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化学反应工程习题第一部分：均相反应器基本理论1、试分别写出N 2+3H 2=2NH 3中用N2、H 2、NH 3的浓度对时间的变化率来表示的该反应的速率；并写出这三种反应速率表达式之间的关系。
2、已知某化学计量式为S R B A 2121+=+的反应，其反应速率表达式为B AA C C r 5.02=，试求反应速率B r =？；若反应的化学计量式写成S R B A +=+22，则此时反应速率A r =？为什么？3、某气相反应在400 oK 时的反应速率方程式为221061.3AA P d dP -⨯=-τh kPa /，问反应速率常数的单位是什么？若将反应速率方程改写为21AA A kC d dn V r =⨯-=τh l mol ./，该反应速率常数k 的数值、单位如何？4、在973 oK 和294.3×103Pa 恒压下发生下列反应：C 4H 10→2C 2H 4+H 2 。
反应开始时，系统中含丁烷为116kg ，当反应完成50%时，丁烷分压以235.4×103Pa /s 的速率发生变化，试求下列项次的变化速率：（1）乙烯分压；（2）H 2的摩尔数；（3）丁烷的摩尔分率。
5、某溶液反应：A+B →C ，开始时A 与B 摩尔数相等，没有C ，1小时后A 的转化率为75%，当在下列三种情况下，2小时后反应物A 尚有百分之几未反应掉？ （1）对A 为一级、B 为零级反应； （2）对A 、B 皆为一级反应； （3）对A 、B 皆为零级反应。
6、在一间歇反应器中进行下列液相反应： A + B = R A + R = S已知原料组成为C A0 = 2 kmol/m 3，C B0 = 4 kmol/m 3，C R0 = C S0 = 0。
反应混合物体积的变化忽略不计。
反应一段时间后测得C A = 0 .3 kmol/m 3，C R = 1.5 kmol/m 3。
计算这时B 和S 的浓度，并确定A 的转化率、生成R 的选择性和收率。
《化学反应工程》试题一、填空题1. 质量传递、热量传递、动量传递和化学反应称为三传一反.2.物料衡算和能量衡算的一般表达式为输入-输出二累3•着眼组分 A 转化率力的定义式为XF (/7AO_/7A) / A¾o _______________ O4.总反应级数不可能大于_o5.反应速率-XkCG的单位为kmoI∕m3・h,速率常数k的因次为m'/kmol ・ h 。
6.反应速率-ΓA=Λβ的单位为kmoI∕kg・h,速率常数Zr的因次为m'/kg ・ h __ o7.反应速率F= kCf的单位为mol/L・s,速率常数斤的因次为(mo I)"・L"・ S 。
8.反应速率常数斤与温度厂的关系为呼=_罟9 + 10.2,其活化能为mo I9.某反应在500K时的反应速率常数幺是400K时的10'倍，则600K 时的反应速率常数k时是400K时的忖倍。
10.某反应在450°C时的反应速率是400°C时的10倍，则该反应的活化能为(设浓度不变) mol O11.非等分子反应2S02+02==2S03的膨胀因子L等于___________ o12.非等分子反应2+3出=2朋3的膨胀因子5“等于- 2/3 。
13.反应N2+3H2==2NH3中(-r,) = 1/3 (-％)二1/2 心“14.在平推流反应器中进行等温一级不可逆反应，反应物初浓度为Go,转化率为当反应器体积增大到n倍时，反应物A的出口浓度为Go(D tI,转化率为I-(I-Xy 。
15.在全混流反应器中进行等温一级不可逆反应，反应物初浓度为Go,转化率为当反应器体积增大到n倍时，反应物A的出口浓度为 7 ,转化率为—些—O1 + (/7-I)X I 1 + (H - I)X yI16.反应活化能F越大，反应速率对温度越敏感。
17.对于特定的活化能，温度越低温度对反应速率的影响越大。
1. 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）2. 化学反应速率式为(-r A )=kC AαC Bβ，用浓度表示的速率常数为Kc，假定符合理想气体状态方程，如用压力表示的速率常数Kp，则Kc=_______Kp。
（(RT)α+β）3. 化学反应的总级数为n，如用浓度表示的速率常数为Kc，用逸度表示的速率常数Kf，则Kc=_______Kf。
（(RT)n）4. 化学反应的总级数为n，如用浓度表示的速率常数为Kc，用气体摩尔分率表示的速率常数Kp，则Kc=_______Kp。
（(RT/P)n）5.在构成反应机理的诸个基元反应中，如果有一个基元反应的速率较之其他基元反应慢得多，他的反应速率即代表整个反应的速率，其他基元反应可视为处于_______。
（拟平衡常态）6.当构成反应机理的诸个基元反应的速率具有相同的数量级时，既不存在速率控制步骤时，可假定所有各步基元反应都处于_______。
（拟定常态）7. 活化能的大小直接反映了______________对温度的敏感程度。
（反应速率）8. 一个可逆的均相化学反应，如果正、逆两向反应级数为未知时，采用______________法来求反应级数。
（初始速率法）9.生成主产物的反应称为_______，其它的均为_______。
（主反应、副反应）10. 平行反应均为一级不可逆反应，若E主＞E副，选择性Sp与_______无关，仅是_______的函数。
（浓度、温度）11. 如果平行反应均为一级不可逆反应，若E主＞E副，提高选择性Sp应______________ _。
(提高温度)12. 一级连串反应在全混流釜式反应器中，则目的产物P的最大浓度C p,max=______、τopt______。
（、）13. 一级连串反应在平推流反应器中，则目的产物P的最大浓度C p,max=______、τopt______。
《化学反应工程》试题二、计算分析题1. 在恒容条件下，反应A+2B==R ，原料气组成为C A0=C B0=100kmol /m 3，计算当C B =20 kmol /m 3时，计算反应转化率x A 、x B 及各组分的浓度。
解：在恒容条件下：x B =( C B0- C B )/ C B0=0.8由C A0- C A =( C B0- C B )/2得到：C A =20 kmol /m 3=60 kmol /m 3x A =( C A0- C A )/ C A0=0.42. 在恒压条件下，反应A+2B==R ，原料气组成为C A0=C B0=100kmol /m 3，计算当C B = 20 kmol /m 3时，反应转化率x A 、x B 及各组分的浓度。
解：δB =(1-1-2)/2=-1;y B0=0.5 n =n 0(1+ y B0δB x B ) = n 0(1-0.5 x B )在恒压条件下：V =V 0 n /n 0= V 0(1-0.5x B )C B =n B /V= n B0(1- x B )/[V 0(1-0.5x B )]= C B0(1- x B )/ (1-0.5x B ) x B =8/9n A0- n A =( n B0- n B )/2 x A =( n A0- n A )/ n A0=( n B0- n B )/(2 n A0)= ( n B0- n B )/(2 n B0)=0.5 x B =4/93. 串联-平行反应A+B==R ，A+R==S ，原料中各组分的浓度为C A0=2.0mol /L ，C B0=4.0 mol /L ，C R0=C S0=0，在间歇反应器中恒容操作一定时间后，得到C A =0.3mol /L ，C R =1.5 mol /L ，计算此时组分B 和S 的浓度。
解：在恒容条件下：ΔC A1= C B0-C B ；ΔC A2= C S ；C R = (C B0-C B )-C S ；C A0-C A =ΔC A1+ΔC A2得到：C S =( C A0-C A - C R )/2=(2.0-0.3-1.5)/2=0.1 mol /L C B = C B0- C R -C S =4.0-1.5-0.1=2.4 mol /L 4. 在间歇反应器中进行等温2级、1级、0级均相反应，分别求出转化率由0至0.9所需的时间与转化率由0.9至0.99所需时间之比。
题目：全混流连续操作反应器，反应器内温度、浓度处处均匀一致，故所有物料粒子在反应器内的停留时间相同。
正确答案：错题目：相同条件下，分别用下列反应器处理物料，比较反应器有效容积的大小。
①单段全混流反应器（V R1）②四个体积相同的全混流反应器串联（V R2）③两个体积相同的全混流反应器串联（V R3）④平推流反应器（V R4）则（V R4）＞（V R2）＞（V R3）＞（V R1）正确答案：错题目：设备放大，造成微元停留时间分布和返混程度改变，放大时反应结果恶化。
正确答案：对题目：生产能力是相同条件下，单位时间、单位反应器体积所能获得的（产物量），或完成相同生产任务，所需反应器的（体积）。
题目：化工生产中应用于均相反应过程的化学反应器主要有（釜式）反应器和（管式）反应器。
题目：釜式反应器的基本结构主要包括反应器（壳体）、（搅拌器）、（密封装置）和（换热装置）等。
题目：手孔或人孔的安设是为了检查（内部空间）以及安装和拆卸设备（内部构件）。
题目：釜式反应器中夹套式换热器适用于传热面积（较小），传热介质压力（较低）的情况。
题目：基元反应的级数即为化学反应式的（计量系数），对非基元反应的级数通过（实验）确定。
题目：单一反应利用（转化率）可以确定反应物转化量与产物生成量之间的关系。
题目：间歇反应，只要C ＡＯ相同，无论处理量多少，达一定（转化率）每批所需的（反应时间）相同。
题目：对同一反应在相同条件下，达到相同转化率，全混釜反应器所需有效体积（最大），平推流反应器所需有效体积（最小），多釜串联全混釜所需有效体积（介于其间）。
题目：一级不可逆反应，其反应速率方程为（－r A =kC A a ）,反应时间与转化率的关系为（kt )x 11ln(A =-）。
题目：复合反应动力学为由两个以上（化学反应计量式）或（动力学方程式）表示的化学反应过程。
题目：间歇釜式反应器有效体积不但与（反应时间）有关，还与（非生产时间）有关。
t/min 0 6 12 26 38 60p/kPa试求时间为 26min 时的反应速率。
解：以 A 和 R 分别代表丁二烯及其二聚物，则该二聚反应可写成：2A → R 反应体系中各组分的浓度关系如下：由理想气体定律得：（Ａ）p0 为 t = 0 时物系的总压，整理上式为：（Ｂ）将（B）式代入速率式中，得：）(c)理想气体：将 CA0 代入 (C) 式，为：D解析法：对p-t关系进行回归分析，得：图解法：以 p 对 t 作图，如图所示。
于t＝26 min 处作曲线的切线，切线的斜率为 dp/dt，该值等于‐ kPa/min。
将有关数据代入 (D) 式，即得到丁二烯转化量表示的反应速率值。
若以生成二聚物表示反应速率，则：1,2例等温进行醋酸(A)和丁醇(B)的酯化反应醋酸和丁醇初始浓度为和m3。
测得不同时间下醋酸转化量如下表，试求该反应的速率方程。
解：由题中数据可知醋酸转化率较低，且丁醇又大量过剩，可以忽略逆反应的影响，同时可以不考虑丁醇浓度对反应速率的影响。
所以，设正反应的速率方程为：(a)以0级、1级、2级反应对上式进行积分式得:当n = 0时， (b当n=1时， (c)当n=2时， (d)采用图解法和试差法，假设反应级数，将实验数据分别按 0 级、1 级、2 级反应动力学积分式做图，得到其 f(CA)-t 的关系曲线图，然后再根据所得的 f(CA)-t 的关系曲线图进行判断其动力学形式。
不同时间下 f (CA)–t 的变化关系零级反应和一级反应的 f (CA) – t 的关系图如对t作图得一直线，则说明假设正确，由此可知反应级数 n＝２。
但丁醇浓度是否存在影响，还需做进一步实验证明。
对 t 作图为一直线，则说明 n =2 是正确的，故该反应对醋酸为二级反应，从直线的斜率可以求得在此温度下包含丁醇浓度的 k’值。
而丁醇的反应级数 m 可以用保持醋酸浓度不变的方法求得，二者结合可以求得反应在此温度下的速率常数 k。
例 1。
1 在350℃等温恒容下纯丁二烯进行二聚反应，测得反应系统总压 p 与反应时间 t 的 关系如下:t/min 0612263860p/kPa66 。
762 。
358 。
953 。
550.446 。
7试求时间为 26min 时的反应速率.解：以 A 和 R 分别代表丁二烯及其二聚物,则该二聚反应可写成： 2A → R 反应体系中各组分的浓度关系如下：由理想气体定律得： (A ) p0 为 t = 0 时物系的总压, 整理上式为： (B ) 将(B )式代入速率式中,得：) (c )理想气体：将 CA0 代入 (C ) 式,为： D解析法：对 p-t 关系进行回归分析,得: 图解法:以 p 对 t 作图，如图所示.于 t ＝26 min 处作曲线的切线，切线的斜率为 dp/dt ，该值等于 ‐0.32 kPa/min. 将有关数据代入 (D ) 式，即得到丁二烯转化量表示的反应速率值.若以生成二聚物表示反应速率，则： 1， 2例 1 。
2 等温进行醋酸(A )和丁醇(B )的酯化反应醋酸和丁醇初始浓度为 0 。
2332 和 1. 16kmol/m3。
测得不同时间下醋酸转化量如下表，试求 该反应的速率方程.解：由题中数据可知醋酸转化率较低，且丁醇又大量过剩,可以忽略逆反应的影响, 同时可以 不考虑丁醇浓度对反应速率的影响。
所以，设正反应的速率方程为：(a )以 0 级、 1 级、 2 级反应对上式进行积分式得:当 n = 0 时,当 n=1 时，当 n=2 时，(b (c)(d )采用图解法和试差法， 假设反应级数， 将实验数据分别按 0 级、 1 级、 2 级反应动力学 积分式做图，得到其 f (CA)—t 的关系曲线图，然后再根据所得的 f(CA ) —t 的关系曲线 图进行判断其动力学形式。
不同时间下 f (CA) –t 的变化关系CA0-CA0 0.01636CA0 。
2332 0 。
1、相基元反应A+2B →2P 在30℃和常压下的反应速率常数kc=2.65×104m6kmol-2s-1。
现以气相分压来表示速率方程，即(−rA)=kPpApB2，求kP=?（假定气体为理想气体）()3-1-3631112643c P 2BA p A 2B A c 2BA c A 1264c kPa s m kmol 10655.1K303K kmol kJ 314.8s kmol m 1065.2)(s kmol m 1065.2K 30330273--------⋅⨯=⨯⋅⨯===-⎪⎭⎫⎝⎛==-=⨯==+=RT k k p p k r RT p RT p k c c k r RTp c k T2、考虑反应3P A →，其动力学方程为Vnk t n V r A A A d d 1=⋅-=-试推导在恒容下以总压表示的动力学方程。
()()()()()()总总总总总总总总p p tp V RT V p p k t p RT V V p RT Vn RTV p p n p p p p p p p p n n n t t p p n t p -=-=⎪⎭⎫ ⎝⎛---=-=-=---==A0A0A A0A A0A AA0A A0A A A0A A0A0A03d d 23d d 21d 2d 233212333000P A 3、丁烷在700℃，总压为0.3MPa 的条件下热分解反应：C 4H 10→2C 2H 4+H 2 (A) (R) (S)起始时丁烷为116kg ，当转化率为50%时1As MPa 24.0d d -⋅=-tp ，求此时tyt n t p d d d d d d A S R -，，。
1A R s MPa 48.024.02d d 2d d -⋅=⨯=⎪⎭⎫⎝⎛-=t p t p 1S S S t t S R A A A0S S S S A S s kmol 032.03004.24d d 3004d d d d 3004kmol 4kmol 1kmol 2kmol 15.0kmol 258116d d d d d d -⋅=⨯===⨯===========-=t p t p RT V t n RTp RT n V n n n n x n p RTV n RT V p n t p t p 总，，，时1A A s 8.024.03.01d d 1d d -=⨯=-=-t p p t y 总 4、在间歇搅拌槽式反应器中，用醋酸与丁醇生产醋酸丁酯，反应式为：()()()()S R B A O H H COOC CH OH H C COOH CH 2943SO H 94342+−−→−+反应物配比为：A(mol):B(mol)=1:4.97，反应在100℃下进行。
【习题1-1】在银催化剂上进行甲醇氧化为甲醛的反应2CH3OH＋O2—→2HCHO＋2H2O2CH3OH＋2O2→2CO＋4H2O进入反应器的原料中，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)反应器出口气体组成。
分析：按国内的定义式计算选择性、收率。
自己设定进料流量。
计算反应器出口处各组分的摩尔流量。
解：（1）反应的选择性(2) 以进料中甲醇的摩尔流量为2mol/ h为基准，则进料中空气4mol/h，水蒸汽1.3mol/h出口处甲醇：2(1-0.72)＝0.56 mol/h甲醛2×0.692＝1.384 mol/hN2 4×0.79 ＝3.16 mol/hO2 4×0.21－0.5×2×0.692－(0.72－0.692)×2＝0.092 mol/hH2O 1.3＋2×0.692＋4×(0.72－0.692)＝2.796 mol/hCO 2×(0.72－0.692)＝0.056 mol/h∑ni＝8.048 mol/h∴出口处气体组成为:y甲醇＝6.96% y甲醛＝17.20% yH2O＝34.74%yO2 ＝1.14% yN2 ＝39.26% yCO ＝0.70%【习题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CO＋2H2 CH3OH2CO＋4H2 (CH3)2O+H2OCO＋3H2 CH4＋H2O4CO＋8H2 C4H9OH＋3H2OCO＋H2O CO2＋H2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，可凝组分分离为液体即为粗甲醇，不凝组分如氢及一氧化碳等部分放空，大部分经循环压缩机压缩后与原料气混合返回合成塔中。
例1.1 在350℃等温恒容下纯丁二烯进行二聚反应，测得反应系统总压 p 与反应时间 t 的关系如下：t/min 0 612 26 38 60p/kPa66.7 62.358.953.5 50.4 46.7 试求时间为 26min 时的反应速率。
解：以 A 和 R 分别代表丁二烯及其二聚物，则该二聚反应可写成： 2A → R 反应体系中各组分的浓度关系如下：由理想气体定律得：（Ａ） p0 为 t = 0 时物系的总压， 整理上式为：（Ｂ）将（B ）式代入速率式中，得：）(c)理想气体：将 CA0 代入 (C) 式，为： D解析法：对p-t 关系进行回归分析，得：图解法：以 p 对 t 作图，如图所示。
于t ＝26 min 处作曲线的切线，切线的斜率为 dp/dt ，该值等于‐0.32 kPa/min 。
将有关数据代入 (D) 式，即得到丁二烯转化量表示的反应速率值。
若以生成二聚物表示反应速率，则：1, 2例1.2 等温进行醋酸(A)和丁醇(B)的酯化反应00000()/2()/2A AA A A A A t t t C C C C C C C ==-+原 料产 物总浓度00()/2A A A C pC C p=+0021A A p C C p ⎛⎫=- ⎪⎝⎭002A AA C dC dp r dt p dt-=-=-⋅00/A C p RT=2A A dC dp r dt RT dt -=-=-⋅22.90exp 43.6430.45t p ⎛⎫=-+ ⎪⎝⎭22.90exp 30.4530.45dp t dt ⎛⎫=-- ⎪⎝⎭26min ,0.32/min dpt kPa dt==-4322(0.32)8.314(350273.15)1.2410/(min)A dp r RT dt kmol m --=-⋅=-⨯-⨯+=⨯⋅536.210/(min)2A R r r kmol m --===⨯⋅3493492CH COOH C H OH CH COOC H H O +⇔+醋酸和丁醇初始浓度为0.2332和1.16kmol/m3。
测得不同时间下醋酸转化量如下表，试求该反应的速率方程。
时间 /h 醋酸转化量 /（kmol/m3） 时间 /h醋酸转化量 /（kmol/m3） 时间 /h醋酸转化量 /（kmol/m3） 0 03 0．03662 6 0．06086 1 0．016364 0．04525 7 0．06833 20．02732 50．0540580．07698解：由题中数据可知醋酸转化率较低，且丁醇又大量过剩，可以忽略逆反应的影响，同时可以不考虑丁醇浓度对反应速率的影响。
所以，设正反应的速率方程为：(a) 以0级、1级、2级反应对上式进行积分式得:当n = 0时， (b 当n=1时， (c)当n=2时， (d)采用图解法和试差法，假设反应级数，将实验数据分别按 0 级、1 级、2 级反应动力学积分式做图，得到其 f(CA)-t 的关系曲线图，然后再根据所得的 f(CA)-t 的关系曲线图进行判断其动力学形式。
不同时间下 f (CA)–t 的变化关系t / h CA CA0-CA0 0.2332 0 00 1 0.2168 0.01636 0.0727 0.3244 2 0.2059 0.02732 0.1246 05686 3 0.1966 0.03662 0.1708 0.7983 4 0.1879 0.04525 0.2157 1.0337 5 0.1792 0.05405 0.2637 1.2922 6 0.1723 0.06086 0.3024 1.5157 7 0.1649 0.06833 0.03467 1.7761 8 0.15920.073980.038161.9932零级反应和一级反应的 f (CA) – t 的关系图如 对t 作图得一直线，则说明假设正确，由此可知反 应级数 n ＝２。
A A AB A dC r kC C k C dtαβα'-=-==0A AC C k t '-=0ln A A C k tC ⎛⎫'= ⎪⎝⎭11A A k t C C '-=0lnA AC C 011A A C C -011A A C C -但丁醇浓度是否存在影响，还需做进一步实验证明。
对 t 作图为一直线，则说明 n =2 是正确的，故该反应对醋酸为二级反应，从直线的斜率可以求得在此温度下包含丁醇浓度的 k ’ 值。
而丁醇的反应级数 m 可以用保持醋酸浓度不变的方法求得，二者结合可以求得反应在此温度下的速率常数 k 。
例题 1.3 气相反应 为一级反应 A → 3P 速度常数 k = 0.5 min-1，反应在恒容间歇式反应器中进行，求1 min 后体系的总压，进料状况如下： (a) 纯 A ，0.1 Mpa ； (b) 纯 A ，1 Mpa ； (c) 10 % 的 A 和 90 % 的 I （惰性气体）混合物，1 MPa 解: A → 3 P + I整理得: 上式求导: (1) 理想气体方程 所以得：即： (2) 比较(1)、(2)，得 ：即： (3) 当t = 0， p = p0 积分（3）， 得： (4)例1.4其反应动力学方程为若已二酸初始浓度为 0.02 k mol/L ，求乙二酸转化率为50％、60%、70%、 80%、90% 时的反应时间。
将：将反应速率方程积分，得：将有关数据代入上式，得：0000003()32A P A P A A I Z P A I A A It p p t t p p p p p p p p p p p p ====-=++=-+032A I ZA p p p p +-=12A Z dp dp dt dt-=-⋅1AA A dn r kC V dt-=-⋅=A AA n p C V RT ==1A AA dp p r k RT dt RT -=-⋅=⋅AAA dp r kp dt-=-=2Z A dp kp dt=0(3)ZA I Z dp k p p p dt =+-0003ln 3A I A I Zp p p kt p p p +-=+-0000000.2()0.1,0,ln 0.510.30.1792()1,0,ln 0.5131.79()0.1,1,0.90.30.91ln 0.51,0.0790.30.9A I ZZ A IZZ A I Z Z a p p p p p MPab p p p p p MPac p p p p MPa p ====⨯-=====⨯-====+-=⨯=+-20.2/min A A r C kmol L -=⋅011AA Ax t kC x =⋅-XA / % 50 60 70 80 90 反应时间 t / min250 375 583.3 1000 3250 出口转化率越高，则反应时间越长，或体积越大。
例:下述都是基元反应，试写出A 、B 、C 、D 、E 的生成速率与各组分之间的关系式。
解得；例 在银催化剂上进行乙烯氧化反应以生产环氧乙烷，进入催化反应器的气体中各组分的摩尔分数分别为C2H4 15%， O2 7%， CO2 10%，Ar 12%，其余为N2，反应器出口气体中含C2H ４和O2的摩尔分数分别为13.1% ，4.8 % 。
试计算乙烯的转化率、环氧乙烷收率和反应选择性。
C2H4 + 1/2O2 → H2C — C H2 OC2H4 + 3O2 → 2CO2 + 2H2O解：以l00 mol 进料为计算基准，设x 和y 分别表示环氧乙烷和二氧化碳的生成量，根据题 反应器进口 反应器出口 C2H ４ 15 15 − x − y/2 O2 7 7 − x/2 − 3y/2 C2H ４O 0 x CO2 10 10 + y H2O 0 y Ar 12 12 N256562111112222233333211111C A B A BC A B CA B D A C r r r r k C C r r r r k C r r r r k C C =-=-=====-==-=-=-=4444425555566666111211211A B D D B D E B D B D E E r r r r k C r r r r k C C r r r r k C ===-==-=-=====-=12342123412562212562222A A A A A A B C A C DB B B B B A BC BDE r r r r r k C C k C k C C k C r r r r r k C C k C k C C k C =-+-+=-+-+=-+-+=-+-+12342123434562345625656C C C C C A B C A C DD D D D D A C D B D EE E E B D E r r r r r k C C k C k C C k C r r r r r k C C k C k C C k C r r r k C C k C =--+=--+=--+=--+=-=-由于反应器出口气体中乙烯和氧的摩尔分数已知，所以可列出下面两个方程：和解之得: x = 1.504 mo1，y = 0. 989 mo1 乙烯转化率: 乙烯的转化量 = 1.504+0.989/2 = 1. 999 mo1x 乙烯 = 1.999/15 = 13.33％ 列CA0=1mol/L ， S 为目的产物，xA=80% ，求组分 A 生成 S 的收率和选择性。
解：积分上式得：又A 的转化率为： xA=80%CA= CA0(1–xA) = 1(1–0.8) = 0.2 mol/L 积分得：收率为：例 气相反应 A → 2P + S ，在等温等压情况下进行反应，原料中含75%的A ，25%的惰性气体(mol 比)，经８分钟后，体积增加一倍，求此时的转化率及该温度下的速率常数。
解：(1)求转化率A → 2P + S I2xA = 0 0.75 0 0 0.25 xA = 1 0 2×0.75 0.75 0.258min 时：得: xA = 0.667 (2)求速率常数15/20.131100/2x y x --=-7/23/20.048100/2x y x --=-2/S R A R r C mol s L ⎪→=⋅⎩22()1121(1)S S P A A A A A r dC a s p r dC C C C =⋅=--==+++21(1)S AA dC dC C =-+0021(1)A A C S S S A C A C C C dC C -==-+⎰020011(1)A A C S S A C A A A A A C S dC C C C C C ==---+⎰02011(1)11141.7%10.210.211AA CS A A A C S C C C ⎡⎤=⎢⎥-+⎣⎦⎡⎤=-=⎢⎥-++⎣⎦41.7%80%33%S S A Y S x =⨯=⨯=211)12(A =-+=δ5.125.075.0)25.075.0()25.075.075.02(0t,0t,1t,AAAA =++-++⨯=-====x x x n n n ε)5.11()1(2A 0A A 00x V x V V V +=+==εA 11ln x kt -=667.011ln 8111ln 1A -=-=x t k所以得: k = 0.137 1/min 例：设 A 为 C4H8，B 为 C4H6，C 为 H2 解(1) 吸附控制2) 表面反应控制(3) 脱附控制第二章 例题2-1 己二酸和己二醇在间隙釜中以等摩尔比生产醇酸树脂，在 70℃ 时，以 H2SO4 作催化剂进行缩聚反应，实验测得反应的动力学方程式为：(–rA) = kCA2 kmol/(L ·min)，k =1.97 L/(kmol · min) CA0 = 0.004kmol/L ，当己二酸转化率分别为 xA= 0.5、0.6、0.8、0.9 时所需的反应时间为多少？若每天处理 2400 kg 己二酸，转化率为 80%，每批操作的非生产时间为1hr ，求反应器体积？设反应器的装料系数为 0.75。
