化学反应工程作业习题十.ppt

* * 可直接采用Polymath的非线性回归 * * P10-12B 对于硅烷SiH4中Si的化学气相沉积反应，研究认为包括下列两步不可逆机理： 此机理与SiH2的不可逆吸附过程存在差别。事实上，SiH2一旦形成会马上反应掉，因此它可以被看作是活性中间体。 * * （1）确定此机理是否与下列数据一致？ 脱附速率/(mm/min) 0.25 0.5 0.75 0.80 硅烷压力/mtorr 5 15 40 60 * * (2)当硅烷的分压为多大时，你能够再争取两个数据点？ ? p r r calc Delta r 1 5 .25 0.2511075 -0.0011075 2 15 .5 0.5040762 -0.0040762 3 40 .75 0.7356801 0.0143199 4 60 .8 0.8101244 -0.0101244 * * 习题十 浙江工业大学化材学院 刘华彦 * * P10-3A 叔丁基醇是一种在汽油中取代铅的重要的辛烷值改进剂[Ind. Eng. Chem. Res., 27,2224 (1998)]。叔丁基醇由异丁烯在液相催化水解产生，体系中含有烃、水和固体催化剂多相。然而，使用助溶剂或过量的叔丁基醇可达到更好的溶解性。 * * P10-3A 反应机理是 根据以下假设，请推导速率方程。 * * （1）表面反应是速率控制步骤 反应机理中各步速率为 * * （1）表面反应是速率控制步骤 当为表面反应控制时，总反应速率 * * （1）表面反应是速率控制步骤 其余各步的处理： * * （1）表面反应是速率控制步骤 活性位平衡方程 * * （1）表面反应是速率控制步骤 反应速率 * * （2）异丁烯的吸附是速率控制步骤 总反应速率为： * * （2）异丁烯的吸附是速率控制步骤 其余各步的处理： * * （2）异丁烯的吸附是速率控制步骤 活性位平衡方程 * * （2）异丁烯的吸附是速率控制步骤 反应速率： * * （3）反应遵循Eley-Rideal动力学规律 表面反应为控制步骤： * * （3）反应遵循Eley-Rideal动力学规律 总反应速率： * * （3）反应遵循Eley-Rideal动力学规律 其余各步骤： * * （3）反应遵循Eley-Rideal动力学规律 活性位平衡方程： * * （3）反应遵循Eley-Rideal动力学规律 反应速率： * * （4）异丁烯和水被吸附在不同活性位上 叔丁醇没有吸附在表面上，表面反应为速率控制步骤 * * （4）异丁烯和水被吸附在不同活性位上 总反应速率： * * （4）异丁烯和水被吸附在不同活性位上 其余各步的处理 * * （4）异丁烯和水被吸附在不同活性位上 活性位平衡方程 * * （4）异丁烯和水被吸附在不同活性位上 反应速率 * * （5）对比（1）和（2）得出的速率方程，你能得出什么结论？ 1 2 * * P10-4A 乙烯在钴-钼催化剂上加氢生成乙烷[Collection Czech. Chem. Commun., 51, 2760(1988)]，速率方程为 请推断与速率方程吻合的机理和速率控制步骤 推断机理时的难点是什么？ * * （1）反应机理（E：乙烯；H：氢气；A：乙烷） * * P10-5B Maurer研究了正丁醇在氧化铝-硅土催化剂上的脱水反应。图P10-5的数据是在微分反应器中750oF下得到的。进料为纯的正丁醇。 （1）推断与实验数据一致的机理和速率控制步骤。 （2）计算速率方程中的参数。 （3）在起始速率为最大时，空活性位的分率是多少？被A和B占据的活性位分率是多少？ （4）研究此问题你能得出什么结论？ * * * * 1 2 3 4 5 6 pA0 0 7 25 51 112 229 -rA0’ 0 0.275 0.51 0.75 0.75 0.51 * * 10-10B 环己醇通过催化剂生成水和环己烯 环己醇(A)→水(W)+环己烯(B) 得到实验数据 怀疑此反应涉及双活性位机理，但并不确定。认为环己醇的吸附平衡常数约为1，大概比其他化合物的吸附平衡常数大1或2个数量级。利用这些数据 （1）推断出与上述数据相一致的速率方程和机理 （2）确定速率方程的常数 （3）对计算结果做出评价 * *