1 r1 r2 2

是不同的。

化学反应工程-

3.2 停留时间分布（RTD） 度量返混程度最简单而且最有效的方法是确定物料在 反应器中的停留时间分布规律。

3.2.1停留时间分布函数

一、停留时间分布的密度函数 E t

化学反应工程-

定义：在定常态下的连续流动系统中，在某一瞬间 t 0

时，流入反应器中的流体M Kg（作了标记的示踪物）； （下面看反应器的出口）在反应中出口流体中，当时刻为t 时，在时间 t ~ t dt 之间，流出的流体质点（示踪物）

的质量为 dM ，这时的分布

dM E t Mdt

dM

化学反应工程-

第三章 均相非理想流动反应器

化学反应工程-

3.1概 述

PFR：流动型式→平推流→流体质点具有相 同的停留时间。 CSTR：流动型式→全混→流体质点具有不 同的停留时间。 实际的反应器往往介于两者之间，存在一定 返混，即是非理想流动。

化学反应工程-

返混对反应过程的影响：

化学反应工程-

说明： 物料在停留时间t1时，A组分浓度为CA1，反应速率为r1； 物料在停留时间t2时，A组分浓度为CA2，反应速率为r2。 若在某一瞬间，t1的物料和t2的物料发生混合（返混）， 混合后的物料反应速率r平均 与不混时的反应速率均值

1 r1 r2 2

是不同的。

化学反应工程-

3.2 停留时间分布（RTD） 度量返混程度最简单而且最有效的方法是确定物料在 反应器中的停留时间分布规律。

3.2.1停留时间分布函数

一、停留时间分布的密度函数 E t

化学反应工程-

定义：在定常态下的连续流动系统中，在某一瞬间 t 0

时，流入反应器中的流体M Kg（作了标记的示踪物）； （下面看反应器的出口）在反应中出口流体中，当时刻为t 时，在时间 t ~ t dt 之间，流出的流体质点（示踪物）

的质量为 dM ，这时的分布

dM E t Mdt

dM

第3章 ASP.NET的内置对象

3.8.1 作业题

1.使用Response对象，在Default.aspx上输出系统当前日期和时间。如图1所示：

图1 作业题3-1

2. 创建一个网页Default.aspx，用户输入姓名、年龄，如图2所示。单击“确定”按钮后，页面跳转到Welcome.aspx，并显示用户刚才输入的信息，如图3所示。要求只能采用Response和Request对象，页面跳转采用GET请求。

图2 Default.aspx 图3 Welcome.aspx

3. 实现不同身份的用户，登录后进入不同的页面。在Default.aspx的下拉列表中只有admin和user选项，如图4所示。根据登录的用户名，分别进入Admin.aspx和User.aspx，并且显示如图5、图6所示的欢迎信息。要求采用Session对象来实现。

图4 Default.aspx 图5 Admin.aspx 图6 User.aspx 4.在作业题3的基础上分别统计admin和user的访问量，要求用Application对象来实现。如图7——图9所示

图7 Default.aspx

课 题 知识梳理 理论 依据 ： 实 质量 质 守恒 定律 微 观 化学反应与质量守恒 内容：参加化学反应的各物质的质量总和，等于反应后生成的各物质的质量总和。 宏 化学反应前后各物质的质量总和不变 观 化学反应前后元素的种类不变 原子种类不变 原子的数目不变 原子的质量不变 概念：用化学式来表示化学反应的式子 提表示反应物和生成物必须按质的方法读 供表示各物质间的质量比必须按量的方法读 的表示反应条件 信表示参加反应各微粒的相对数量 化 学 方 程 式 息 表示反应前后质量守恒 书写原则 以客观事实为基础 遵守质量守恒定律 书写：左边反应物，右边生成物 写配：使两边各元素的原子个数相等 步注：注明生成物的状态和反应条件（“↑”或“↓”） 骤 等：将短线改为等号 表示化学反应 设：设求知数 应 用 根据化学方程式 进行计算 （解题步骤） 写：写化学方程式 关：相关物质的相对分子质量、已知量、求知量 列：列比例 解：解答 答：简明答案 重难点突破 一、参加化学反应的各物质的质量总和，等于反应后生成的各物质的质量总和 1、注意是“化学变化” 注意：质量守恒定律

第3章 水化学与水污染

一、是非题(对的在括号内填“√”号，错的填“×”号)

3

(1) 两种分子酸HX溶液和HY溶液有同样的pH值，则这两种酸的浓度(单位：mol/dm)相同。( )

(2) 0.01mol/dmNaCN溶液的pH值比相同浓度的NaF溶液的pH值要大，这表明CN的Kb值比F-的Kb值要大。( )

(3) 由HAc-Ac组成的缓冲溶液，若溶液中c(HAc)＞c(Ac)，则该缓冲溶液抵抗外来酸的能力大于抵抗外来碱的能力。( )

(4) PbI2和CaCO3的溶度积均近似为10-9，从而可知两者的饱和溶液中Pb2+的浓度与Ca2+的浓度近似相等。( )

(5) MgCO3的溶度积Ksp=6.82×10，这意味着所有含有MgCO3的溶液中，c(Mg)=c(CO3)，而且c(Mg)·c(CO3)=6.82×10。( )

二、选择题(将正确答案的标号填入空格内)

(1) 往1dm3、浓度为0.10mol/dm3HAc溶液中加入一些NaAc晶体并使之溶解，会发生的情况是_______。

(A) HAc的Ka值增大 (B) HAc的Ka值减小 (C)溶液的pH值增大 (D) 溶液的pH值减小

(2)

第3章 水化学与水污染

一、是非题(对的在括号内填“√”号，错的填“×”号)

3

(1) 两种分子酸HX溶液和HY溶液有同样的pH值，则这两种酸的浓度(单位：mol/dm)相同。( )

(2) 0.01mol/dmNaCN溶液的pH值比相同浓度的NaF溶液的pH值要大，这表明CN的Kb值比F-的Kb值要大。( )

(3) 由HAc-Ac组成的缓冲溶液，若溶液中c(HAc)＞c(Ac)，则该缓冲溶液抵抗外来酸的能力大于抵抗外来碱的能力。( )

(4) PbI2和CaCO3的溶度积均近似为10-9，从而可知两者的饱和溶液中Pb2+的浓度与Ca2+的浓度近似相等。( )

(5) MgCO3的溶度积Ksp=6.82×10，这意味着所有含有MgCO3的溶液中，c(Mg)=c(CO3)，而且c(Mg)·c(CO3)=6.82×10。( )

二、选择题(将正确答案的标号填入空格内)

(1) 往1dm3、浓度为0.10mol/dm3HAc溶液中加入一些NaAc晶体并使之溶解，会发生的情况是_______。

(A) HAc的Ka值增大 (B) HAc的Ka值减小 (C)溶液的pH值增大 (D) 溶液的pH值减小

(2)

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?

答：化学反应式中计量系数恒为正值，化学计量方程中反应物的计量系数与化学反应式中数值相同，符号相反，对于产物二者相同。

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?

答：如果反应物严格按照化学反应式一步直接转化生成产物，该反应是基元反应。基元反应符合质量作用定律。基元反应的活化能指1摩尔活化分子的平均能量比普通分子的平均能量的高出值。基元反应的反应级数是该反应的反应分子数。一切不符合质量作用定律的反应都是非基元反应。非基元反应的活化能没有明确的物理意义，仅决定了反应速率对温度的敏感程度。非基元反应的反应级数是经验数值，决定了反应速率对反应物浓度的敏感程度。 3

若将反应速率写成 rA

dcA

，有什么条件? dt

答：化学反应的进行不引起物系体积的变化，即恒容。

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?

答：在间歇反应器中可以直接得到反应时间和反应程度的关系，而这种关系仅是动力学方程的直接积分，与反应器大小和投料量无关。

5 现有如下基元反应