化学反应工程李绍芬第三版课后答案

化学反应工程二_三章答案第二章习题动力学方程的实验测定时，有采用循环反应器的，为什么?答：循环反应器行为与全混流反应器相同，可以得到反应速率的点数据，而且反应器进出口浓度差比较大，对分析精度要求不很高。

为什么可逆吸热反应宜选平推流反应器且在高温下操作，而可逆放热反应却不是?根据可逆放热反应的特点，试问选用何种类型反应器适宜?为什么?答：可逆吸热反应的反应速率与化学平衡都随温度的升高而升高，高温下操作对二者都有利。

可逆放热反应的化学平衡随温度的升高向反应物方向移动，对达到高转化率不利。

对此类反应，可选用多段绝热反应器或换热条件较好的管式反应器。

一级反应A→P，在一体积为VP的平推流反应器中进行，已知进料温度为150℃，活化能为84kJ·mol-1，如改用全混流反应器，其所需体积设为Vm，则Vm/Vp应有何关系?当转化率为0.6时，如果使Vm=Vp，反应温度应如何变化?如反应级数分别为n=2，1/2，−1时，全混流反应器的体积将怎样改变？解：)1ln()1()exp()1ln()1()1(CSTR)1ln(11d 1)(d PFR )exp()(A A Ap m A A A p m A 0A AA0m A A00A A A00A A A0PA 0A A AAx x x RT E RT E x x k k x V V x k c x F V x kc x x kc r x F V c RTE k kc r x x ----=---=-=--=-=-=-==-⎰⎰)1ln()1()1ln()1( IF A A A A A P m mp x x x x x k k x V V T T A---=---==()()K07.43215.42302064.015.423876.234929.015.423876.23exp 6109.0637.115.42315.423314.884000exp 1)6.01ln(6.016.0exp 10.6 and 1IF m mm mm m m m m P m P A Pm=-=--=-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⨯⎪⎪⎭⎫⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=--⨯⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--===T T T T T T T T T T T T T R E x V V mn n n n kc xF V c V V c V V kc x F V n c V V kc x F V n c V V kc x F V n AfAf A0m 1A m1m 2A1m 1m 1A A A0m 2/1A1m 2/1m 2/1AA A0m A 1m 2m 2A A0A m 1,1,2/11,2==⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧==-=======---或在体积VR=0.12m3的全混流反应器中，进行反应S R B A 21+−−←−→−+k k ，式中k1=7m3kmol-1min-1，k2=3m3kmol-1min-1，两种物料以等体积加入反应器中，一种含2.8kmolA ·m-3，另一种含1.6kmolA ·m-3。

3.9在间歇反应器中等温进行下列液相反应：3231.6/.28.2/.+→=→=R A D A A B R r C kmol m hA Dr C kmol m hr D 及r R 分别为产物D 及R 的生成速率。

反应用的原料为A 及B 的混合液，其中A 的浓度等于2kmol/m 3。

（1） （1） 计算A 的转化率达95%时所需的反应时间； （2） （2） A 的转化率为95%时，R 的收率是多少？（3） （3） 若反应温度不变，要求D 的收率达70%，能否办到？（4） （4） 改用全混反应器操作，反应温度与原料组成均不改变，保持空时与（1）的反应时间相同，A 的转化率是否可达到95%？（5） （5） 在全混反应器中操作时，A 的转化率如仍要求达到95%，其它条件不变，R的收率是多少？（6） （6） 若采用半间歇操作，B 先放入反应器内，开始反应时A 按（1）计算的时间均速加入反应器内。

假如B 的量为1m 3，A 为0.4m 3，试计算A 加完时，组分A 所能达到的转化率及R 的收率。

解：（1）第二章2.9题已求出t=0.396h=24.23min (2)2300.120.1230 1.61()/() 1.616.4110.25(1)2(10.95)0.1/11ln(110.25)110.2510.250.2305/0.23050.11532-=-===++=-=-==-=-=++====⎰⎰A A R A R A R A A A A A A A C R R A A C A R R A dC dC dC C S dt dt dC C C C C C X kmol m C S dC C C kmol m C Y C(3)若转化率仍为0.95，且温度为常数，则D 的瞬时选择性为：28.232.8(1)1.616.434.432.8⨯-==+-A A D A A C X S C XD 的收率：0.9532.8(1)0.83480.734.432.8-===-⎰⎰AfX A D D A A AX Y S dX dX X这说明能使D 的收率达到70%（4）对全混流反应器，若使τ=t=0.3958h,则有020.3958 1.616.4-=+A AA AC C C C解之得：C A =0.4433所以：000.77840.95-==A AA A C C X C这说明在这种情况下转化率达不到95%。

反应⼯程课后答案教材第⼆章均相反应动⼒学1、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。

2A A min 18A0min 8A0AA A0d d 219.019.0181)(218.018.081)(11kc tc kc kc x x c kt =-=-?==-?=-?=为假设正确，动⼒学⽅程3、在间歇反应器中有⼀级液相可逆反应P A ?，初始反应时C A0=0.5mol/L ，C P0=0反应8min 后，A 的转化率为1/3，⽽平衡转化率是2/3，求此反应的动⼒学⽅程式。

解：p A AC k C k dtdC 21-=-21002122)1(k k x C x C C C K k k Ae A Ae A Ae Pe ==-===即根据⼀级可逆反应积分式1212121min 08664.082ln 3132ln 18ln1-==+∴+=-+=k k k k x x x k k t AAe Ae 1211m in 02888.0m in 05776.0--==∴k kP A p A AC C C k C k dtdC 02888.005776.021-=-=-5、恒温恒容的⽓相反应A →3P ，其动⼒学⽅程为Vn k dt dn V r A AA =-=-1)(，在反应过程中系统总压p t 及组分A 的分压均为变量，试推导)(A tp f dtdp =的表达式。

解：AtAA AtA A A A AAA A t A A t A A A t kp dtdp RT pk kc V n k dt dp RT dt dp RT dt dp RT dt dc r V n k dt dn v r dtdpdt dp p p p p p p p 221211(1)(22)(3)00======-=-=-=-=--=--=-+=得即8、纯⽓相组分A 在⼀等温等容间歇反应器中按计量式P A 5.2?进⾏反应，实验测得如下数据，时间/min***********∝分压p A /MPa 0.1 0.08 0.0625 0.0510.0420.0360.0320.028 0.020⽤积分法求此反应的动⼒学⽅程式。

化学反应⼯程第三章答案3 釜式反应器3.1在等温间歇反应器中进⾏⼄酸⼄酯皂化反应：325325+→+CH COOC H NaOH CH COONa C H OH该反应对⼄酸⼄酯及氢氧化钠均为⼀级。

反应开始时⼄酸⼄酯及氢氧化钠的浓度均为0.02mol/l ，反应速率常数等于5.6l/mol.min 。

要求最终转化率达到95%。

试问：（1）（1）当反应器的反应体积为1m 3时，需要多长的反应时间？（2）（2）若反应器的反应体积为2m 3，，所需的反应时间⼜是多少？解：（1）00222000001()(1)110.95169.6min(2.83)5.60.0210.95===?---=?=?-?AfAf X X A A AA A A A A A A A dX dX X t C C R k C X kC X h(2) 因为间歇反应器的反应时间与反应器的⼤⼩⽆关，所以反应时间仍为2.83h 。

3.2拟在等温间歇反应器中进⾏氯⼄醇的皂化反应： 223222+→++CH ClCH OH NaHCO CH OHCH OH NaCl CO以⽣产⼄⼆醇，产量为20㎏/h ，使⽤15%（重量）的NaHCO 3⽔溶液及30%（重量）的氯⼄醇⽔溶液作原料，反应器装料中氯⼄醇和碳酸氢钠的摩尔⽐为1：1，混合液的⽐重为1.02。

该反应对氯⼄醇和碳酸氢钠均为⼀级，在反应温度下反应速率常数等于5.2l/mol.h ，要求转化率达到95%。

（1）（1）若辅助时间为0.5h ，试计算反应器的有效体积；（2）（2）若装填系数取0.75，试计算反应器的实际体积。

解：氯⼄醇，碳酸氢钠，和⼄⼆醇的分⼦量分别为80.5,84 和 62kg/kmol,每⼩时产⼄⼆醇：20/62=0.3226 kmol/h每⼩时需氯⼄醇：0.326680.591.11/0.9530%?=?kg h每⼩时需碳酸氢钠：0.326684190.2/0.9515%?=?kg h原料体积流量：091.11190.2275.8/1.02+==Q l h氯⼄醇初始浓度：00.32661000 1.231/0.95275.8?==?A C mol l反应时间：02000110.952.968(1) 5.2 1.23110.95===?=-?-??AfAf X X A A A A B A A dX dX t C h kC C kC X 反应体积：0(')275.8(2.9680.5)956.5=+=?+=r V Q t t l（2）（2）反应器的实际体积：956.512750.75===r V V l f3.3丙酸钠与盐酸的反应：2525+?+C H COONa HCl C H COOH NaCl为⼆级可逆反应（对丙酸钠和盐酸均为⼀级），在实验室中⽤间歇反应器于50℃等温下进⾏该反应的实验。

化学反应工程第三版李绍芬1. 简介《化学反应工程第三版李绍芬》是一本关于化学反应工程的经典教材，由李绍芬教授主编。

本书主要介绍了化学反应工程的基本概念、原理和应用，涵盖了从反应动力学到反应器设计的各个方面内容。

2. 内容概要本书共分为十个章节，内容涵盖广泛，包括了反应动力学、反应器理论与设计、传热与传质、固定床反应器等。

•第一章介绍了化学反应工程的基本概念和主要内容，为后续章节的学习打下基础。

•第二章详细介绍了反应动力学的理论与实践，包括反应速率方程、反应级数、反应速率常数等概念。

•第三章探讨了反应器的类型和基本原理，包括批式反应器、连续式反应器、半批式反应器等。

•第四章介绍了反应器的设计原则和方法，包括选择反应器类型、确定反应器尺寸等。

•第五章讲解了传热和传质在反应工程中的重要性，介绍了由传热与传质引起的影响和计算方法。

•第六章介绍了固体颗粒的基本性质和反应器，包括固定床反应器的设计和操作。

•…本书结合了理论和实践，并通过大量的实例和案例讲解，使读者能够更好地理解和应用化学反应工程的知识。

3. 特点与亮点《化学反应工程第三版李绍芬》的特点与亮点主要体现在以下几个方面：•综合性和系统性：本书囊括了化学反应工程的各个方面内容，从基本概念到实际应用都有所涉及，能够满足读者全面学习的需求。

•理论与实践结合：本书不仅介绍了反应工程的理论知识，还通过大量实例和案例进行讲解，帮助读者将理论应用到实际中。

•说明详细、语言简洁：本书的说明详细且语言简洁，能够让读者更容易理解和掌握知识。

•更新与全面：本书是第三版教材，对于最新的研究成果和进展进行了更新，并且涵盖了化学反应工程的全面内容。

4. 适用对象《化学反应工程第三版李绍芬》适用于化学工程、化学专业的本科生和研究生，以及从事相关工作或研究的专业人士。

无论是从事科研、工程设计还是教学的相关人士，都可以通过阅读本书来提高自己的理论水平和实践能力。

5. 总结《化学反应工程第三版李绍芬》是一本全面系统介绍化学反应工程的经典教材，其内容涵盖了化学反应工程的各个方面，可以帮助读者更好地理解和应用化学反应工程的知识。

《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。

第二章均相反响动力学1.有一反响在间歇反响器中进行,经由8min后,反响物转化失落80％,经由18min后,转化失落90％,求表达此反响的动力学方程式.3、在间歇反响器中有一级液相可逆反响,初始反响时CA0=0.5mol/L,CP0=0反响8min后,A的转化率为1/3,而均衡转化率是2/3,求此反响的动力学方程式.解：依据一级可逆反响积分式5.恒温恒容的气相反响A →3P,其动力学方程为,在反响进程中体系总压pt及组分A的分压均为变量,试推导的表达式.解：8.纯气相组分A在一等温等容间歇反响器中按计量式进行反响,试验测得如下数据,时光/min 0 2 4 6 8 10 12 14 ∝分压pA/MPa用积分法求此反响的动力学方程式.解：因为当时,常数,是以假设为一级可逆反响.第三章均相反响进程1.液相一级等温反响在间歇釜中达到70%转化率须要12min,若此反响移到同温度下平推流反响器和全混流反响器中进行时,所须要的空时和空速各为若干？解：3.液相反响在一间歇反响器中进行,反响速度如下表所示：CA/mol/L(-rA)/mol/(L.min)（1）若CA0=1.3mol/L,,则反响时光为若干？（2）若反响移至平推流反响器中进行,C=.5mol/L,FA0=1000mol/h,求xA0=0.30时所需反响器的大小.（3）当CA0=1.2mol/l,FA0=1000mol/h ,xA=0.75时,求所需全混流釜式反响器大小.解：由表作出曲线（1）0510 2 2 4 10 20（2）5.丙烷裂解为乙烯的反响可暗示为C3H8→C2H4+CH4（疏忽副反响）在772℃等温反响时,动力学方程为-,个中k=0.4h-1.若体系保持恒压p=0.1MPa,ν0=0.8m3/h(772℃,0.1MPa),求当xA=0.5时,所需平推流反响器的体积大小.解：恒压变容反响8.一级反响A→P,在一体积为VP的平推流反响器中进行,已知进料温度为150℃,活化能为84kJ·mol-1,如改用全混流反响器,其所需体积设为Vm,则Vm/Vp应有何干系?当转化率为0.6时,假如使Vm=Vp,反响温度应若何变更?如反响级数分离为n=2,1/2,−1时,全混流反响器的体积将如何转变？解：PPT课件答案rA????;k=9.92×10-3[m3/kmol·s];CAO=0.1[kmol/m3];CBO=0.08[kmol/m3];xA=0.95;t/=1[h];天天处理300kg环戊二烯.求：反响器有用容积？; (-rA)==[h]V=3.在等温间歇反响器中进行乙酸乙酯皂化反响：CH3COOC2H5+NaOH→CH3COONa+C2H5OH该反响对乙酸乙酯及氢氧化钠均为一级.反响开端时乙酸乙酯及氢氧化钠的浓度均为0.02mol/l,反响速度常数等于 5.6l/mol.min.请求最终转化率达到95%. 试问：（1）当反响器的反响体积为1m3时,须要多长的反响时光？（2）若反响器的反响体积为2m3时,所需的反响时光又是若干？解：（1）t=CA0∫0XAfdXA/(-RA)=CA0∫0XAfdXA/[k2A0C2A0(1-XA)2]=1/(kCA0) ×XA/(1-XA) =1/(5.6×0.02)×0.95/(1-0.95)=169.6min（2.83h）（2）因为间歇反响器的反响时光与反响器的大小无关,所以反响时光仍为2.83h.4.平推流反响器中进行二级反响,当进料初浓度从30％降到4％,若请求反响成果的残存浓度保持在0.1%,问进料流率应作若何调剂？5.。

反应工程知识点第1章绪论1.反应动力学主要研究化学反应进行的机理和速率。

2.反应工程一般是按反应物系的相态来分类，将化学反应分为均相反应和多相反应两大类.3.根据反应过程是否使用催化剂,将化学反应分为催化反应和非催化反应两大类。

4.反应进度是指任何反应组分的反应量与其化学计量系数之比，反应进度永远为正值。

5.转化率是针对反应物而言的，收率则是对反应产物而言，转化率、收率和选择性三者的关系：Ｙ＝SX。

6.化学反应工程的主要研究对象是工业反应器,反应器设计的核心内容是确定反应体积，反应器设计最基本的内容是:①选择合适的反应器型式；②确定最佳的操作条件；③确定反应体积。

7.工业反应器放大主要方法是逐级经验放大法和数学模型法。

8.反应器类型可以搞看图填写。

9.工业反应器有三种操作方式：①间歇操作；②连续操作;③半间歇（或半连续操作).第2章反应动力学基础1。

反应速率是指单位时间内单位体积反应物系中某一反应组分的反应量.2。

以反应为例，其反应速率的表达式是或或,用反应进度表式反应速率的表达式：，其反应物转化量与反应产物生产量之间的关系。

3.在溶剂及催化剂和压力一定的情况下，定量描述反应速率与温度及浓度的关系的关系式叫做速率方程或动力学方程，其数学函数表达式,以以不可逆基元反应为例，其速率方程为.4.k为反应速率常数，为温度的函数，其关系式为。

5.绝大多数反应都是非基元反应,但是非基元反应可以看成是若干基元反应的综合结果,即反应机理。

6。

不论可逆反应还是不可逆反应，反应速率总是随着转化率的升高而降低（降低或升高）；不可逆反应及可逆吸热反应，反应速率总是随着温度的升高而加快(减慢或加快）;至于可逆吸热反应，反应温度按最佳温度曲线操作，反应速率最大.7。

在同一反应物系中同时进行若干个化学反应时,称为复合反应。

8。

独立反应是指这些反应中任何一个反应都不可能由其余反应进行线性组合而得到。

9.复合反应包括三个基本反应类型，即并列反应、平行反应和连串反应.10.当一个反应的反应产物同时又是另一个反应的反应物时，这类反应称为连串反应。

第二章均相反应动力学1、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。

3、在间歇反应器中有一级液相可逆反应，初始反应时C A0=0.5mol/L，C P0=0反应8min后，A的转化率为1/3，而平衡转化率是2/3，求此反应的动力学方程式。

解：根据一级可逆反应积分式5、恒温恒容的气相反应A →3P，其动力学方程为，在反应过程中系统总压p t及组分A的分压均为变量，试推导的表达式。

解：8、纯气相组分A在一等温等容间歇反应器中按计量式进行反应，实验测得如下数据，时间/min 0 2 4 6 8 10 12 14 ∝0.1 0.08 0.0625 0.051 0.042 0.036 0.032 0.028 0.020分压p A/MPa用积分法求此反应的动力学方程式。

解：由于当时，常数，因此假设为一级可逆反应。

第三章均相反应过程1、液相一级等温反应在间歇釜中达到70%转化率需要12min，若此反应移到同温度下平推流反应器和全混流反应器中进行时，所需要的空时和空速各为多少？解：3、液相反应在一间歇反应器中进行，反应速率如下表所示：C A/mol/L 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 1.0 1.3 2.0（2）5、丙烷裂解为乙烯的反应可表示为C3H8→C2H4+CH4（忽略副反应）在772℃等温反应时，动力学方程为-，其中k=0.4h-1。

若系统保持恒压p=0.1MPa,ν=0.8m3/h(772℃，0.1MPa)，求当x A=0.5时，所需平推流反应器的体积大小。

解：恒压变0容反应8、一级反应A→P，在一体积为VP的平推流反应器中进行，已知进料温度为150℃，活化能为84kJ·mol-1，如改用全混流反应器，其所需体积设为Vm，则Vm/Vp应有何关系?当转化率为0.6时，如果使Vm=Vp，反应温度应如何变化?如反应级数分别为n=2，1/2，−1时，全混流反应器的体积将怎样改变？解：PPT课件答案1、在间歇反应器中进行液相反应A+B→P，C A0=0.307mol/L，测得二级反应速率常数k=61.5×10-2L/（mol·h）,计算当C B0/C AO=1和5时，转化率分别为0.5,0.9,0.99所需要的反应时间，并对计算结果加以讨论。