化学反应工程 陈甘棠 第三版 课后答案
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化学反应工程第三版课后答案化学反应工程第三版课后答案【篇一:化学反应工程第二版课后习题】> 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? 345现有如下基元反应过程,请写出各组分生成速率与浓度之间关系。
(1)a+2b?c a+c? d (2)a+2b?c b+c?d c+d→e (3)2a+2b?ca+c?d10mkmols。
现以气相分压来表示速率方程,即(?ra)=kppapb,求kp=?(假定气体为抱负气体)4 6-2-12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?若将反应速率写成?ra??dcadt,有什么条件?为什么均相液相反应过程的动力学方程试验测定采纳间歇反应器? 78反应a(g) +b(l)→c(l)气相反应物a被b的水溶液汲取,汲取后a与b生成c。
反应动力学方程为:?ra=kcacb。
由于反应物b在水中的浓度远大有一反应在间歇反应器中进行,经过8min后,反应物转化掉80%,经过18min后,转化掉90%,求表达此反应的动力学方程式。
反应2h2?2no?n2?2h2o,在恒容下用等摩尔h2,no进行试验,测得以下数据总压/mpa 半衰期/s10 考虑反应a?3p,其动力学方程为?ra??容下以总压表示的动力学方程。
11 a和b在水溶液中进行反应,在25℃下测得下列数据,试确定该反应反应级数和反应速度常数。
116.8 319.8 490.2 913.8 1188 时间/s-312 丁烷在700℃,总压为0.3mpa的条件下热分解反应:c4h10→2c2h4+h2 (a) (r)(s)起始时丁烷为116kg,当转化率为50%时?dprdnsdya,?。
dtdtdtdpadt ?0.24mpa?s?13-1-1-3-33-10.0272265 0.0326 186 0.0381 135 0.0435 104 0.0543 67求此反应的级数。
《化学反应工程》第三版(陈甘堂著)课后习题答案第二章均相反应动力学基础2-4三级气相反应2NO+O22NO2,在30℃及1kgf/cm2下反应,已知反应速率常数2kC=2.65×104L2/(mol2 s),若以rA=kppApB表示,反应速率常数kp应为何值?解:原速率方程rA=dcA2cB=2.65×104cAdt由气体状态方程有cA=代入式(1)2-5考虑反应A课所以kp=2.65×104×(0.08477×303) 3=1.564后当压力单位为kgf/cm2时,R=0.08477,T=303K。
答p p 2rA=2.65×10 A B =2.65×104(RT) 3pApBRT RTp表示的动力学方程。
解:.因,wwnAp=A,微分得RTVdaw案24网pAp,cB=BRTRT3P,其动力学方程为( rA)=dnAn=kA。
试推导:在恒容下以总压VdtVδA=3 1=21dnA1dpA=VdtRTdt代入原动力学方程整理得wdpA=kpAdt设初始原料为纯A,yA0=1,总量为n0=nA0。
反应过程中总摩尔数根据膨胀因子定义δA=n n0nA0 nA若侵犯了您的版权利益,敬请来信通知我们!Y http://.cn.co(1)mol/[L s (kgf/cm2) 3]m(1)则nA=nA01(n n0)δA1(P P0)δA(2)恒容下上式可转换为pA=P0所以将式(2)和式(3)代入式(1)整理得2-6在700℃及3kgf/cm2恒压下发生下列反应:C4H10发生变化,试求下列各项的变化速率。
(1)乙烯分压;(2)H2的物质的量,mol;(3)丁烷的摩尔分数。
解:P=3kgf/cm2,(1)课MC4H10=58,(2)w.krC2H4=2( rC4H10)=2×2.4=4.8kgf/(cm2 s)PC4H10=PyC4H101 dpC4H10= P dt2.4-1==0.8 s 3w(3)nC4H10=nyC4H10=n0(1+δC4H10yC4H10,0xC4H10)yC4H10dnH2dtdnH2dt=hdaw后n0=nC4H10,0=δC4H10rC4H10=反应开始时,系统中含C4H*****kg,当反应完成50%时,丁烷分压以2.4kgf/(cm2 s)的速率dyC4H10dt答1rCH=2.4224wdnC4H10dt案116×1000=2000mol582+1 1==21网dyC4H10=n0(1+δC4H10yC4H10,0xC4H10) dt=2000×(1+2×1×0.5)×0.8=3200 mol/s若侵犯了您的版权利益,敬请来信通知我们!Y http://.cno2C2H4+H2,dP=k[(δA+1)P0 P]=k(3P0 P)dtm(3)dpA1dP= dtδAdt2-9反应APS,( r1)=k1cA , ( r2)=k2cp,已知t=0时,cA=cA0 ,cp0=cS0=0, k1/k2=0.2。
化学反应工程陈甘棠答案化学反应工程陈甘棠答案【篇一:反应工程第五章习题答案】xt>5.1乙炔与氯化氢在hgcl2-活性炭催化剂上合成氯乙烯的反应c2h2?hcl?c2h3cl (a)(b) (c)其动力学方程式可有如下种种形式:(1) r??(papb?pc/k)/(1?kapa?kbpb?kcpc) (2)r??kakbpapb/(1?kbpb?kcpc)(1?kapa) (3)r??kapapb/(1?kapa?kbpb)(4) r??kbpapb/(1?kbpb?kcpc)2试说明各式所代表的反应机理和控制步骤。
解:(1)aa?bb?a??b??c (控制步骤)c??c??(2)a??1?a?1b??2?b?2a?1?b?2?c?2??1(控制步骤)c?1?c??1(3)aa?bb?a??b?c?? (控制步骤)(4)bb?a?b??c? (控制步骤)c??c??5.2 在pd-al2o3催化剂上用乙烯合成醋酸乙烯的反应为c2h4?ch3cooh?12实验测得的初速率数据如下[功刀等,化工志,71,2007(1968).] 115℃, pacoh?200mmhg,po?92mmhg。
2pc2h4(mmhg)r0?10(mol/hr?g催化剂)570 100 195 247 315 4653.94.4 6.0 6.6 7.255.4注:1mmhg=133.322pa如反应机理设想为acohacoh?c2h4c2h4?acoh?c2h4?hc2h4oaco2?2??2o?hc2h4oac??o??c2h3oac??h2o? (控制步骤)c2h3oac??c2h3oac??h2o? ?h2o+?试写出反应速率并检验上述部分数据能与之符合否。
解:c2h4?ch3cooh?12o2?ch2cooc2h3?h2o(a)(b)(c)(e)(f)?a?kapa?v?b?kbpb?v?c?v?f?kfpf?v ?d?ks1kakbpapb?v ?e?kep?ev?v??k2?k3par?ks2?d?c??k1pa(k2?k3pa)2r0??pa(k2?k3pa)2pc2h4(mmhg)70 100 195 247 315 465r0?10(mol/hr?g催化剂)53.94.4 6.0 6.6 7.255.41.3410?31.51 1.80 1.932.08 2.93pa作图,基本上为一直线。
化学反应工程课后习题答案化学反应工程课后习题答案化学反应工程是化学工程学科中的重要分支之一,它研究的是化学反应在工业生产中的应用。
通过对反应过程的分析和优化,可以提高反应的产率、选择性和经济性。
在学习化学反应工程的过程中,我们经常会遇到一些习题,下面我将为大家提供一些常见习题的解答。
1. 习题一:对于一个一级反应A→B,初始浓度为C0的A,经过一段时间t后,浓度为Ct。
求该反应的速率常数k。
解答:根据一级反应的速率方程,可以得到d[A]/dt = -k[A],其中d[A]/dt表示A的浓度随时间的变化率。
根据题意,我们可以得到d[A]/dt = (Ct - C0)/t。
将这两个式子相等,可以得到(Ct - C0)/t = -k[A]。
由于初始浓度为C0的A,所以[A] = C0。
将这个值代入上式,可以得到(Ct - C0)/t = -kC0。
整理一下,就可以得到k = (C0 - Ct)/C0t。
2. 习题二:对于一个二级反应A + B→C,初始浓度分别为C0的A和C1的B,经过一段时间t后,浓度分别为Ct的A和Ct+1的B。
求该反应的速率常数k。
解答:根据二级反应的速率方程,可以得到d[A]/dt = -k[A][B],d[B]/dt = -k[A][B]。
根据题意,我们可以得到d[A]/dt = (Ct - C0)/t,d[B]/dt = (Ct+1 - C1)/t。
将这两个式子相等,可以得到(Ct - C0)/t = (Ct+1 - C1)/t = -k[A][B]。
由于初始浓度分别为C0的A和C1的B,所以[A] = C0,[B] = C1。
将这两个值代入上式,可以得到(Ct - C0)/t = (Ct+1 - C1)/t = -kC0C1。
整理一下,就可以得到k = (C0- Ct)/(C0C1t) = (Ct+1 - C1)/(C0C1t)。
3. 习题三:对于一个零级反应,初始浓度为C0的A,经过一段时间t后,浓度为Ct。
化学反应工程第三版陈甘棠课后习题答案【篇一:化学反应工程教案4(化工13)-胡江良】t>12345【篇二:化学反应工程教案】程名称:化学反应工程任课教师:所属院部:教学班级:教学时间:化工1203-04 2014 —2015 学年第2学期课程基本信息1绪论第一章均相单一反应动力学和理想反应器1.1 基本概念1.2 建立动力学方程的方法一、本次课主要内容化学反应工程课程的性质、反应器的分类及操作方式、反应器设计的基本方程和工业反应器的放大方法、化学反应速率的不同表示方式及其相互关系、化学反应速率方程的变换与应用、化学反应动力学方程的计算、建立动力学方程的方法及其应用。
二、教学目的与要求了解化学反应工程的研究对象、目的,掌握化学反应工程的研究内容和研究方法,熟悉化学反应工程在工业反应过程开发中的作用。
三、教学重点难点1、化学反应工程的研究目的、内容和方法。
四、教学方法和手段课堂讲授、提问、讨论;使用多媒体教学方式。
五、作业与习题布置书后习题第3、6、7题2绪论一、化工生产中设备的分类化工产品的生产是通过一定的工艺过程实现的,工艺过程是指从原料到制得产品的全过程。
每个化工产品的工艺过程是不同的,但有共同的特点:1,工艺过程是由设备、管道、阀门和控制仪表组成的;2,化工设备分为两大类(1)不含化学反应的设备这类设备中没有发生化学反应,只改变物料的状态,物理性质,不改变其化学性质。
在鼓风机和泵中只有能量的转换,从中能转换成机械能,输送物料;在换热器和冷却塔中只改变物料的温度,物料的化学性质没有起变化;贮槽只是起贮存物料作用(2)化学反应器在这类设备中发生了化学反应,通过化学反应改变了物料的化学性质图中的一段炉、二段炉、变换炉、甲烷化炉、合成塔等都是化学反应器。
物料在反应器中发生了化学反应,物料性质起了变化。
可见,化学工业生产是由物理过程和化学反应过程组成的,其中化学反应过程是生产过程的关键。
化学反应器的任务是完成由原料转变到产物的化学反应,是化工生产的核心设备。
1 绪论1.1在银催化剂上进行甲醇氧化为甲醛的反应:进入反应器的原料气中,甲醇:空气:水蒸气=2:4:1.3(摩尔比),反应后甲醇的转化率达72%,甲醛的收率为69.2%。
试计算(1)(1)反应的选择性;(2)(2)反应器出口气体的组成。
解:(1)由(1.7)式得反应的选择性为:(2)进入反应器的原料气中,甲醇:空气:水蒸气=2:4:1.3(摩尔比),当进入反应器的总原料量为100mol设甲醇的转化率为X A,甲醛的收率为Y P,根据(1.3)和(1.5)式可得反应器出口甲醇、甲醛和二氧化碳的摩尔数n A、n P和n c分别为:n A=n A0(1-X A)=7.672 moln P=n A0Y P=18.96 moln C=n A0(X A-Y P)=0.7672 mol结合上述反应的化学计量式,水(n W)、氧气(n O)和氮气(n N)的摩尔数分别为:n W=n W0+n P+2n C=38.30 moln O=n O0-1/2n P-3/2n C=0.8788 moln N=n N0=43.28 mol所以,反应器出口气体组成为:1. 1.2工业上采用铜锌铝催化剂由一氧化碳和氢合成甲醇,其主副反应如下:由于化学平衡的限制,反应过程中一氧化碳不可能全部转化成甲醇,为了提高原料的利用率,生产上采用循环操作,即将反应后的气体冷却,可凝组份变为液体即为粗甲醇,不凝组份如氢气及一氧化碳等部分放空,大部分经循环压缩机后与原料气混合返回合成塔中。
下图是生产流程示意图原料气Bkg/h 粗甲醇Akmol/h100kmol 放空气体原料气和冷凝分离后的气体组成如下:(mol )组分 原料气 冷凝分离后的气体 CO 26.82 15.49 H 2 68.25 69.78 CO 2 1.46 0.82 CH 4 0.55 3.62 N 22.9210.29粗甲醇的组成为CH 3OH 89.15%,(CH 3)2O 3.55%,C 3H 9OH 1.10%,H 2O 6.20%,均为重量百分率。
第一章 绪论1. 化学反应工程是一门研究______________的科学。
(化学反应的工程问题)2. 化学反应工程是一门研究化学反应的工程问题的科学,既以_______作为研究对象,又以_______为研究对象的学科体系。
(化学反应、工程问题)3. _______是化学反应工程的基础。
( 三传一反)4. 化学反应过程按操作方法分为_______、_______、_______操作。
(分批式操作、连续式操作、半分批式)5. 化学反应工程中的“三传一反”中的三传是指_______、_______、_______。
(传质、传热、动量传递)6. 不论是设计、放大或控制,都需要对研究对象作出定量的描述,也就要用数学式来表达个参数间的关系,简称_______。
(数学模型)7. 在建立数学模型时,根据基础资料建立物料、热量和动量衡算式的一般式为_______。
(累积量=输入量-输出量) 8.“三传一反”是化学反应工程的基础,其中所谓的一反是指_______。
(D )A .化学反应 B. 反应工程 C. 反应热力学 D. 反应动力学 9.“三传一反”是化学反应工程的基础,下列不属于三传的是_______。
(A )A. 能量传递B. 质量传递C. 热量传递D. 动量传递第二章 均相反应动力学1. 均相反应是指_。
(参与反应的物质均处于同一相)2. aA + bBpP + sS 对于反应,则=P r _______)(A r -。
(ap)3.着眼反应组分K 的转化率的定义式为_______。
(00K KK K n n n -=χ)4.当计量方程中计量系数的代数和等于零时,这种反应称为_______,否则称为_______。
(等分子反应、非等分子反应)5. 化学反应速率式为βαB AC A C C K r =-,用浓度表示的速率常数为C K ,假定符合理想气体状态方程,如用压力表示的速率常数P K ,则C K =_______P K 。
1、分批式操作的完全混合反应器非生产性时间t0不包括下列哪一项( )A. 加料时间B. 反应时间C. 物料冷却时间D. 清洗釜所用时间2、在间歇反应器中进行等温二级反应A →B,当slmolCrAA⋅=-/01.02时,求反应至所需时间t为多少秒.A. 8500B. 8900C. 9000D. 99003、在全混流反应器中,反应器的有效容积与进料流体的容积流速之比为。
A. 空时τB. 反应时间tC. 停留时间tD. 平均停留时间4、空间时间的定义是()A 停留时间与非生产时间的和B 实际反应时间与真实停留时间的和C 反应器有效容积与入口体积流率的比值D 反应物微元在反应器内经历的时间5、返混的定义是()A 不同空间位置的粒子的混合B 不同停留时间的粒子的混合C 参与不同反应的粒子的混合D 不同反应器内粒子的混合6、反应器的类型不同,则( )也将有不同。
A.反应动力学B.传递特性C.反应的相态D.反应的可逆性7、平推流反应器中诸参数不随()而变A 反应物的组成B 反应器的轴向位置C 反应器的空间时间D反应器的径向位置8、等温一级不可逆液相反应,采用下列三种方案进行:(1)一个间歇反应釜,容积V1(仅考虑反应时间所需),(2)一个平推流反应器,容积V2,(3)二个等体积全混流反应器串联,总容积为V3。
上述三种情况反应温度、物料处理量及转化率均相同,则容积比较为( )A.V1<V2<V3 B.V1=V2<V3C.V2<V1<V3 D.V2<V1=V39、对反应级数大于零的单一反应,对同一转化率,其反应级数越小,全混流反应器与平推流反应器的体积比()。
A 不变B 变大C 变小D 不好说10、等温恒容下进行各步均为一级不可逆串联反应若保持相同的转化率x A,调节反应温度使k2/k1降低,则P的收率将( )A.增大B.减小C.不变D.先增后减11、全混流反应器进行放热反应时,要使反应器操作在稳定定常态,则必须满足条件( )A (dQ r/dt)>(dQ g/dt)B (dQ r/dt)<(dQ g/dt)C (dQ r/dt)=(dQ g/dt)D 二者没有关系12、全混流反应器中有个稳定的定常态操作点。