化學(xué)計量的相關(guān)計算及化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)考題及答案

化學(xué)計量的相關(guān)計算物質(zhì)的量摩爾質(zhì)量一、物質(zhì)的量 （一）物質(zhì)的量（n）1．定義：表示含有一定數(shù)目微觀粒子的集合體的一個物理量2．單位:摩爾（簡稱“摩”），符號：mol▲把含有６.02×1023個粒子的任何粒子集體計量定為１摩爾▲物質(zhì)的量與微觀粒子數(shù)之間成正比：n１／n２＝Ｎ１／Ｎ２3．使用物質(zhì)的量應(yīng)注意事項：①物質(zhì)的量這四個字是一個整體，是專用名詞,不得簡化或增添任何字。②物質(zhì)的量只能描述分子、原子、離子、中子、質(zhì)子等微觀粒子，不能描述宏觀物質(zhì)，用摩爾為單位表示某物質(zhì)的物質(zhì)的量時，必須指明物質(zhì)微粒的名稱、符號或化學(xué)式。如：1molH、1molH＋、1molH2，不能用“1mol氫”這樣含糊無意義的表示。③物質(zhì)的量計量的是粒子的集合體，不是單個粒子，物質(zhì)的量的數(shù)值可以是整數(shù)，也可以是小數(shù)。（二）阿伏加德羅常數(shù)（NA）事實證明,1mol粒子集體所含的粒子數(shù)與0.012g12C所含的碳原子數(shù)相同，約為6.02×1023。國際上把1mol任何粒子集體所含的粒子數(shù)叫做阿伏伽德羅常數(shù)。（12C是指原子核內(nèi)有6個質(zhì)子和6個中子的碳原子。）1.阿伏加德羅常數(shù)（1）含義：科學(xué)上規(guī)定把0.012kg12C中所含有的碳原子數(shù)叫做阿伏加德羅常數(shù)。（2）符號：NA（3）單位：mol－1(4)近似值：6.02×1023mol－1（5）物質(zhì)的量（n），阿伏加德羅常數(shù)（NA）與粒子數(shù)（N）三者之間關(guān)系：n=N/ＮＡ。（三）物質(zhì)的量、阿伏加德羅常數(shù)與粒子數(shù)間的關(guān)系粒子數(shù)(N)、物質(zhì)的量(n)和質(zhì)量(m)之間的關(guān)系：【例題】在0.5molO2中含有的氧原子數(shù)目是多少？隨堂練習(xí)：1．1molC中約含有個碳原子2．0.3molH2SO4含有個硫酸分子3．1.204×1024個H2O2分子的物質(zhì)的量為。4．1molNa2CO3中約含有___molNa+、___molCO32-離子，共含有離子的個數(shù)為__________個。二、摩爾質(zhì)量1．定義：單位物質(zhì)的量的物質(zhì)所具有的質(zhì)量2．符號：符號：Ｍ單位：g／mol或g·mol－１3．含義：某物質(zhì)的摩爾質(zhì)量在數(shù)值上等于該物質(zhì)的相對分子質(zhì)量或相對原子質(zhì)量。4．公式：m（g)＝n(mol)·Ｍ(g/mol)n＝m／Ｍ自我檢測1．下列說法中正確的是（）A．摩爾是表示原子、分子、離子的個數(shù)的單位B．摩爾既表示物質(zhì)中所含的離子數(shù)，又表示物質(zhì)質(zhì)量的單位C．摩爾是物質(zhì)的量的單位，用“mol”表示D．摩爾質(zhì)量的單位是克/摩，用“g/mol”表示2．下列物質(zhì)中所含氫原子數(shù)最多的是（）A.2molCH4B.3molNH3C.4molH2OD.6molHCl3．下列說法中正確的是（）A．2molCH4的質(zhì)量和氧氣的摩爾質(zhì)量都是32gB.1mol任何氣體中都含有相同的原子數(shù)C．1molNaCl含有6.02×1023個微粒D.H3PO4的摩爾質(zhì)量是98.0g/mol4．O2、SO2、SO3三者的質(zhì)量之比為2：4：5，它們的物質(zhì)的量之比為（）A.2：4：5B.1：2：3C.1：1：1D.2：2：35．NA表示阿伏加德羅常數(shù)，下列說法正確的是（）A.NA個氫氣分子與NA個氧氣分子的質(zhì)量比為1：1B.NA個水分子的質(zhì)量與水的摩爾質(zhì)量在數(shù)值上相等C.16g氧氣中含有的氧氣分子數(shù)為NAD.44gCO2與28gCO所含有的分子數(shù)均為NA6．下列說法中不正確的是（）A．Na的摩爾質(zhì)量為23gB.Na的摩爾質(zhì)量為23C．Na的摩爾質(zhì)量為23g·mol—1D.Na的摩爾質(zhì)量為2.3×10—2kg·mol—17.含有不同氧原子數(shù)的兩種物質(zhì)是（）A.質(zhì)量比為2：1的SO2和O2B.9g水和22gCO2C.12gNO和9.8gH2SO4D.物質(zhì)的量相同的H2SO4和H3PO48.49gH2SO4的物質(zhì)的量是。1.5molH2SO4的質(zhì)量是，其中含有molH，含有g(shù)O。9.0.8molCO2和0.8molCO中含有碳原子的物質(zhì)的量之比為，含有氧元素的質(zhì)量之比為，兩物質(zhì)中含有電子的物質(zhì)的量之比為。10.1.5molH2SO4的質(zhì)量是。其中含有molO,molH,其質(zhì)量分別為和。11.0.01mol某物質(zhì)的質(zhì)量為1.08g，此物質(zhì)的摩爾質(zhì)量為。12.下列說法正確的是（）A.71g氯相當(dāng)于2mol氯B.每摩爾物質(zhì)中含有6.02×1023個原子C.阿伏加德羅常數(shù)為12g12C所含的碳原子數(shù)D.1molKClO3中含有3mol氧元素13.如果1g水中含有m個氫原子，則阿伏加德羅常數(shù)是（）A.B.9mC.2mD.18m14.下列說法正確的是（）A.氮原子的質(zhì)量就是氮的相對原子質(zhì)量B.氫氧化鈉的摩爾質(zhì)量是40gC.1molH2SO4中含有1molH2D.氬氣的摩爾質(zhì)量在數(shù)值上等于它的相對原子質(zhì)量15.0．8g某物質(zhì)含有3.01*1022個分子，該物質(zhì)的式量約為（）A.8B.16C.64D.16016.與22gCO2所含分子數(shù)相等的水的質(zhì)量為（）A.44gB.22gC.18gD.9g 17.28%的KOH溶液中，平均多少個水分子溶有一個OH-（）A.6B.8C.10D.2818.能電離出的Cl-數(shù)目與2molNaCl電離出的Cl-數(shù)目相同的是（）A.1molMgCl2B.2molKClO3C.1molAlCl3D.1.5molCaCl219.有98g純H2SO4和純H3PO4的混酸，其中含氧64g，則混酸中H2SO4和H3PO4的物質(zhì)的量之比為（）A.1：1B.2：3C.3：2D.任意比20.由FeO、Fe2O3、Fe3O4組成的混合物，測得鐵與氧元素的質(zhì)量比為21：8，則這種混合物中FeO、Fe2O3、Fe3O4的物質(zhì)的量之比可能是（）A.1：2：1B.2：1：1C.1：1：1D.1：2：321.2.16gX2O5中含有0.1mol氧原子，則XA.21.6B.28C.31D.1422.V2O3和V2O5按不同物質(zhì)的量之比混合可按化學(xué)計量系數(shù)完全反應(yīng)，今欲制備V8O17，則V2O3和V2O5的物質(zhì)的量之比為（）A.1：2B.2：1C.3：5D.5：323.如果mg氨氣由a個原子構(gòu)成，則2mg硫化氫中含有的分子數(shù)為（用含a的代數(shù)式表示）。24.0.5mol氯酸鉀所含氯原子數(shù)與__g氯化鈣中所含氯離子數(shù)相同，所含氧原子數(shù)與g水中所含氧原子數(shù)相同。25.24.5gH2SO4的物質(zhì)的量為，其中含molS，含gH，含個O。當(dāng)它溶于水完全電離時，可產(chǎn)生____molH+和molSO42-。26.0.2mol的單質(zhì)Ax和1.2molB2完全反應(yīng)，生成0.8mol的AB3，則單質(zhì)Ax的化學(xué)式是。27．71gNa2SO4中含有的Na+和SO42-的物質(zhì)的量多少？28．24.5gH2SO4的物質(zhì)的量是多少？1.50molNaCO3的質(zhì)量是多少？29．等質(zhì)量的下列物質(zhì)中，所含分子數(shù)最少的是（）A.Cl2B.HClC.NH3D.H2SO430．1gH2O中含有a個氫原子，則阿伏加德羅常數(shù)為（）A.(a/9)mol-1B.9amol-1C.2amol-1D.amol-131．用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值。下列說法中正確的是()。A．1molO2比1molN2的質(zhì)子數(shù)多NAB．2g氫氣中含有的原子數(shù)為NAC．3.01×1023個氮分子中含有的原子數(shù)為NAD．17g氨氣中含有的電子數(shù)為10NA32.用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值。下列說法中錯誤的是()A.1molOH－含10NA個電子B.18g水中所含的電子數(shù)為8NAC.1molH2O分子的質(zhì)量與NA個H2O分子的質(zhì)量相等D.1molH2SO4分子約含有1.204×1024個H原子33.19.6gH2SO4中氧元素的質(zhì)量_________________34.含有1.5*1022個分子，其質(zhì)量為2.7g，求分子質(zhì)量？35.多少克H2SO4所含的分子數(shù)與3.6克10%鹽酸所含溶質(zhì)的分子數(shù)相等？36.0.2molKClO3中所含的Cl原子數(shù)與多少克CaCl2中所含的Cl-離子數(shù)相等？氣體摩爾體積氣體摩爾體積（一）1．單位物質(zhì)的量的氣體所占的體積，就叫作氣體摩爾體積。符號：Vm單位：L/mol2．在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，任何氣體的摩爾體積都約為22.4L/mol在0℃、101KP時，1mol任何氣體的體積都約為22.4L。我們將0℃、101KP稱為標(biāo)準(zhǔn)狀況。在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1mol任何氣體所占的體積都約為22.4L。3．Vm=V/n（單位：L/mol）【注意】（1）氣體摩爾體積僅僅是針對氣體而言（2）氣體在不同狀況下的氣體摩爾體積是不同的，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體摩爾體積約為22.4L/mol（3）同溫同壓下，氣體的體積只與氣體的分子數(shù)目，而與氣體分子的種類無關(guān)。阿伏伽德羅定律及其推論1.阿伏加德羅定律：在相同的溫度和壓強(qiáng)下，相同體積的任何氣體都含有相同數(shù)目的分子。即同溫同壓下：2．相關(guān)推論：（1）在同溫同壓下，相同體積的氣體質(zhì)量比等于摩爾質(zhì)量比，（相對分子質(zhì)量），即:（2）在同溫同壓下，兩種不同的氣體的密度比等于摩爾質(zhì)量（相對分子質(zhì)量）比:(“D”為氣體1對氣體2的相對密度）（3）在同溫同壓下，等質(zhì)量的兩種氣體的體積比與摩爾質(zhì)量成反比:（4）在同溫同體積下，兩種不同氣體的壓強(qiáng)比等于物質(zhì)的量之比：專題：混合氣體平均相對分子質(zhì)量的幾種求法【例題1】在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,由10gCO和CO2組成的混合氣體的體積為6.72L,則此混合氣體中CO和CO2的分子個數(shù)之比為多少？【例題2】由CO2、H2和CO組成的混合氣體在同溫同壓下與氮氣的密度相同。則該混合氣體中CO2、H2和CO的體積比為（）A．29∶8∶13B．22∶1∶14C．13∶8∶29D．26∶16∶57隨堂練習(xí)一：1．已知空氣的平均摩爾質(zhì)量為29g/mol，在同溫同壓下，某氣體R對空氣的相對密度為2，該氣體的相對分子質(zhì)量為：____________由CO2、H2和CO組成的混合氣體在同溫同壓下與氮氣的密度相同，則該混合氣體中CO2、H2的體積比為多少？自我檢測1．下列關(guān)于物質(zhì)的量表示正確的是（）A、1mol氫B、2mol分子C、3mol氧原子D、4molH22．下列說法正確的是（）A、氮原子的質(zhì)量在數(shù)值上等于它的摩爾質(zhì)量B、NaOH的摩爾質(zhì)量是40gC、氬氣的摩爾質(zhì)量在數(shù)值上等于它的相對原子質(zhì)量D、CaCO3的摩爾質(zhì)量是100Kg/mol3．0.5molO3中含有的O3數(shù)目是______________，含有的O原子數(shù)目是______________，含有的質(zhì)子數(shù)目是______________。4．等質(zhì)量的下列物質(zhì)中所含有原子數(shù)目最少的是（）A、Cl2B、HClC、NH3D、H2SO45．下列說法中正確的是（）A、1molO2和1molN2所占的體積都約為22.4LB、H2的氣體摩爾體積約為22.4LC、在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1molH2和1molH2O所占的體積都約為22.4LD、在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，22.4L由N2、N2O組成的混合氣體中所含有的氮原子的物質(zhì)的量約為2mol6．相同狀況下，下列氣體所占體積最大的是…………（）A．3gH2B．16gO2C．32gH2SD．80gSO37．下列各物質(zhì)所含原子數(shù)目，按由大到小順序排列的是……………（）①0.5molNH3②標(biāo)準(zhǔn)狀況下22.4LHe③4℃9mL水④0.2molH3PO4A．①④③②B．④③②①C．②③④①D．①④③②8．用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值，下列敘述正確的是………………（）A．含有NA個氦原子的氦氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積約為11.2LB．25℃，1.01×105Pa，64gSO2中含有的原子數(shù)為3NAC．在常溫常壓下，11.2LCl2含有的分子數(shù)為0.5NAD．標(biāo)準(zhǔn)狀況下，11.2LH2O含有的分子數(shù)為0.5NA9．等物質(zhì)的量的氫氣和氦氣一定具有相等的………………（）A．原子數(shù)B．體積C．質(zhì)子數(shù)D．質(zhì)量10．下列說法正確的是……………………（）A．標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體摩爾體積為22.4LB．非標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1mol任何氣體的體積不可能為22.4LC．標(biāo)準(zhǔn)狀況下22.4L任何物質(zhì)都含有約6.02×1023個分子D．1molH2和O2的混合氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積約為22.4L11．在相同狀況下，兩種物質(zhì)的量相同的氣體必然具有………………（）A．體積均為22.4LB．相同的體積C．相同的原子數(shù)目D．相同的質(zhì)量12．用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值，下列敘述正確的是………………（）A．標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1L水所含分子數(shù)為1/22.4NAB．在常溫常壓下，11.2升氯氣含有的分子數(shù)為0.5NAC．在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，0.5NA個氯氣分子所占體積是11.2LD．在25℃，壓強(qiáng)為1.01×105Pa時,11.2升氮氣所含的原子數(shù)目為NA13．用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值，下列敘述正確的是………………（）A．在常溫常壓下，11.2升氧氣所含的原子數(shù)目為NAB．常溫常壓下，0.5NA甲烷所占有的體積大于11.2LC．常溫常壓下，1mol氦氣含有的核外電子數(shù)為2NAD．同溫同壓時,相同體積的任何氣體單質(zhì)所含的原子數(shù)目相同14．在標(biāo)準(zhǔn)狀況下①6.72LCH4②3.01×1023個HCl分子③13.6gH2S④0.2molNH3,下列對這四種氣體的關(guān)系從大到小表達(dá)正確的是…………（）a．體積②＞③＞①＞④b．密度②＞③＞④＞①c．質(zhì)量②＞③＞①＞④d．氫原子個數(shù)①＞③＞④＞②A．a(chǎn)bcB．bcdC．cbaD．a(chǎn)bcd15．在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，10克CO和CO2組成的混合氣體，其體積為6.72L，則混合氣體中，CO和CO2的物質(zhì)的量之比為……………（）Ａ．2∶1Ｂ．1∶2Ｃ．2∶3Ｄ．3∶216、N2、CO2、SO2三種氣體的質(zhì)量比為7：11：16時，它們的分子個數(shù)比為___________；物質(zhì)的量之比為___________；同溫同壓下體積比為___________。17、在相同條件下，兩種物質(zhì)的量相同的氣體必然（）A、體積均為22.4LB、具有相同的體積C、是雙原子分子D、具有相同的原子數(shù)目18．在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，空氣中N2和O2的體積比約為4：1，則N2和O2物質(zhì)的量之比為，空氣的密度約為。19．4℃時，22.4L水的質(zhì)量是（）A.22.4gB.2.24×104gC.18gD.1.8×104g20．下列有關(guān)同溫同壓條件下相同質(zhì)量的CO和NO的敘述中，正確的是（）A．體積相同B.CO小于NO的體積C.密度相同D.CO小于NO的密度21．同溫同壓下，同體積的甲、乙兩種氣體的質(zhì)量之比為11：8，乙氣體為O2，則甲氣體是（）A.CO2B.H2C.COD.O322．在273℃和1.01×105Pa條件下，將1.40g氮氣，1.60g氧氣和4.00g氬氣混合，該混合氣體的體積是（）A.3.36LB.6.72LC.8.96LD.4.48L23、在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，氧氣的密度為ρg/L，則氫氣的密度為（）A.ρg/LB.0.25ρg/LC.0.125ρg/LD.0.0625ρg/L24．有一空瓶的質(zhì)量為W1g,該瓶充入氧氣后質(zhì)量為W2g，相同條件下充入某單質(zhì)氣體，其質(zhì)量為W3g，則此單質(zhì)氣體的摩爾質(zhì)量為（）A.32（W3－W1）/（W2－W1）B.32（W2－W1）/（W3－W1）C.32（W3－W1）/（W2－W1）g/molD.32（W2－W1）/（W3－W1）g/mol25．實驗測得CO和氧氣的混合氣體密度是氫氣的14.5倍，可知其中CO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為（）A.25.0℅B.27.6℅C.72.4℅D.75.0℅26、在標(biāo)準(zhǔn)狀況下有mg氣體A與ng氣體B的分子數(shù)相同，下列說法不正確的是（）A.兩種氣體A、B的相對分子質(zhì)量之比為m:nB.同質(zhì)量氣體A與B的分子數(shù)之比為n:mC.同溫同壓下，A、B兩氣體的密度之比為n:mD.相同狀況下，同體積A、B兩氣體的質(zhì)量之比為m:n27．在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，將1.40g氮氣、1.60g氧氣和4.00g氬氣混合，該混合氣體的體積為L28．在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，氣體的密度為0.09g/L，B氣體的密度為1.43g/L,A的相對分子質(zhì)量為，B的相對分子質(zhì)量為。由此可知，相同條件下氣體的密度之比，氣體的相對分子質(zhì)量之比。29．（1）在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1.12LO2的質(zhì)量為多少克？含有多少個氧原子？（2）在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，由H2和O2組成的懷念和氣體中，所占的體積分?jǐn)?shù)為25℅，試計算1L該混合氣體的質(zhì)量。30.在同溫同壓下，兩個體積相同的玻璃容器中分別盛滿N2、和O2（1）計算容器中N2、和O2的物質(zhì)的量之比和分子數(shù)目之比（2）計算容器中N2、和O2的質(zhì)量之比。31．（8分）與足量氧氣反應(yīng)生成1.8g水，至少需要標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氫氣多少體積？32.按體積比為1：2：3所組成的N2、O2、CO2混合氣體100g，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為多少？物質(zhì)的量濃度一、物質(zhì)的量濃度1．定義：以單位體積溶液里所含溶質(zhì)B的物質(zhì)的量來表示溶液組成的物理量，叫作溶質(zhì)B的物質(zhì)的量濃度。符號：CB單位：mol/L或mol．L-1CB=n(B)/V(液)B表示溶液中所含溶質(zhì)，其不但表示溶液中所含溶質(zhì)的分子，還可以表示溶液中所含溶質(zhì)電離出的離子?！倦S堂練習(xí)2】1.把５.85g的ＮaＣl固體溶于水中配成１０Ｌ的溶液，其物質(zhì)的量濃度是多少？2..如何從一瓶物質(zhì)的量濃度為１mol／Ｌ的ＮaＯＨ溶液中取出一部分溶液，要求其中含有４g的ＮaＯＨ。3．8克CuSO4可配制成0.2mol/LCuSO4溶液多少毫升？4．29.25克NaCl配成1000mL溶液，其物質(zhì)的量濃度是多少？二、溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)與物質(zhì)的量濃度的換算項目物質(zhì)的量濃度溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)溶質(zhì)單位molg溶液單位Lg表達(dá)式CB=n(B)/V(液)W=m質(zhì)/m液*100%溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)代號c(溶質(zhì))ω（溶質(zhì)）定義單位體積溶液里所含溶質(zhì)B的物質(zhì)的量稱為B的物質(zhì)的量濃度溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是溶質(zhì)質(zhì)量與溶液質(zhì)量之比。相似處都是表示溶液中溶質(zhì)組成的物理量不同處溶質(zhì)的物理量（及單位）物質(zhì)的量n（摩爾/mol）質(zhì)量m（克/g）（千克/kg）溶液的物理量（及單位）體積V（升/L）質(zhì)量m（克/g）（千克/kg）計算式物質(zhì)的量濃度（mol/L）＝c（溶質(zhì)）=溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)＝×100％ω（溶質(zhì)）=100﹪特點體積相同，物質(zhì)的量濃度相同的不同物質(zhì)的溶液中，所含溶質(zhì)的物質(zhì)的量相同，溶質(zhì)質(zhì)量不一定相同（填“相同”“不同”或“不一定相同”）質(zhì)量相同、溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同的不同物質(zhì)的溶液中，溶質(zhì)的質(zhì)量相同，物質(zhì)的量不一定相同（填“相同”“不同”或“不一定相同”）聯(lián)系（換算公式）通過溶液的密度，可以進(jìn)行物質(zhì)的量濃度與溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)之間的換算：cB=（其中ρ代表密度；ω代表質(zhì)量分?jǐn)?shù)；M代表摩爾質(zhì)量）【例題】已知37%的H2SO4溶液的密度為1.28g/cm3求其物質(zhì)的量濃度？1．CB===1000ρw/M注意單位（密度：g/mL，摩爾質(zhì)量：g/mol）【隨堂練習(xí)3】（1）市售濃硫酸中，溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%，密度為1.84g/cm3計算市售濃硫酸中H2SO4的物質(zhì)的量濃度？（2）質(zhì)量分?jǐn)?shù)為37%的鹽酸，密度為1.19g/cm3，求其物質(zhì)的量濃度？三、飽和溶液物質(zhì)的量濃度與溶解度的換算關(guān)系1.w=s/(100+s)×100%2.C=n/V=1000ρs/M(100+s)小結(jié)：（1）溶液的體積不等于溶劑的體積，且不同物質(zhì)，尤其是不同狀態(tài)的物質(zhì)的體積是沒有加和性的。（2）溶液的物質(zhì)的量濃度與所取溶液的體積和質(zhì)量大小無關(guān)。四、以氣體為溶質(zhì)的溶液的物質(zhì)的量濃度的計算【例題】.將標(biāo)況下aLHCl溶解于1LH2O得到鹽酸的密度為bg/mL,則此鹽酸的物質(zhì)的量濃度為;小結(jié)：（1）可從基本公式入手分別找到溶質(zhì)的物質(zhì)的量和溶液的體積，利用基本公式求算。（2）不同狀態(tài)的物質(zhì)的體積沒有加和性，同種狀態(tài)的物質(zhì)的體積一般也不能簡單相加。（3）此類題溶液的體積一般用溶液的質(zhì)量除以溶液的密度求得?！倦S堂練習(xí)4】：1.將標(biāo)準(zhǔn)狀況下的aL氨氣溶于1000g水中，得到氨水的密度為bg·cm－3，則該氨水的物質(zhì)的量濃度為()A.mol·L－1 B.mol·L－1C.mol·L－1 D.mol·L1五、有關(guān)溶液稀釋的問題溶液的稀釋一般指將濃溶液稀釋成稀溶液。溶液在稀釋前后，溶劑和溶液的量有變化，而溶質(zhì)的量沒有變.1.m（濃）w（濃）=m（稀）w（?。〤（濃）V（濃）=C（?。￢（稀）【例題1】在50g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的鹽酸溶液中加入250g水后，得到的稀鹽酸溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為？【例題2】配制250mL1mol/LHCl溶液，需要12mol/LHCl溶液的體積是多少？【例題3】怎樣用密度為1.19g/cm3、HCl質(zhì)量分?jǐn)?shù)為37%的濃鹽酸配制1L、1mol/L的稀鹽酸？六．有關(guān)溶液中粒子的計算【例題61】下列溶液中硝酸根離子濃度與20mL1mol·L-1Ca(NO3)2溶液中的硝酸根離子濃度相等的是（）A．40mL1mol·L-1的NaNO3溶液B．30mL2mol·L-1的NH4NO3溶液C．60mL1mol·L-1的Cu(NO3)2溶液D．30mL1mol·L-1的Fe(NO3)3溶液【隨堂練習(xí)5】1．將28.4gNa2SO4溶于水配成250ml溶液，計算溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度，并求出溶液中Na+和SO42-的物質(zhì)的量濃度？2．今有0.1mol/L的Na2SO4溶液300ml，0.1mol·L－1的MgSO4溶液200ml和0.1mol·L－1的Al2(SO4)3溶液100ml，則這三種溶液中硫酸根離子的物質(zhì)的量濃度之比是（）A．1：1：1B．3：2：2C．3：2：3D．1：1：七、有關(guān)溶液中反應(yīng)的計算【例題2】中和50mL2mol/LHNO3溶液共用去了NaOH溶液80mL，求此NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度和溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。（NaOH溶液的密度為1.05g/mL）自我檢測1.下列數(shù)量物質(zhì)中含有原子數(shù)最多的是 （）Ａ.0.4molO2Ｂ.標(biāo)準(zhǔn)狀況下5.6LCO2Ｃ.4℃時5.4ml水 Ｄ.10g2.下列敘述正確的是 （）Ａ.在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1mol任何物質(zhì)的體積為22.4LＢ.等物質(zhì)的量濃度的鹽酸和硫酸中，H+的物質(zhì)的量濃度液相等Ｃ.1molH2和1molHe中，所含的分子數(shù)相同、原子數(shù)相同，質(zhì)量也相同Ｄ.體積為6L的O2，其質(zhì)量可能為8g3.同溫同壓下，質(zhì)量相等的SO2和CO2相比較，下列敘述正確的是 （）Ａ.密度比為16:11 Ｂ.密度比為11:16 Ｃ.體積比為16:11 Ｄ.體積比為11:164.nmolN2和nmol14CO相比較，下列敘述正確的是 （）Ａ.在同溫同壓下體積相同 Ｂ.在同溫同壓下密度相等Ｃ.在標(biāo)準(zhǔn)狀況下質(zhì)量相等 Ｄ.分子數(shù)相等5.同溫同壓下，氣體Ａ與氧氣的質(zhì)量比為1:2，體積比為1:4，氣體的相對分子質(zhì)量是（）Ａ.16 Ｂ.17 Ｃ.44 Ｄ.648.下列各組物質(zhì)中，其分子數(shù)相同的是（）A.1g氫氣和8g氧氣B.1molCO和22.4LCO2C.標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1.12L氮氣和2.24L氦氣D.常溫常壓下，16g氧氣和0.5mol氮氣9.在4℃時，100ml水中溶解了22.4LHCl氣體（標(biāo)準(zhǔn)狀況下測得）后形成溶液。下列說法中正確的是（）Ａ.該溶液的物質(zhì)的量濃度為10mol·L-1 Ｂ.該溶液物質(zhì)的量濃度因其密度未知而無法求得Ｃ.該溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)因溶液的密度未知而無法求得Ｄ.所得溶液的體積為22.5L10.將標(biāo)準(zhǔn)狀況下的aLHCl(g)溶于1000g水中，得到的鹽酸密度是bg·cm3，則該鹽酸的物質(zhì)的量濃度（）Ａ.mol·L-1 Ｂ.mol·L-1 Ｃ.mol·L-1 Ｄ.mol·L-111．將標(biāo)準(zhǔn)狀況下，將VLA氣體（摩爾質(zhì)量為Mg/mol）溶于0.1L水中，所得溶液密度為ρg/cm3，則此溶液的物質(zhì)的量濃度（mol/L）為（）A．B．C．D．100VρM（MV+2240）12.將4gNaOH溶解在10ml水中，再稀釋成1L的溶液，從中取出10ml，這10ml溶液的物質(zhì)的量濃度是（）A.1mol／LB.0.1mol／LC.0。001mol／LD.10mol／L13.將50ml0。5mol／LNaCL溶液加水稀釋到250ml，稀釋后溶液中NaCL的物質(zhì)的量濃度為（）A.0．1mol／LB.0。2mol／LC.0。3mol／LD.0。4mol／L14.取100mL0.3mol·L－1和300mL0.25mol·L－1的硫酸注入500mL的容量瓶中，加水稀釋至刻度線，該混合溶液中H+的物質(zhì)的量濃度是()A.0.21mol·L－1 B.0.56mol·L－1C.0.42mol·L－1 D.0.26mol·L－117.在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，向一質(zhì)量為100g的密閉容器中充滿CO2后，質(zhì)量為166g，相同條件下，向相同的容器中充滿一未知氣體，稱量得其質(zhì)量為142g，則該氣體可能為（）A.O2B.CH4C.COD.H218.在同溫同壓下，某瓶充滿O2質(zhì)量為116g，充滿CO2質(zhì)量為122g，充滿氣體X質(zhì)量為114g，則X的相對分子質(zhì)量為（）A.28B.60C.32D.4419.使等體積的ALCL3、CaCL2、NaCL溶液中的CL-完全轉(zhuǎn)化為AgCL沉淀，所用0．1mol／LAgNO3溶液的體積相同，則這三種溶液的物質(zhì)的量濃度之比為A.1：2：3B.1：1：1C.2：3：6D.6：3：220.相同體積的Na2SO4、MgSO4、Al2(SO4)3溶液分別加入過量的BaCl2溶液，得到沉淀的物質(zhì)的量之比為1∶1∶3，這三種溶液的物質(zhì)的量濃度之比為()A.2∶2∶3 B.1∶1∶3 C.1∶1∶1 D.3∶3∶121．密度為0.910g/cm3氨水，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25.0%，該氨水用等體積的水稀釋后，所得溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為（）A．等于13.5%B．大于12.5%C．小于12.5%D．無法確定22.將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2w，物質(zhì)的量濃度為c1的H2SO4溶液加水稀釋，使質(zhì)量分?jǐn)?shù)變?yōu)閣，物質(zhì)的量濃度變?yōu)閏2，則c1和c2之間關(guān)系正確的是（）A.c1>2c2 B.c2=2c1 C.c1<2c2 D.c1=2c223.用密度為1.32g/cm3的硫酸溶液，逐滴滴入BaCl2溶液中，直到沉淀恰好完全為止。已知所生成的沉淀的質(zhì)量等于所用硫酸溶液的質(zhì)量，則硫酸溶液的濃度為（）A．21.9%B.42.1%C.13.5mol/LD.5.67mol/L24.把5％的氫氧化鈉溶液蒸發(fā)掉32.4g后，溶液變成106ml，溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)變?yōu)?1.2%，則濃縮后氫氧化鈉溶液的物質(zhì)的量濃度為多少？25.把5.6g克Fe放入足量的鹽酸中，鐵完全反應(yīng)。計算：（1）5.6gFe的物質(zhì)的量；（2）參加反應(yīng)鹽酸的物質(zhì)的量；（3）生成氫氣的體積（標(biāo)準(zhǔn)狀況）26.在氯化鈉和氯化鎂的混合溶液中，鈉離子和鎂離子的物質(zhì)的量之比為3：2（1）求混合物中兩種物質(zhì)的質(zhì)量比。（2）如果混合物中共有28mol氯離子，求混合物中氯化鈉和氯化鎂的質(zhì)量各是多少？一定物質(zhì)的量濃度溶液的配制1.操作步驟：①計算②稱量③溶解④轉(zhuǎn)移⑤洗滌⑥振蕩⑦定容⑧搖勻⑨裝瓶2.儀器：容量瓶、量筒、燒杯、玻璃棒、膠頭滴管3.操作過程中應(yīng)注意的問題①計算n(NaCl)=c(NaCl)×V[(NaCl(aq)]=1.00mol/L×0.1L=0.1molm(NaCl)=n(NaCl)×M(NaCl)=0.1mol×58.5g/mol=5.85g②稱量用托盤天平稱取固體溶質(zhì)的質(zhì)量或用量筒量取液體溶質(zhì)的體積。稱量時不能將NaCl固體直接放置于托盤上③溶解

將溶質(zhì)倒入小燒杯,加入適量的水?dāng)嚢枞芙?冷卻至室溫.④移液將上述冷卻后的溶液轉(zhuǎn)入指定容積的容量瓶，并用蒸餾水洗滌小燒杯和玻璃棒2—3次，將洗滌液一并注入容量瓶。如何將燒杯中的液體轉(zhuǎn)移到容量瓶中？（玻棒引流）容量瓶的使用1．容量瓶的規(guī)格常用的有：100ml.250ml.500ml.1000ml配制溶液時，選用和所配溶液體積相等或稍大的容量瓶進(jìn)行配液．2．使用容量瓶注意事項：（1）使用前檢查是否漏水其方法是：往瓶內(nèi)加水，塞好瓶塞（瓶口和瓶塞要干，且不涂任何油脂等），用食指頂住瓶塞，另一只手托住瓶底把瓶倒立過來，觀察瓶塞周圍是否有水漏出，如不漏水，把瓶塞旋轉(zhuǎn)180°塞緊，仍把瓶倒立過來，再檢查是否漏水，經(jīng)檢查不漏水的容量瓶才能使用。（2）使用前用蒸餾水洗凈（3）不準(zhǔn)將溶質(zhì)直接轉(zhuǎn)移入容量瓶加水溶解（4）溶液注入容量瓶前需冷卻恢復(fù)到室溫，這是因為溶質(zhì)在燒杯內(nèi)稀釋或溶解時常有熱效應(yīng)(如NaOH、H2SO4）。未等溶液冷卻就定容，會使?jié)舛绕摺＂菹礈煊谜麴s水洗滌小燒杯和玻璃棒2—3次，將洗滌液一并注入容量瓶。⑦定容在容量瓶中繼續(xù)加水至距刻度線1—2cm處，改用膠頭滴管滴加至刻度（液體凹液面最低處與刻度線相切）。若定容時不小心液面超過了刻度線，怎么辦？能用膠頭滴管把多余的液體取出嗎？（答：必須重新配制）俯視或仰視刻度線對溶液濃度的影響俯視仰視⑧搖勻把定容好的容量瓶瓶塞塞緊，用食指頂住瓶塞，用另一只手的手指托住瓶底，把容量瓶倒轉(zhuǎn)和搖動幾次，混合均勻。問：搖勻后發(fā)現(xiàn)液面低于刻線，能否補(bǔ)充水？答：不能。因為是部分溶液在潤濕容量瓶瓶口磨砂處所致。⑨裝瓶容量瓶中不能存放溶液，因此要把配制好的溶液轉(zhuǎn)移到試劑瓶中,貼好標(biāo)簽,注明溶液的名稱和濃度。4.配制溶液過程中的誤差分析以下操作會引入的誤差及出現(xiàn)的實驗結(jié)果：1.稱量產(chǎn)生誤差（1）稱量時左盤高,右盤低↓（2）稱量時稱量物放在右盤,而砝碼放在左盤（正常：m=砝碼+游碼；錯誤：砝碼=m+游碼）↓（３）量筒量取液體藥品時仰視讀數(shù)↑（４）量筒量取液體藥品時俯視讀數(shù)↓２．溶解、轉(zhuǎn)移、洗滌產(chǎn)生誤差（1）溶解過程中有少量液體濺出燒杯↓（2）未洗滌溶解用的玻璃棒和燒杯↓（3）洗滌液未轉(zhuǎn)入容量瓶中而倒入廢液缸中↓3．定容誤差(1）定容時仰視刻度↓(2）定容時俯視刻度↑(3)定容時液面低于刻度線↑(4）未等溶液冷卻就定容↑(5）定容后發(fā)現(xiàn)液面高于刻度線后,用滴管吸出少量溶液↓(6)搖勻后發(fā)現(xiàn)液面低于刻度再加水↓1）.原容量瓶洗凈后未干燥4．均無影響2）.容量瓶中含有少量的水3）.往容量瓶中加水時有少量加到瓶外小結(jié)：能引起誤差的一些操作因變量cmol/LmV托盤天平1、天平的砝碼沾有其他物質(zhì)或已生銹增大不變偏大2、調(diào)整天平零點時，游砝放在了刻度線的右端增大不變偏大3、藥品、砝碼左右位置顛倒,且使用了游碼減小不變偏小4、稱量易潮解的物質(zhì)（如NaOH）時間過長減小不變偏小5、用濾紙稱易潮解的物質(zhì)（如NaOH）減小不變偏小6、溶質(zhì)含有其它雜質(zhì)減小不變偏小7.溶質(zhì)為已風(fēng)化的物質(zhì)(如Na2CO3·10H2O)增大不變偏大量筒8、用量筒量取液體時，仰視讀數(shù)增大不變偏大9、用量筒量取液體時，俯視讀數(shù)減小不變偏小燒杯及玻璃棒10、溶解前燒杯內(nèi)有水不變不變無影響11、攪拌時部分液體濺出減小不變偏小12、未洗燒杯和玻璃棒減小不變偏小容量瓶13、未冷卻到室溫就注入容量瓶定容不變減小偏大14、向容量瓶轉(zhuǎn)移溶液時有少量液體流出減小不變偏小15、定容時，水加多了，用滴管吸出減小不變偏小16、整個過程不搖動不變減小偏大17、定容后，經(jīng)振蕩、搖勻、靜置、液面下降再加水不變增大偏小18、定容后，經(jīng)振蕩、搖勻、靜置、液面下降不變不變無影響19、定容時，俯視讀刻度數(shù)不變減小偏大20.定容時，仰視讀刻度數(shù)不變增大偏小21.配好的溶液轉(zhuǎn)入干凈的試劑瓶時，不慎濺出部分溶液不變不變無影響自我檢測二1.實驗室需用480mL0.1mol/L的硫酸銅溶液，現(xiàn)選取500mL容量瓶進(jìn)行配制，以下操作正確的是（）A．稱取7.68g硫酸銅，加入500mL水B．稱取12.0g膽礬配成500mL溶液C．稱取8.0g硫酸銅，加入500mL水D．稱取12.5g膽礬配成500mL溶液2．在4℃時向100mL水中溶解了22.4LHCl氣體（標(biāo)準(zhǔn)狀況下測得）后形成的溶液。下列說法中正確的是（）A．該溶液物質(zhì)的量濃度為10mol·L－1B．該溶液物質(zhì)的量濃度因溶液的密度未知而無法求得C．該溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)因溶液的密度未知而無法求得D．所得溶液的體積為22.5L3．某位同學(xué)配制一定物質(zhì)的量濃度的NaOH溶液時，造成所配溶液濃度偏高的原因是（）A．所用NaOH已經(jīng)潮解B．向容量瓶中加水未到刻度線C．有少量NaOH溶液殘留在燒杯里D．用帶游碼的托盤天平稱2.4gNaOH時誤用了“左碼右物”方法4．用lkg溶劑中所含溶質(zhì)的物質(zhì)量來表示的溶液濃度叫做質(zhì)量物質(zhì)的量濃度，其單位是mol/kg。5mol/kg的硫酸的密度是1.2894g/cm3，則其物質(zhì)的量濃度是：() A．3.56mol·L－1 B．5.23mol·L－1 C．4.33mol·L－1 D．5.00mol·L－15．一定量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為14%的氫氧化鉀溶液，若將其蒸發(fā)掉50g水后，其溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)恰好擴(kuò)大一倍，體積變?yōu)?2.5mL，則濃縮后溶液的物質(zhì)的量濃度為：（）Ａ．2.2mol/LＢ．４mol/LＣ．５mol/LＤ．6.25mol/L

6．在100g濃度為18mol/L、密度為ρ(g/cm3)的濃硫酸中加入一定量的水稀釋成9mol/L的硫酸，則加入的水的體積為（）A．小于100mLB．等于100mLC．大于100mLD．等于100/ρmL7．已知25％氨水的密度為0.91g/cm3，5％氨水的密度為0.98g/cm3，若將上述兩溶液等體積混合，所得氨水溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是（）A．等于15％B．大于15％C．小于15％D．無法估算8．300mL某濃度的NaOH溶液中含有60g溶質(zhì)?，F(xiàn)欲配制1mol·L－1NaOH溶液，應(yīng)取原溶液與蒸餾水的體積比約為（）A．1∶4B．1∶5C．2∶1D．2∶39．質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98％，18.4mol/L的濃硫酸用水稀釋至49％。則其物質(zhì)的量濃度________9.2mol/L(填“大于”“小于”“等于”)。10．用98％的濃H2SO4(ρ＝1.84g/mL)配制1∶5的稀硫酸(ρ＝1.19g/mL)，求這種硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)和物質(zhì)的量濃度。11．常溫下，將20.0g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為14.0％的硝酸鉀溶液跟30.0g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為24.0％的硝酸鉀溶液混合，得到密度為1.15g/ml的混合溶液。試計算：（1）該混合后的溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。（2）該混合后的溶液的物質(zhì)的量濃度。（3）在1000g水中需要溶解多少摩爾的硝酸鉀才能使其濃度恰好與上述混合后溶液的濃度相等。研究生課程考試成績單（試卷封面）院系能源與環(huán)境學(xué)院專業(yè)動力工程與工程熱物理學(xué)生姓名張三學(xué)號課程名稱化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)授課時間20年3月至20年6月周學(xué)時36學(xué)分2.0簡要評語考核論題總評成績備注任課教師簽名：日期：注：1.以論文或大作業(yè)為考核方式的課程必須填此表，綜合考試可不填?！昂喴u語”欄缺填無效。2.任課教師填寫后與試卷一起送院系研究生秘書處。3.學(xué)位課總評成績以百分制計分。第一部分1.簡答題 （1）簡述化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)與化學(xué)反應(yīng)熱力學(xué)、化學(xué)反應(yīng)工程的關(guān)系。答：化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)與化學(xué)反應(yīng)熱力學(xué)是綜合研究化學(xué)反應(yīng)規(guī)律的兩個不可缺少的重要組成部分。由于二者各自的研究任務(wù)不同，研究的側(cè)重而不同，因而化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)與化學(xué)反應(yīng)熱力學(xué)既有顯著的區(qū)別又互有聯(lián)系?；瘜W(xué)反應(yīng)熱力學(xué)特別是平衡態(tài)熱力學(xué)是從靜態(tài)的角度出發(fā)研究過程的始態(tài)和終態(tài)，利用狀態(tài)函數(shù)探討化學(xué)反應(yīng)從始態(tài)到終態(tài)的可能性，即變化過程的方向和限度，而不涉及變化過程所經(jīng)歷的途徑和中間步驟。所以，化學(xué)反應(yīng)熱力學(xué)不考慮時間因素，不能回答反應(yīng)的速率歷程。因此，即使一個反應(yīng)在熱力學(xué)上是有利的，但如果在動力學(xué)上是不利的，則此反應(yīng)事實上是不能實現(xiàn)的。因此，要開發(fā)一個新的化學(xué)過程，不僅要從熱力學(xué)確認(rèn)它的可能性，還要從動力學(xué)方面研究其反應(yīng)速率和反應(yīng)機(jī)理，二者缺一不可。從研究程序來說，化學(xué)反應(yīng)熱力學(xué)研究是第一位的，熱力學(xué)確認(rèn)是不可能的反應(yīng)，也就沒有必要再進(jìn)行動力學(xué)的研究。顯然只有對熱力學(xué)判定是可能的過程，才有進(jìn)行動力學(xué)研究的必要條件。（2）簡述速控步、似穩(wěn)態(tài)濃度法、似平衡濃度法的適用條件及其應(yīng)用。答：速控步：連續(xù)反應(yīng)的總反應(yīng)的速率決定于反應(yīng)速率常數(shù)最小的反應(yīng)步驟——最難進(jìn)行的反應(yīng)，稱此為決定速率的步驟。此結(jié)論也適應(yīng)于一系列連續(xù)進(jìn)行的反應(yīng)；而且要滿足一個條件即反應(yīng)必須進(jìn)行了足夠長的時間之后。似穩(wěn)態(tài)濃度法：是對于不穩(wěn)定中間產(chǎn)物的濃度的一種近似處理方法，視之近似看作不隨時間變化，不僅常用于連續(xù)反應(yīng)，對于其他類似的反應(yīng)只要中間物不穩(wěn)定，也可適用。似平衡濃度法：在一個包括有可逆反應(yīng)的連續(xù)反應(yīng)中，如果存在速控步，則可以認(rèn)為其他各反應(yīng)步驟的正向、逆向間的平衡關(guān)系可以繼續(xù)保持而不受速控步影響，且總反應(yīng)速率及表觀速率常數(shù)僅取決于速控步及它以前的反應(yīng)步驟，與速控步以后的各步反應(yīng)無關(guān)。對于綜合反應(yīng)進(jìn)行簡化處理的方法有：①對于平行反應(yīng)，總反應(yīng)速率由快步反應(yīng)確定；②對于連續(xù)反應(yīng)，總反應(yīng)速率由慢步反應(yīng)確定，一般把中間物質(zhì)視為不穩(wěn)定化合物，采用似穩(wěn)態(tài)濃度法處理；③對于可逆反應(yīng)，總反應(yīng)速率即為凈反應(yīng)速率，由正、逆反應(yīng)速率確定，在反應(yīng)進(jìn)行足夠長時間后，假定反應(yīng)達(dá)到平衡，采用似平衡法處理。（3）簡述平行反應(yīng)、連續(xù)反應(yīng)、可逆反應(yīng)、自催化反應(yīng)的主要反應(yīng)動力學(xué)特征。答：平行反應(yīng)：若某一組作為反應(yīng)產(chǎn)物同時參加兩個或兩個以上基元反應(yīng)時，此復(fù)雜反應(yīng)稱為平行反應(yīng)。主要特征如下：①平行反應(yīng)速率取決于快步反應(yīng)；②平行反應(yīng)表現(xiàn)活化能量，其所含諸反應(yīng)的微分活化能對反應(yīng)速率常數(shù)的帶權(quán)平均值；③高溫時，表現(xiàn)反應(yīng)速率常數(shù)與活化能均由指前因子和活化能都較小的反應(yīng)來確定；④平行反應(yīng)中計量方程的反應(yīng)物部分相同，且反應(yīng)級數(shù)也相同，則產(chǎn)物量之比等于反應(yīng)速率常數(shù)之比，即反應(yīng)過程中各產(chǎn)物數(shù)量之比恒定，可適當(dāng)選擇催化劑或調(diào)節(jié)溫度提高目標(biāo)產(chǎn)物的數(shù)量；不同級次平行反應(yīng)，隨時間推移對低級次反應(yīng)有利；多組元平行反應(yīng)中，選擇性大小將同時決定于各反應(yīng)速率常數(shù)和所用組元的相對量。連續(xù)反應(yīng)：若某一組元一方面作為某基元反應(yīng)的產(chǎn)物生成，同時又作為另外基元反應(yīng)的反應(yīng)物而消耗且不再生，此稱為連續(xù)反應(yīng)。一級連續(xù)反應(yīng)的特征有：①總反應(yīng)速率決定于反應(yīng)速率最小的反應(yīng)步驟，即速控步；②連續(xù)反應(yīng)中有不穩(wěn)定中間產(chǎn)物生成可采用似穩(wěn)態(tài)濃度法?？赡娣磻?yīng)：正逆反應(yīng)都以顯著速度進(jìn)行的反應(yīng)。主要特征如下：①凈反應(yīng)速率等于正逆反應(yīng)之差，當(dāng)平衡時，凈反應(yīng)速率為零；②反應(yīng)平衡常數(shù)為正逆反應(yīng)速率常數(shù)之比，取決于溫度；③對于可逆吸熱反應(yīng)，升高溫度，平衡常數(shù)增大，平衡正向移動，對于可逆放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡常數(shù)減小，平衡反向移動；④反應(yīng)物或產(chǎn)物濃度對正逆反應(yīng)速率均有影響，但不能改變平衡常數(shù)；⑤反應(yīng)程度受反應(yīng)熱力學(xué)平衡條件限制。自催化反應(yīng)：指的是反應(yīng)產(chǎn)物本身具有催化作用能加速反應(yīng)的進(jìn)行。主要特征如下：①反應(yīng)速率同時受反應(yīng)物濃度及產(chǎn)物濃度的影響；②自催化反應(yīng)必須加入微量產(chǎn)物才能啟動，在反應(yīng)初始階段有一個速率由小到大的啟動過程；③自催化反應(yīng)過程中會有一個最大反應(yīng)速率出現(xiàn)。（4）簡述氣液反應(yīng)的類型及其動力學(xué)特征。答：氣液反應(yīng)有以下類型：①極慢反應(yīng)過程：氣相組分由氣相主體向氣液相界面的擴(kuò)散速率及由相界面向液相主體的擴(kuò)散速率遠(yuǎn)大于該組分的反應(yīng)消耗速率，以致可以忽略該組分在氣液膜中的傳質(zhì)阻力，整個過程由化學(xué)反應(yīng)過程步驟控制。②慢反應(yīng)過程：氣相組分由氣相主體向氣液相界面的擴(kuò)散速率及由相界面向液相主體的擴(kuò)散速率遠(yuǎn)大于該組分的反應(yīng)消耗速率，但尚未達(dá)到可以忽略該組分在氣液膜中的傳質(zhì)阻力的程度，化學(xué)反應(yīng)主要在液相主體發(fā)生，可忽略液膜內(nèi)的反應(yīng)。③中速反應(yīng)：反應(yīng)在液膜及液相主體中均有發(fā)生，即不可忽略液膜內(nèi)的反應(yīng)。④快速反應(yīng)：反應(yīng)在液膜中進(jìn)行，氣相組份在液膜內(nèi)已完全消耗掉，液相主體中沒有氣相主體，可以忽略液相主體中進(jìn)行的反應(yīng)。⑤瞬時反應(yīng)：氣液反應(yīng)速率遠(yuǎn)大于反應(yīng)組份在氣液兩側(cè)膜內(nèi)的傳質(zhì)速率，以致在液膜內(nèi)反應(yīng)組分不能共存，反應(yīng)在液膜內(nèi)的某個面上進(jìn)行，反應(yīng)面在液膜內(nèi)的位置取決于氣相組份分壓、液相組份濃度。（5）簡述在氣固反應(yīng)動力學(xué)實驗研究中，如何消除內(nèi)、外擴(kuò)散的影響。答：先要進(jìn)行預(yù)實驗，確定合適的氣流速度，固相催化劑粒徑不等，第一步先進(jìn)行內(nèi)擴(kuò)散消除實驗，對不同粒徑大小的催化劑進(jìn)行反應(yīng)動力學(xué)研究，取反應(yīng)速率最大的相應(yīng)粒徑，即消除內(nèi)擴(kuò)散影響；采用內(nèi)擴(kuò)散消除實驗所確定的固相粒徑在不同進(jìn)氣流速下進(jìn)行外擴(kuò)散消除實驗，取最大反應(yīng)速率相應(yīng)進(jìn)氣流速即可消除外擴(kuò)散的影響。2．（1）試設(shè)計采用熱天平研究煤氣化反應(yīng)或煤燃燒反應(yīng)動力學(xué)參數(shù)的實驗方法。解：煤氣化反應(yīng)的主要步驟：用熱重法測定反應(yīng)動力學(xué)參數(shù)，設(shè)置時間間隔是△t=0.5min，記下熱重儀的讀數(shù)：t/min00.511.522.5熱重儀讀數(shù)x0x1x2x3x4x5通過改變水蒸氣流量，得到不同的水蒸氣反應(yīng)濃度c1、c2、c3。當(dāng)流量不同時，反應(yīng)器中速率不同。分別測三個濃度下熱重儀讀數(shù)隨時間的變化，根據(jù)煤質(zhì)量減少判斷水蒸氣濃度的減少，利用分?jǐn)?shù)壽期法計算反應(yīng)級數(shù)：，令.取對數(shù)得：作圖lgC(0)—lg(t0)由直線的斜率求得n。，，求得lgr=lgk+nlgC，以lgr對lgC作圖，得一直線斜率為n，截距為lgk。3.結(jié)合具體實例，試從反應(yīng)步驟、反應(yīng)物濃度分布、反應(yīng)動力學(xué)的實驗與理論研究方法等方面對比分析氣固催化、氣固非催化反應(yīng)的動力學(xué)特征。解：(1)氣固催化反應(yīng)：是指氣體在固體催化劑上進(jìn)行的催化反應(yīng)。反應(yīng)步驟：①反應(yīng)物分子從氣體主體向固體外表面擴(kuò)散；②反應(yīng)組分從固體表面向內(nèi)表面擴(kuò)散；③擴(kuò)散到固體表面的反應(yīng)物分子被固體表面吸附；④被吸附的反應(yīng)物分子在固體表面發(fā)生反應(yīng)，生成被固體表面吸附的產(chǎn)物；⑤反應(yīng)產(chǎn)物在固體表面脫附；⑥反應(yīng)產(chǎn)物從固體內(nèi)表面向外表面擴(kuò)散；⑦反應(yīng)產(chǎn)物從固體外表面向氣體主題擴(kuò)散?；咎卣鳎孩俅呋瘎┑拇嬖诟淖兞朔磻?yīng)途徑；②催化劑只能改變達(dá)到平衡的時間，不能改變反應(yīng)物系最終能達(dá)到的平衡狀態(tài)；③催化劑具有選擇性穩(wěn)定狀態(tài)下，氣相組分由主體到外表面的傳質(zhì)速率等于其轉(zhuǎn)化速率。氣固催化反應(yīng)過程往往由吸附、反應(yīng)和脫附過程串連組成。因此動力學(xué)方程式推導(dǎo)方法，可歸納為如下幾個步驟：假定反應(yīng)機(jī)理，即確定反應(yīng)所經(jīng)歷的步驟；決定速率控制步驟，該步驟的速率即為反應(yīng)過程的速率；由非速率控制步驟達(dá)到平衡，列出吸附等溫式；如為化學(xué)平衡，則列出化學(xué)平衡式；將上列平衡關(guān)系得到的等式，代入控制步驟速率式，并用氣相組分的濃度或分壓表示，即得到動力學(xué)表達(dá)式。(2)氣固非催化反應(yīng)氣固非催化反應(yīng)與氣固催化反應(yīng)的最大區(qū)別在于：催化反應(yīng)中固體催化劑雖然參與反應(yīng)，但從理論上講催化劑并不消耗或變化；而在氣固非催化反應(yīng)中，固體物料則直接參與反應(yīng)，并轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物。根據(jù)氣固非催化反應(yīng)的特征，經(jīng)過合理簡化，有兩種常用而簡單的流固相反應(yīng)模型：(i)整體反應(yīng)模型：整體反應(yīng)模型設(shè)想氣體同時進(jìn)入整個顆粒，并在顆粒內(nèi)部各處同時進(jìn)行反應(yīng)，因此在反應(yīng)過程中，整個固體顆粒連續(xù)發(fā)生變化，反應(yīng)終了，固體顆粒全部消失，或變?yōu)樾碌墓滔喈a(chǎn)物。反應(yīng)過程如圖a所示。圖a整體反應(yīng)模型圖b收縮未反應(yīng)芯模型(ii)收縮未反應(yīng)芯模型：簡稱縮芯模型。即氣體在固體表面發(fā)生反應(yīng)，然后由表及里，反應(yīng)面不斷由顆粒外表面移至中心，未反應(yīng)芯逐漸縮小，反應(yīng)終了，如產(chǎn)物僅為流體，則固體顆粒消失；若產(chǎn)物為固體或殘留惰性物料，則固體顆粒大小不變。反應(yīng)過程如圖b所示。大多數(shù)氣固非催化反應(yīng)比較接近縮芯模型，尤其是在固體反應(yīng)物無孔或孔徑很小，反應(yīng)速率很快而擴(kuò)散相對較慢時，更適用這一模型。上述二種模型是氣固非催化反應(yīng)的兩種理想情況，實際過程往往介于兩者之間，固體結(jié)構(gòu)等因素會影響反應(yīng)與擴(kuò)散相對速率的大小，因此固體顆粒內(nèi)的反應(yīng)過程變得復(fù)雜化，已有一些模型可以更好地描述實際反應(yīng)過程，例如：有限厚度反應(yīng)模型，微粒模型，單孔模型等。由于有固體產(chǎn)物，所以固體顆粒大小在反應(yīng)過程中不變。假定符合收縮未反應(yīng)芯模型，反應(yīng)步驟如下：①氣體反應(yīng)物A由氣流主體通過氣膜擴(kuò)散到固體顆粒外表面；②反應(yīng)物A由顆粒外表面通過產(chǎn)物層擴(kuò)散到收縮未反應(yīng)芯的表面；③反應(yīng)物A與固體反應(yīng)物B進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)；④氣體產(chǎn)物F通過固體產(chǎn)物層內(nèi)孔擴(kuò)散到顆粒外表面；⑤氣體產(chǎn)物F由顆粒外表面通過氣膜擴(kuò)散到氣流主體。對氣固非催化反應(yīng)來說，固體顆粒在整個反應(yīng)過程中始終保持著它的個體，因而可以把每一個顆?？醋饕粋€間歇的小反應(yīng)器。固體顆粒在規(guī)定的濃度（分壓）和溫度條件下，其反應(yīng)轉(zhuǎn)化率必定由反應(yīng)時間決定，可以實際測定固體轉(zhuǎn)化率或殘余濃度與反應(yīng)時間之間的關(guān)系，得到或式中（Cb）j——組分j在流體主體中的濃度；xB——固體轉(zhuǎn)化率，；t——反應(yīng)時間；Rc——顆粒未反應(yīng)芯半徑；Rs——固體反應(yīng)前半徑。以上兩式實際上是宏觀動力學(xué)方程的積分式，如將上式進(jìn)行數(shù)值積分，則可以得到微分形式的動力學(xué)方程式，即這就是氣固非催化反應(yīng)的表觀動力學(xué)方程。4.在某固體催化劑的表面發(fā)生如下的氣相反應(yīng)：若反應(yīng)按如下機(jī)理進(jìn)行：（1）（2）（3）（4）（5）試推導(dǎo)在下述各情況下的反應(yīng)動力學(xué)方程，并繪出各情況下的初始反應(yīng)速率r0和總壓Pt的關(guān)系曲線：步驟（1）為控制步驟的理想表面反應(yīng)動力學(xué)方程；步驟（3）為控制步驟的理想表面反應(yīng)動力學(xué)方程；步驟（4）為控制步驟的理想表面反應(yīng)動力學(xué)方程；步驟（3）為控制步驟的真實表面反應(yīng)動力學(xué)方程（設(shè)A、B、R、S的吸附、脫附過程符合喬姆金吸附模型）。解：（1）步驟（1）為控制步驟，整個反應(yīng)的速率應(yīng)等于A的吸附速率：其余步驟均達(dá)到平衡，第3步表面反應(yīng)達(dá)到平衡時，可得式中，，kSR是表面反應(yīng)平衡常數(shù)。反應(yīng)的速率方程：（2）步驟（3）為控制步驟，根據(jù)質(zhì)量作用定律可寫出該步的速率表達(dá)式，并作為整個反應(yīng)的速率：其余各步均達(dá)到平衡，所以，，，式中，，，.若代入以上各式，則又代入可得：（3）步驟（4）為控制步驟，整個反應(yīng)的速率應(yīng)等于R的脫附速率：未覆蓋率：脫附控制時反應(yīng)速率方程是：式中（4）符合喬姆金吸附機(jī)理，可知根據(jù)Elovic方程，，，以第二步為反應(yīng)速率控制步驟，表觀速率為：其中，5.在一球形顆粒中進(jìn)行如下非催化氣-固反應(yīng)，設(shè)其反應(yīng)動力學(xué)可用圖1所示的縮核模型描述，試導(dǎo)出同時考慮氣膜擴(kuò)散阻力、灰層（產(chǎn)物層）擴(kuò)散阻力及表面反應(yīng)阻力時的反應(yīng)時間t與固體反應(yīng)物B轉(zhuǎn)化率xB間的關(guān)系式（A在氣相主體、固體外表面、反應(yīng)面的濃度分別用CAg、CAS、CAC表示，固體B的初始濃度為CS0）。解：⑴考慮氣膜擴(kuò)散阻力：此時固體表面上氣體反應(yīng)組分的濃度可當(dāng)作為零，反應(yīng)期間是恒定的，按單個顆粒計的傳質(zhì)速率為：如固體中B的密度為，顆粒體積為，則顆粒中B的量為。由于固體物質(zhì)B的減少表現(xiàn)為未反應(yīng)核的縮小，故將上兩式聯(lián)合，可得未反應(yīng)核半徑的變化式為利用邊界條件：，積分，得在上式中令，即可求出，轉(zhuǎn)化率可以用來表示：⑵考慮灰層擴(kuò)散阻力：A的反應(yīng)速率可以它在灰層內(nèi)任意半徑（r）處的擴(kuò)散速率來表示，即在定常態(tài)下：式中是A在灰層內(nèi)的擴(kuò)散系數(shù)。灰層從R積分到，得故以B的轉(zhuǎn)化率表示，則為⑶考慮表面反應(yīng)阻力：取未反應(yīng)核的單位面積為反應(yīng)速率定義的基準(zhǔn)，則對上式積分，得由此得6.結(jié)合環(huán)境污染物治理或動力工程與工程熱物理的具體實例，敘述反應(yīng)動力學(xué)（如反應(yīng)速率方程、活化能、反應(yīng)機(jī)理）的實驗研究方法。解：超臨界降解技術(shù)利用超臨界流體優(yōu)異的擴(kuò)散性能和溶解性能，具有加快聚苯乙烯降解速率，提高反應(yīng)轉(zhuǎn)化率，抑制結(jié)炭等優(yōu)點。聚苯乙烯降解是典型的自由基降解過程，自由基降解由鏈斷裂、鏈解聚和鏈終止反應(yīng)組成，此外，還伴隨著鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)。由于超臨界甲苯降解聚苯乙烯在均相環(huán)境中進(jìn)行，大大減小了擴(kuò)散和溫度不均對降解基元反應(yīng)的影響。反應(yīng)速率方程：(1)自由基濃度：體系內(nèi)存在不同類型的自由基，鏈斷裂和鏈終止反應(yīng)方程為根據(jù)穩(wěn)態(tài)假定，降解體系穩(wěn)定后，自由基濃度保持不變(2)鏈長為k的聚苯乙烯反應(yīng)速率方程，根據(jù)反應(yīng)機(jī)理，鏈長為k的聚苯乙烯由分子量更大的聚苯乙烯或自由基得到，鏈長為n的聚苯乙烯生成鏈長為k的聚苯乙烯速率方程如下：分子外鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)β斷鏈反應(yīng)端基自由基鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)Pn的反應(yīng)速率方程根據(jù)穩(wěn)態(tài)假定,體系內(nèi)[Rtn]保持不變整理可得整理得其中，分子內(nèi)鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)β-斷鍵反應(yīng)分子外鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)根據(jù)半穩(wěn)態(tài)假定,體系內(nèi)[R·tn]保持不變整理得(3)自由基反應(yīng)自由基反應(yīng)存在3個競爭反應(yīng)令聚苯乙烯降解遵循質(zhì)量守恒定律，根據(jù)以上分析，聚合度為n的聚苯乙烯降解速率用以下微分方程描述：自由基濃度關(guān)系式：在t時刻,反應(yīng)體系內(nèi)所有不同鏈長的聚苯乙烯總質(zhì)量為Xs為單體的分子量.則在t時刻,轉(zhuǎn)化率可以用式表達(dá)求解微分方程在計算機(jī)上運用Matlab610進(jìn)行數(shù)值計算.為了進(jìn)行數(shù)值計算,需要給定聚苯乙烯初始分子量分布.用Schultz最可幾分布模擬初始聚苯乙烯分子量分布。7.設(shè)反應(yīng)2A+B=2D的反應(yīng)歷程為（1）快（2）快（3）慢試：（1）確定反應(yīng)速率方程；（2）確定總反應(yīng)活化能與各基元步驟活化能的關(guān)系（注：可通過分析k3[B]、k2的相對大小確定）。解：（1）（2）當(dāng)[B]較小時，k3[B]<<k2當(dāng)[B]較大時，k3[B]>>k28.采用25℃的NaOH水溶液吸收空氣中CO2，反應(yīng)過程屬瞬間反應(yīng)CO2+2OH-=H2O+CO32-已知吸收溫度為25℃時，CO2在空氣和水中的傳質(zhì)數(shù)據(jù)如下：kAG=0.789mol/(h·m2·kPa)、kAL=25L/(h·m2)、HA=3039.9kPa·L/mol，設(shè)DAL=DBL試計算：（1）當(dāng)pCO2=1.0133kPa，CNaOH=2mol/L時的吸收速率；（2）當(dāng)pCO2=20.244kPa，CNaOH=0.2mol/L時的吸收速率；（3）它們與純水吸收CO2相比較，吸收速率加快了多少倍？解：CO2+2OH-=H2O+CO32-(A)(B)ν=2由于該反應(yīng)為瞬時反應(yīng)（1）（2）（3）純水吸收CO2，二氧化碳微溶于水反應(yīng)比較緩慢。9.一氧化碳與水蒸氣在鐵催化劑上的氣-固相催化反應(yīng)符合如下機(jī)理：(1)(2)(3)試分別推導(dǎo)CO吸附（式1）、表面化學(xué)反應(yīng)（式2）、CO2脫附（式3）為控制步驟時的理想表面反應(yīng)動力學(xué)方程（CO吸附、CO2脫附均符合Langmuir吸附模型）。解：以CO吸附為控制步驟時，r=rCO，rS=0，rCO2=0解得以表面化學(xué)反應(yīng)為控制步驟時，r=rS，rCO=0，rCO2=0解得以CO2脫附為控制步驟時，r=rCO2，rCO=0，rS=0解得10.簡答和計算題：（1）與非催化反應(yīng)相比，催化反應(yīng)有那些共同特征？（2）舉例說明復(fù)相催化劑的組成及其作用；（3）已知酶催化反應(yīng)：，問：①該反應(yīng)的米氏常數(shù)KM是多少？②當(dāng)反應(yīng)速率r分別為最大反應(yīng)速率rmax的1/2和10/11時，底物的濃度CS是多少？解：（1）與非催化反應(yīng)相比，催化反應(yīng)有以下八點共同特征：①存在少量催化劑即可顯著改變反應(yīng)速率；②催化劑的催化作用近似與其加入量成正比，即k表=k0+kcC；③對于可逆反應(yīng)，催化劑只能改變達(dá)到平衡的時間，而不能改變達(dá)到平衡狀態(tài)；④催化劑只能加速熱力學(xué)所允許的反應(yīng)，而不能“引起”熱力學(xué)所不允許的反應(yīng)發(fā)生；⑤催化劑可改變反應(yīng)機(jī)理，導(dǎo)致反應(yīng)速率發(fā)生顯著變化，但其數(shù)量、化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)終了時不發(fā)生改變；⑥催化劑可與反應(yīng)物之一作用生成活潑的中間絡(luò)合物，然后釋放出催化劑；⑦催化劑對反應(yīng)過程有良好的選擇性；⑧在催化反應(yīng)體系中，加入少量雜質(zhì)?？蓮?qiáng)烈影響催化性能。（2）復(fù)相催化劑本身不是一個分子或離子，而是整個固體表面。如在合成氨的催化反應(yīng)中，催化劑是由金屬鐵、Al2O2和K2O組合而成的多組分混合體，其中鐵是主催化劑，若催化劑中沒有鐵，將沒有催化活性。Al2O2和K2O是助催化劑，催化劑中有了這兩種物質(zhì)，可以顯著提高催化劑活性，延長催化劑的壽命。有些復(fù)相催化劑含有兩種都具有催化作用的物質(zhì)，但是各自的催化活性不同，則活性大的為主催化劑，活性小的是共催化劑。比如在水分解成H2和O2的反應(yīng)過程中使用的復(fù)相催化劑是由氮化鎵和氧化鋅的固體溶液與納米尺寸的共催化劑顆粒組成，H2可在共催化劑作用下產(chǎn)生，而O2可在GaN-ZnO表面產(chǎn)生。助催化劑本身無催化活性，但是在催化劑中添加少量的助催化劑即能顯著改進(jìn)催化劑的性能，比如鈰和釷均不是催化反應(yīng)的催化劑，但是催化劑鎳上附加0.5%的鈰或釷，能使CO2氫化成CH4的作用加快10倍，這里鈰和釷就是助催化劑。助催化劑對催化劑的影響有一下幾個方面：①增大活性；②保持催化劑的高活性，延長其使用壽命；③提高催化劑的選擇性。有些催化劑使用過程中還需要將其吸附在具有多孔性結(jié)構(gòu)的合適載體上。常用的載體有浮石、石棉纖維、氧化物、金屬和耐火材料。比如乙烯氧化制備環(huán)氧乙烷催化劑中的銀就是負(fù)載在α-Al2O3上的。載體的影響有：①節(jié)省催化劑；②增加催化劑的機(jī)械穩(wěn)定性；③提高催化劑的分散度，增大其表面積；④適宜的載體可提高催化劑的熱穩(wěn)定性；⑤可抑制催化劑的熔結(jié)和重結(jié)晶，提高催化劑的活性及壽命；⑥使催化劑在載體上的相鄰分子發(fā)生變形，有利于分子的極化作用，增加催化劑的活性；⑦適宜的載體可代替催化劑優(yōu)先與毒物作用，提高催化劑的抗毒性。（3）米氏常數(shù)：。由Michael-Menten方程重排后可得方程：當(dāng)時，可得CS=KM=4×10-5mol-1·dm-3。當(dāng)時，可得CS=10KM=4×10-4mol-1·dm-3。第二部分1.結(jié)合2個以上具體實例，敘述環(huán)境工程或熱能工程中的化學(xué)反應(yīng)技術(shù)（如廢水、廢氣中污染物的反應(yīng)治理技術(shù)，化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)在燃料燃燒、煤氣化中的應(yīng)用等）。答：（一）化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)在秸稈類生物質(zhì)熱解特性方面的應(yīng)用由于秸稈組成中纖維素、半纖維素、木質(zhì)素等主要的有機(jī)大分子成分結(jié)構(gòu)復(fù)雜和多元性,熱解反應(yīng)比較復(fù)雜,在熱解過程包括許多串行和并行的化學(xué)過程,反應(yīng)過程較為復(fù)雜。熱解的反應(yīng)速度是升溫速率、加熱溫度及熱解產(chǎn)物的函數(shù)。根據(jù)化學(xué)反應(yīng)中的質(zhì)量守恒定律、Arreheniu方程以及微商法,確定熱解過程中的總包反應(yīng)為:則式(2)可表示為:Y=b+aX(3)b——截距,a——直線的斜率在上述反應(yīng)中,對于給定物種,在相同的升溫速率下頻率因子A與表觀活化能是一定的,反應(yīng)級數(shù)n需根據(jù)實驗數(shù)據(jù)確定。n的求取可從試樣在各個升溫速率的熱解曲線中的TG及DTG曲線分別獲取各溫度T時的熱解速率(-dc/dt)及此時的c值,假定某一n值,進(jìn)行試算,直到假設(shè)的n值能使對的函數(shù)Y=f(X)最接近直線規(guī)律為止,則認(rèn)為此時的n,a,b值滿足要求。計算結(jié)果表明n=1.0時,利用實驗數(shù)據(jù)整理得到的方程(3)線性情況最好,表明秸稈類生物質(zhì)的熱解反應(yīng)可視為一級反應(yīng);此方程較明晰,對于秸稈類生物質(zhì)動力學(xué)的進(jìn)一步研究將起重要的作用。根據(jù)n=110時求得的a,b值,即可求得反應(yīng)的表觀活化能E和頻率因子A,表3為玉米秸和麥秸在不同升溫速率下的E,A值。玉米秸和麥秸的熱解反應(yīng)的表觀活化能較低,這說明秸桿類生物質(zhì)的熱解反應(yīng)較易進(jìn)行。（二）秸稈及其主要組分的催化熱解的化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)研究初始質(zhì)量為的樣品在程序升溫下發(fā)生分解反應(yīng)．在某一時間t，質(zhì)量變?yōu)閙，則其分解速率可表示為：式中：為分解程度；m∞為不能分解的殘余物質(zhì)量；β為升溫速率；E為反應(yīng)活化能；A一為指前因子；R為氣體常數(shù)；T為熱力學(xué)溫度；n為反應(yīng)級數(shù)．將式(1)分離變量積分整理并取近似值可得到:對一般的反應(yīng)區(qū)和大部分的E而言，2RT／E遠(yuǎn)小于1，可以看作為常數(shù)。因此，當(dāng)n=1時，當(dāng)n不等于1時，如果選定的n值正確，則能得到一條直線，通過直線斜率-E／R和截矩可求E和A值。（三）甲基纖維素、蔗渣和花生殼熱解動力學(xué)研究采用coats一Redfem積分法研究三種生物質(zhì)的動力學(xué)規(guī)律初始質(zhì)量為m0的樣品在程序升溫下發(fā)生分解反應(yīng),在某一時間t,質(zhì)量變?yōu)閙,其分解反應(yīng)速率可表示為:其中,a為轉(zhuǎn)化率,定義式為:a=(m-m0)/(mF-m0)。這里,mF為不能分解的殘余物質(zhì)量;p為升溫速率;E為反應(yīng)活化能;A為指前因子;R為氣體常數(shù);T為反應(yīng)溫度。假設(shè)，n為反應(yīng)級數(shù)。將第一個方程積分整理并取近似值可以得到：對一般的反應(yīng)溫區(qū)以及大部分的E而言，2RT/E遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于1，可以看作常數(shù)。因此，若n值選定正確,則可由實驗數(shù)據(jù)按上面兩式擬合得到一條直線，再由擬合直線的斜率-E/R和截距分別求表觀活化能E和指前因子A。2.CO2導(dǎo)致的溫室效應(yīng)以引起國際社會的廣泛關(guān)注，CO2的捕集和封存（CO2captureandsequestrate.CCS）是目前國內(nèi)外研究的熱點，其中不少涉及化學(xué)反應(yīng)的手段（如化學(xué)吸收、鈣基礦物及固體廢棄物碳酸化固定、化學(xué)鏈燃燒、熱鉀堿法、化學(xué)吸附法等），敘述化學(xué)反應(yīng)技術(shù)在CCS中的運用（工作原理、工作路線、反應(yīng)式、反應(yīng)前景等）。答：1CCS簡介碳捕捉與封存(CCS)是指將CO2從工業(yè)或者相關(guān)能源生產(chǎn)過程中分離出來,運輸?shù)揭粋€封存地點,并且長期與大氣隔絕的一個過程。一個完整的CCS過程(系統(tǒng))由CO2捕捉、CO2運輸和CO2封存三個部分(環(huán)節(jié))組成,如圖3-1所示。圖1CCS全流程示意圖(來源:CO2CRC,2012)2CO2捕捉技術(shù)分析CO2捕捉指將CO2從化石燃料燃燒產(chǎn)生的煙氣中分離出來,并將其壓縮至一定壓力。目前針對電廠的CO2捕捉方式有燃燒后捕捉、燃燒前捕捉、富氧燃燒捕捉和其他捕捉方式。2.1燃燒后脫碳所謂燃燒后脫碳是指采用適當(dāng)?shù)姆椒ㄔ谌紵O(shè)備后，如電廠的鍋爐或者燃?xì)廨啓C(jī)，從排放的煙氣中脫除CO2的過程，這種技術(shù)的主要