1 绪 论1.1在银催化剂上进行甲醇氧化为甲醛的反应：3222CH OH O 2HCHO 2H O +→+ 32222CH OH 3O 2CO 4H O +→+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：0.629Y S 0.961196.11%X 0.720====（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），A P 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 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（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 mol n O =n O0-1/2n P -3/2n C =0.8788 mol n N =n N0=43.28 mol1. 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：23CO 2H CH OH +⇔23222CO 4H (CH )O H O +⇔+ 242CO 3H CH H O +⇔+24924CO 8H C H OH 3H O +⇔+222CO H O CO H +⇔+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Bkg/h 粗甲醇100kmol 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 2 2.92 10.29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。
第一章习题1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? ?水溶液流量为10m 3hr -1。
9 反应O 2H N 2NO 2H 222+→+，在恒容下用等摩尔H 2，NO 进行实验，测得以下数据总压/MPa0.0272 0.0326 0.0381 0.0435 0.0543 半衰期/s 265 186 135 104 67求此反应的级数。
10 考虑反应3P A →，其动力学方程为Vn k 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。
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2A →R+SA 组分分压与时间关系见下表:t /sec 0 20 40 60 80 100 120 140 160 p A /MPa 0.1 0.096 0.080 0.056 0.032 0.018 0.008 0.004 0.002 试求在100℃，0.1MPa 下，进口物流中包含20%惰性物，A 组份流量为100mol·hr -1，达到95%转化率所需的平推流反应器的体积。
17间歇操作的液相反应A→R，反应速率测定结果列于下表。
欲使反应物浓度由c A0=1.3kmol·m-3降到0.3 kmol·m-3需多少时间?c A/kmol·m-30.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 1.0 1.3 2.0(−r A)/kmol·m-3min-0.1 0.3 0.5 0.6 0.5 0.25 0.10 0.06 0.05 0.045 0.0421c A0=c B0=5mol·m3，动力学方程式为−r A=kc A c B，其中k=100m3kmol-1min-1。
求：(1)反应在平推流反应器中进行时出口转化率为多少？(2)欲用全混流反应器得到相同的出口转化率，反应器体积应多大?(3)若全混流反应器体积V R=0.001m3，可达到的转化率为多少?已知k=1m3kmol-1hr-1，c B0=3kmol·m-3，c A饱和=0.02kmol·m-3，水溶液流量为10m3hr-1。
化学反应工程第二版习题解答目录第一章练习1第二章练习15第三章练习32第四章练习39第五章练习52第六章练习57第七章练习65第八章练习72《化学反应工程》第二版习题解答第一章练习1化学反应式和化学计量式有什么相同点和不同点？化学反应式中的化学计量系数和化学计量方程式中的化学计量系数之间的关系是什么？答：化学反应式中计量系数恒为正值，化学计量方程中反应物的计量系数与化学反应式中数值相同，符号相反，对于产物二者相同。
2什么是基本反应？基本反应动力学方程中的活化能和反应级数是什么意思？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?答：如果反应物严格按照化学反应式一步直接转化为产物，则该反应为基本反应。
基本反应符合质量作用定律。
基本反应活化能是指1摩尔活化分子的平均能量高于普通分子的平均能量。
基本反应的反应级数是反应的反应分子数。
所有不符合质量作用定律的反应都是非基本反应。
非元素反应的活化能没有明确的物理意义，它只决定了反应速率对温度的敏感性。
非元素反应的反应级数是一个经验值，它决定了反应速率对反应物浓度的敏感性。
三若将反应速率写成?ra??dca，有什么条件?dt答：化学反应的进行不引起物系体积的变化，即恒容。
4为什么用间歇式反应器实验测定均相液相反应过程的动力学方程？答：在间歇反应器中可以直接得到反应时间和反应程度的关系，而这种关系仅是动力学方程的直接积分，与反应器大小和投料量无关。
5.现有的基本反应过程如下。
请写下每种成分的形成速率和浓度之间的关系。
(1)a+2b?ca+c?d(2)a+2b?cb+c?dc+d→e（3） 2a+2b？C1化学反应工程第二版的问题解决a+c?d解2ra？？k1cacb？k2cc？k3cacc？k4cd2rb？？2k1cacb？2k2cc（1）rc?kcc?k2cc?k3cacc?k4cdrd?k3cacc?k4cd2ra??k1cacb?k2cc21ab(2)2rb??2k1cacb?2k2cc?k3cbcc?k4cdrc?kcc?k2cc?k3cbcc?k4cd?k5cccd?k6cerd?k3cbcc?k4c d?k5cccd?k6ce22ra??2k1cacb?2k2cc?k3cacc?k4cd22rb??2k1cacb?2k2cc21ab(3)rc?kcc?k2cc?k3cacc?k4cdrd?k3cacc?k4cd221ab六气相基元反应a+2b→2p在30℃和常压下的反应速率常数kc=2.65×104m6kmol-2s-1。
