综合题

分析反应动力学过程：A（s）+B（g）=AB（g）。设气体 B、AB 的相内本体浓度分别为 cB、cAB；B、AB 的传质系数分别为β_B、β_AB；界面反应为一级可逆，且其平衡常数为 K，正反应速率常数为 k+，逆反应速率常数为 k-。

问答题

一般用哪种动力学模型处理该过程较为合理？请依据该模型，说明动力学过程的主要组成环节。

【正确答案】

未反应核模型。反应物气体 A 在气相边界层内的外扩散；界面化学反应；生成物气体 AB 在气相边界层内的外扩散。

【答案解析】

问答题

如果某一环节单独成为限速环节，该环节所受到的阻力是最大，还是最小？

【正确答案】

最大。

【答案解析】

问答题

请推导 K 与 k+及 k-的关系式。

【正确答案】

对于可逆反应净反应速率：v=k_+cB-k_-cAB。当反应达到平衡时，v=k_+cB-k_-cAB=0。故 K=（cAB/cB）e=k₊/k

【答案解析】

问答题

按准稳态原理，推导反应的总速率方程 v 的表达式（由题中已知的参数表示，要求不含 k-。推导过程中允许新引入其它参数符号，但必须标明其含义）。

【正确答案】

B 外扩散：v_B=β_B（c_B-c_B^*）；界面反应 v_C=k₊（c_B^*-c_AB*/K）；AB 外扩散：v_AB=β_AB （c_AB-c_AB^*）式中 c*为界面浓度。在准稳态下，上面三式相等，消去界面浓度，可得

【答案解析】

问答题

利用得到的总速率方程式，讨论各环节分别单独成为限制性环节的条件。

【正确答案】

【答案解析】