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化学反应工程1-2章习题答案

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化学反应工程1-2章答案（华东理工大学张濂版课后习题）
第一章
1-1 乙苯循环量：46kg/h 补充的新鲜乙苯：100-46=54 kg/h
单程转化率=（100-46）/100×100%=54%
选择率=（48/105）/(54/107)×100%=90.6%
单程摩尔收率=（48/105）/(100/107)×100%=48.9% 单程质量收率=48/100×100%=48% 总摩尔收率=（48/105）/(54/107)×100%=90.6% 总质量收率=48/54×100%=88.9%
单耗（摩尔）=1/90.6%=1.104 单耗（质量）=1/88.9%=1.124
1-2以100kg进口气体为基准，设甲醛转化量为xkg
则：进口出口
100kg 100kg
甲醛：10kg 1.6kg
丁炔二醇：0kg 7.65kg
转化率=（10-1.6）/10×100%=84%
选择率=（7.65/86）/((10-1.6)/30)×100%=31.76%
单程质量收率=7.65/100×100%=7.65%
总质量收率=7.65/(10-1.6)×100%=91.07%
1-3得到的顺丁烯二酸酐：20.27×34.5%=6.99t
质量收率：6.99/7.21×100%=96.9%
摩尔收率：(6.99/98)/(7.21/78)×100%=72.7%
第二章
2-1 化学计量方程式不影响速率表达式，因此
以反应物B和产物P表示的反应速率表达式为：(-r B)=k B C B2C p2
2-2k C=(-r A)/C A n k P=(-r A)/P A n
n=0 (-r A)=k C=k P mol/m3﹒h
n=1 k C =(-r A)/C A=( mol/m3﹒h)/(mol/L)=(103h)-1
k P=(-r A)/P A=( mol/m3﹒h)/Mpa=mol/m3﹒h﹒Mpa
n=2 k C=(-r A)/C A2=( mol/m3﹒h)/ (mol/L)2=(106h﹒mol)-1
k P=(-r A)/P A2=( mol/m3﹒h)/(Mpa)2= mol/m3﹒h﹒Mpa2 2-3 t1=8d=11520min T1=20℃=293K
t2=10min T2=120℃=393K
ln(r2/r1)=ln(k2/k1)=E/R(1/T1-1/T2)
ln(11520/10)=E/8.314(1/293-1/393)
E=67751J/mol
2-4 ln(r2/r1)=ln(k2/k1)=E/R(1/T1-1/T2)
1）r2/r1=2 T1=473K E1=156.9kJ/mol
ln2=156.9×103 /8.314(1/473-1/T2)
T2=482.3K=209.3℃△T=9.3℃
2)同1），ln2=104.6×103 /8.314(1/473-1/T2)
T2=489K=216℃△T=16℃
2-5 ln(r2/r1)=ln(k2/k1)=E/R(1/T1-1/T2)
ln2=E1/8.314(1/300-1/310) E1=57616J/mol
同理：ln2=E2/8.314(1/400-1/410) E2=94607J/mol ln2=E3/8.314(1/500-1/510) E3=144040J/mol
ln2=E4/8.314(1/600-1/610) E4=208332J/mol。

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化学反应工程陈甘棠第二章第三节

化学反应工程陈甘棠第二章第三节


c p 0e k 2 t 1
设cp0=cs0=0
cp/cA0k2k 1k1 ek1t ek2t p
2019/12/18
c s/cA 0cA 0 c c A A 0 cp 1 k 1 e k k 2 2 t k k 2 1 e k 1 t
s
2）得率XP : 生成的目的产物P的摩尔数与着眼组分A的起始 摩尔数之比
XP

nP nP0 nA0
得率、收率、转化率之间的关系为：
XPPxA
当xA=1时， XP P
2019/12/18
3）选择性SP：生成目的产物P的摩尔数与生成某副产物S的 摩尔数之比
2、平行反应
SP

nP nS
nP0 nS0
ln k 2
km
k1
km——对数平均速率常数
当k1=k2时， c p ktekt cA0
dc p 0 dt
得
t* 1
k
2019/12/18
用转化率来表示
瞬时收率
2019/12/18
A k1 P k2 S
p

dc p dc A
dc p dt dcA dt
k1cA k2cp k1cA
2019/12/18
集总法 : 将性质近似的反应组分进行合并，把它当作一个 反应组分看待，然后研究这些合并后的虚拟组分 间的动力学关系，这种处理方法称为集总法。
例如：
最简单的催化裂化反应模型为：
重质油
汽油
焦炭+轻质气体
2019/12/18
B
k4
k3
D
k2
C
k5
设各个反应均为一级不可逆反应，以各组分表示的反应
(完整版)化学反应工程习题

(完整版)化学反应工程习题

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。

化学反应工程习题

化学反应工程习题

2 −1
若将此反应器改为同体积的 PFR， 反应条件不变， 则 x Af （1） 当在 CSTR 中的 x Af = 0.50 时， 为多大？ （2）当在 CSTR 中的 x Af = 0.50 时，若将此反应器增大 10 倍，则 x Af 又为多大？
（3）若反应为零级时，求（1） ， （2）的计算结果。 （1） 若反应为 1 级时，重复（1） （2）的计算要求。 5-8 证明两釜串联中进行一级反应， 一定转化率下， 两釜体积大小相同， 则其总体积为最小？
0.8mol / l 、1mol / l 时，进料体积流量为 120l / min ，求所需反应器体积，并讨论计算结果。
5-6 在一个体积为 300 l 的反应器中，86℃等温下将浓度为 3.2 kmol / m 的反应物 A 分解
3
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
A→ P+S
该反应为一级反应，86℃下 k = 0.08s 。最终转化率为 98.9%，试计算 A 的处理量。 （1） 若反应器为间歇操作，且设辅助时间为 1.5 min / （2） 若反应器为 CSTR，并将结果与（1）比较； （3） 若 A 的浓度增加一倍，其他条件不变，结果如何？ 5-7 在体积为 VR 的反应器中进行液相等温反应 A → P ，已知反应速率为 (− rA ) = kc A ，求：
3
−1
−1
含 P 与 S 。试计算 P 的最大收率和总选择性以及达到最大收率时所需反应器体积。
1 2 4-6 反应 A ⎯ ⎯→ B⎯ ⎯→ C 在平推流反应器中进行，两步反应均为一级 k1 = 172.5h ，
k
k
−1
进 料 为 纯 净 的 A 的 物 质 ， c A0 = 0.05kmol / m ， v0 = 0.15m / h 。 反 应 管 的 截 面 积 为
化学反应工程教材课后习题答案-李绍芬-天津大学

化学反应工程教材课后习题答案-李绍芬-天津大学

法求得 t=3.5h 时该点的切线，即为水解速率。 切线的斜率为
0.76 6.1
0.125mol
/
l .h
由（2.6）式可知反应物的水解速率为
rA
dC A dt
0.125mol
/ l.h
2.2 在一管式反应器中常压 300℃等温下进行甲烷化反应：
CO 3H2 CH4 H2O
催化剂体积为 10ml，原料气中 CO 的含量为 3%，其余为 N2,H2 气体，改变进口原料 气流量 Q0 进行实验，测得出口 CO 的转化率为：
0.65 0.04 0.34
1.79
故 CO 的转化速率为
C A0
PA0 RT
0.1013 0.03 8.314 103 573
6.38 104 mol / l
rA
C A0
dX A d (VR / Q0
)
6.38
104
1.79
1.14
103
mol
/
l . min
2.3 已知在 Fe-Mg 催化剂上水煤气变换反应的正反应动力学方程为：
解：利用（2.10）式及（2.28）式可求得问题的解。注意题中所给比表面的 单位换算成 m2/m3。
(1)kv bkw 1.13 103 0.0535 60.46kmol / m3 .h
(2)kg
b av
kw
b
b 30 103
kw
1.78 106kmol
/ m2.h
(3)k p
(
1 P
1绪 论
1.1 在银催化剂上进行甲醇氧化为甲醛的反应：
2CH3OH O2 2HCHO 2H2O 2CH3OH 3O2 2CO2 4H2O