内扩散影响程度实验研究 请考虑在一直径为1.8cm的球形催化剂颗粒上进行的一级反应A→P。实验数据列于下表：
催化剂,球形,颗粒
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内扩散影响程度实验研究
请考虑在一直径为1.8cm的球形催化剂颗粒上进行的一级反应A→P。实验数据列于下表：
T(℃) | cA(mol/m3) | R(mol/(m3·h)) |
13 | 100 | 270 |
30 | 5 | 100 |
72 | 1 | 400 |
97 | 0.1 | 110 |
127 | 0.01 | 30 |
上表中cA为A在气相的浓度。已知外扩散的阻力很小，可以忽略不计，因此cA也等于A在催化剂颗粒外表面上的浓度。
(1)试根据上述实验数据确定，温度在什么区域内扩散对总反应过程起控制作用。
(2)求反应的活化能。
-
A→P
所以
由已知条件可以列出下表：
T(K) cA(mol/m3) R(mol/(m3·h)) overline{k}(h^{-1}) 1/T(K-1) lnoverline{k} 286 100 270 2.7 3.5×10-3 0.9933 303 5 100 20 3.3×10-3 2.9957 345 1 400 400 2.9×10-3 5.9915 370 0.1 110 1100 2.7×10-3 7.0031 400 0.01 30 3000 2.5×10-3 8.0064
以对1/T作图得到两条直线，见图8-1。显然当温度高于303K时，内扩散将对总反应过程起限制作用。
$活化能可由两个较低温度下的实验点求得。其结果为：
E=R(气体常数)×斜率=8.314×10000=83.0kJ/mol