化学反应工程陈甘棠第一章

2010级第一章习题参考答案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）反应的选择性；（2）反应器出口气体的组成解一：（1）由（1-17）式得反应的选择性为：0.629YS0.961196.11%X0.720====（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设甲醇的转化率为A P醛和二氧化碳的摩尔数nA 、nP和nc分别为：n A=n A0(1-X A)=7.672 mol n 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（nW ）、氧气（nO）和氮气（nN）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 mol n N=n N0=43.28 mol解二：（1）根据定义：目的产物收率L AY=A消耗于主产物上的关键组分的量进入反应系统的的初始量目的产物选择率L AS=A消耗于主产物上的关键组分的量转化了的关键组分的量反应物的转化率AAAx转化了的关键组分的量＝进入反应系统的的初始量转化率、收率和选择率的关系Y=SAx已知：x CH3OH = 72% Y HCHO = 69.2%则%11.96%72%2.693===OHCHHCHOxYS（2）为方便计算，设进入反应器的甲醇的物质的量为2mol ，则即反应后混合气体中：N CH3OH = 2*(1-72%) =0.56molN HCHO = 2*69.2%=1.384molN H2O =1.3+2*69.2%+2*(72%-69.2%)*4/2=2.796molN CO2 = 2*(72%-69.2%)=0.056molN 空气 = 4-2*69.2%*1/2-2*(72%-69.2%)*3/2=3.224mol(其中N O2 = 4*21%-2*69.2%*1/2-2*(72%-69.2%)*3/2=0.064molN N2 = 4*79%=3.16mol ）总物质的量为：N T = 0.56+3.224+1.384+2.796+0.056=8.02mol各组分组成为：y CH3OH =0.56/8.02*100%=6.98%y 空气 = 3.224/8.02*100%=40.20%（其中y O2=0.80%,y N2=39.4%）y HCHO =1.384/8.02*100%=17.26%y H2O =2.796/8.02*100%=34.86%y CO2 = 0.056/8.02*100%=0.70%1-5 某气-固一级不可逆催化反应，按单位质量催化剂表示的本征动力学方程为A w A f k dW dN =-，式中f A 为反应组分A 的逸度。

选用教材张濂，许志美，袁向前。

《化学反 应工程原理》。

华东理工大学出版社第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 第十章 第十一章 第十二章绪论 反应动力学 化学反应动力学 反应器 理想间歇反应器 传递现象 理想管式反应器 连续流动釜式反应器 反应过程中的混合现象及其对反应的影响 反应器选型与操作方式 气固催化反应过程的传递现象 反应过程的温度特征和反应器的温度分布 热量传递与反应器的热稳定性 反应动力学的实验测定 反应过程研究实例分析参考书目1. 朱炳宸。

《化学反应工程》（第三版/第四版/第五版， 21世纪教材）。

化学工业出版社，2001/2006/2011 2. 陈甘棠。

《化学反应工程》（第三版，21世纪教材）。

化学工业出版社，2007 3. 李绍芬。

《反应工程》（第二版）化学工业出版社 4. 郭锴。

《化学反应工程》（第二版，21世纪教材）。

化 学工业出版社，2008 5. 程振民，朱开宏，袁渭康。

《高等反应工程教程》，华 东理工大学出版社，2010 6. Levenspiel O，《Chemical Reaction Engineering》，1962。

预备知识高等数学：微积分、代数方程及微分 方程的求解等 物理化学：动力学、热力学 化工原理：流体流动、传递过程课程安排6-18周，每周4节，45学时，2.5学分 授课方式：讲课与讨论相结合 成绩：平时成绩(30%)+ 课程考试(70%)绪论内容大纲01 化学反应工程的发展历史 化学反应工程的研究对象和目的 化学反应工程研究内容 化学反应工程研究方法 化学反应工程在工业反应过程开发中的作用 本章小结0203 04 05061.1 化学反应工程的发展历史萌芽阶段：1937年，丹克莱尔在实验数据十分贫乏的情况 下，较系统地论述了扩散、流体流动和传热对反应器产率 的影响，为化学反应工程的创立奠定了基础。

初步形成：1947年，出版了两本书:《化学过程原理》的第 三卷，专门讲述动力学与催化过程,《化学动力学中的扩散 与传热》； 正式命名：1957年，在荷兰首都举行了第一次欧洲化学反应 工程会议。

《化学反响工程》课程标准一、课程概况课程号课程英文名称HBX250037 课程名称化学反响过工程Chemical Reaction Engineering总学时数开课单位课程类别48 学分理工学院专业教育课程4讲授学时适用专业修读方式48试验学时化学工程与工艺、制药工程必修先修课程高等数学，大学物理，物理化学，化工原理考核方式：考试考核方式成绩构成比例：总成绩 = 寻常成绩×30% + 卷面成绩×70%寻常成绩 : 寻常成绩=出勤成绩+寻常作业成绩教科书：教材及主要教学参考书陈甘棠主编.《化学反响工程》第三版. 北京：化学工业出版社，2023主要参考书：李绍芬主编.《反响工程》其次版.北京：化学工业出版社，2023朱炳辰主编.《化学反响工程》第五版.北京：化学工业出版社，2023 《化学反响工程》是高等学校化学工程与工艺类专业本科生必修的一门专业课程。

《化学反响工程》是争论化学反响过程和反响器的共同规律，从而课程简介使化学反响实现工业化的技术科学，是化工类专业学生在具备了必要的高等数学、物理化学、化工原理、计算技术等学问后，为了进一步加强根底和拓宽专业学问所必需的技术理论课。

通过本课程的学习，使学生进一步扩大学问面，打好专业根底，了解化学变化过程中的一些根本规律，加深对已学过的无机化学、分析化学、有机力气培育任务化学的理解比较结实的把握化学反响工程根底理论学问和计算方法；进一步培育学生独立思考和独立解决问题的力气，以至今后的实践中能得到启发和帮助；培育学生独立进展物理化学试验和自学一般物理化学书刊，以提高理论联系实际的力气。

二、课程学问、力气体系《化学反响工程》课程学问〔力气〕体系序学问单元号描述1第1 章绪论学问点对应力气学时要求生疏均相反响生疏间歇反响系统的速率表示方速率的表示方式；式；连续反响系统的速率表示方变容反响系统中体第2 章式；动力学方程式的表示方式；积膨胀因子；体积2反响动力反响速率常数；动力学参数确实膨胀率；最正确温度8学根底定；最正确温度曲线；固体催化剂；曲线；Langmuir吸吸附等温方程；均匀外表吸附动附及其等温线；均力学方程匀外表吸附动力学方程反响器中流体的流淌模型；把握反响器设计的根本方程；间歇反把握抱负流淌第3 章3抱负流淌反响器应器；活塞流反响器；单级全混流反响器；多级全混流反响器；抱负流淌反响器的组合及反响体模型；抱负反响器的计算；抱负反响10器中复合反响的选积的比较；抱负流淌反响器中复择性。

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。