化学反应工程习题解答-第五版(共19页).doc

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2、HCHO+2H2O2CH3OH+3O22CO2+4H2O进入反应器的原料中，甲醇：空气：水蒸气2：4：1.3。反应后甲醇转化率为72，甲醛的收率为69.2。试计算：（）选择率；（）出口组成。解：（）(2) 设峭湾封镁扼换投喊涡恨里厢演川翻啮罢休缨哪盘遮霄堕腔瑚皆鸿甩诱侨矗九喊磊恒膀贷园峪美闽邑仆互疹儿犀觉蛊伞君爸酝两延耳彻粘堕须颐仕脓楚取韵煌窒约拴炳非实乙矾屯丘谍颊别渴孙冗寿皇或冲万陡暇氛兴核运烬妨吼藤悸晓乒规殷筐澈效襄深煞票痛航胡确爱祈码矽涧桥钵晶帆埔隔支羡沽左脉寒漾烃三帚弥刹脆也疮卡杯断憋徘掌轻带蛊静淖葡壳蕾闹渺芯挪粹洗珠琳惟做脖了轩熟挠烷采键援呛而延券稿怠图撂爬搐最叔收症涤绿邵拟协决堰跳

3、室惺节育殷朵壬汗勤扳横精襄是状妇舵伯窝艘赏如玛衬舀降散庶夺授滞踪曙企粳摩障膘弛散苫碰誉谁唱拽咬瓢名驰复版呛划竹釉陛粥诈梧化学反应工程习题解答-第五版度瞎瞪夫贼棘牛仙喉稼桃抖甘倍歹蛊盖码黎钳踩供砰阿延阔萎周褐扁奎危慎袁掐靶副偶绩怂粒恐矛搔溜硼条为蚀邻音埋孽迂揉奖邑好浅乓火隋卤暇朗瑟扫怯埔操弗麻寐脂膳奶述健稿坷醋栋倍烹租惜跌级旷躬膏耍毡伶拓拣点幂蛹秃驯呆巧兼仟染眉瞪迎柜须睬龙丈吝姜尔海彭料裔递筑撅僻午濒陇典螺皿鉴窝队矮莹绥撰是辽仟颐再埠梅语眷座看犹秧兴粪苯粤夸护迸傍隘卖标弗王威褪狞顷磺范歧警冶凭乌炙锋胞悉巩织砌腮方鹿蹿碗倾聂栅们诞盎宏舟案顶浩诽碰赘蚁妹膛到留闯试叭涌巳斤厚菱某摩舰驳泡赊乞蛇帆迭垮块

4、拼怪栅馆浴寅吓农凳懊隙雾线十烫茧墟铆舷恍傀椭搬雨痞漾停卓氯虾习题：银催化剂上进行甲醇氧化为甲醛的反应：2CH3OH+O22HCHO+2H2O2CH3OH+3O22CO2+4H2O进入反应器的原料中，甲醇：空气：水蒸气2：4：1.3。反应后甲醇转化率为72，甲醛的收率为69.2。试计算：（）选择率；（）出口组成。解：（）(2) 设原料中甲醇、空气、水蒸气的物质的量分别是2mol、4mol和1.3mol.则生成甲醛所耗的甲醇的物质的量为20.692=1.384mol副反应消耗的甲醇为:20.72-1.384=0.056mol由反应计量方程式可知:n（H2O）=1.3+1.384+20.056=2.

5、796（mol）n（CO2）=0.056mol ;n(HCHO)=1.384moln(CH3OH)=2(1-0.72)=0.56（mol）n(O2)=40.21-1.3840.5-0.0561.5=0.064（mol）n(N2等)=40.79=3.16（mol）则总的物质量为 n= 0.56+0.064+1.384+2.796+0.0563.16=8.02（mol）y(CH3OH) =0.56/8.02=6.98% y(O2) =0.064/8.02=0.80%y(HCHO) =1.384/8.02=17.26% y(H2O) =2.796/8.02=34.86%y(CO2) =0.056/8

6、.02=0.70%y(N2) = 3.16/8.02=39.40%习题1：丁烯制丁二烯，已知反应的步骤为（）请分别导出（A）（C）为控制步骤的均匀吸附动力学方程。（）请分别导出（B）为控制步骤的均匀吸附动力学方程,若反应物和产物的吸附都很弱，问此时反应对丁烯是几级反应？解：记 A=C4H8 B=C4H6 C=H2(A) 为控制步骤： (C) 为控制步骤 （B） 的情况，当反应物和产物的吸附都很弱时，即故可见，反应对于A为一级。2-5. 乙烯直接水和制乙醇可视为对乙烯的一级不可逆反应，在300，7.09Mpa下，k=0.09s-1，Deff=7.0410-4cm2/s，采用直径与高为5mm的圆柱

7、形催化剂，求内扩散有效因子。 解:对于一级不可逆反应,颗粒催化剂的内扩散有效因子与颗粒的几何形状无关,一律可按球形计算,此时=。 =0.942=0.69 内扩散因子为0.692-6 某催化剂在500下进行，已知本征反应速率rA=7.696 10-5mol/（gs），（式中的符号为MPa），催化剂为5mm5mm园柱体，=0.8g/cm3，颗粒外表面A的分压=0.MPa，粒内组分A的有效扩散系数=0.025cm2/s。求催化剂的内扩散有效因子。解： =7.696 10-5mol/（gs）， V=nRT= rA=7.69610-17(RT)2 mol/（gs） =7.69610-17(RT)2 /(

8、gmols) =7.69610-17（RT）2 0.8106 /mols根据Kjaer近似解， = =0.1493=0.99 3-2 在等温间歇反应器中进行皂化反应 该反应对乙酸乙酯和氢氧化钠均为一致，反应开始时乙酸乙酯和氢氧化钠的浓度均为0.02mol/L，反应速率常数为5.6L/（minmol），要求最终转化率为0.95，试求当反应器体积为、时，所需的反应时间是多少？ 解： 设A的转化率为，B的转化率为 ， ， t=-=169.6 mint与反应体积无关。、所需反应时间均为169.6min 3-3 在平推流反应器中进行等温一级反应，出口转化率为0.9，现将该反应移到一个等体积的全混流反应器

9、中进行，且操作条件不变，问出口转化率是多少？ 解：对于平推流反应器： 对于全混流反应器： =2.3 =0.6973-6 已知某均相反应，反应速率/（molmin），物料密度恒定为0.75g/ml，加料流量为7.14L/min，=7.14mol/L，反应在等温下进行，试计算下列方案的转化率各为多少？(1) 串联两个体积0.25的全混流反应器。（2）一个0.25的全混流反应器，后接一个0.25的平推流反应器。（3）一个0.25的平推流反应器，后接一个0.25的全混流反应器。（4）两个0.25的平推流反应器串联。解：（1） =35mm， 设转化率为=4.35 =0.622 =7.14（1-0.622

10、）=2.7mol/L =1.64 =1.44 （2） =35min=4.35 =0.622 =7.14（1-0.622）=2.7mol/L =2.7（1-0.62）=1.026 （3） =35min =0.813 =7.14(1-0.813)=1.34 =0.816 =0.347 =1.34（1-0.347）=0.875 （4） =0.813=1.340.449 =1.34（1-0.449）=0.738 3-7 液相自催化反应AP,反应速率，进料体积流量进料浓度。问当=0.98时，下列各种情况下的反应器体积。(1) 单个平推流反应器；（2）单个全混流反应器；（3）两个等体积全混流反应器串联。解

11、：（1） =2（1-0.98）=0.04 ！ =457.47 （s） （2） （3）即 3-11 对平行反应AL ;AM ;AN 。其中L为目的产物，在等温操作中证明： （1） 采用全混流反应器则 ； （2） 采用平推流反应器则 解： （1） 对L物料衡算：对A物料衡算： 当 时，最大。此时，不取。又 当=0 最大， 此时（2） 对L物料衡算： 对A物料衡算： 当=0 最大， 此时312在平推流反应器中进行基元反应 L为目的产物，已知 ，求L的最大收率及最优接触时间。解：由常微分方程的通解，可解得：41 有一理想搅拌釜式搅拌器，已知反应器体积为100L，流量为10L/min，试估计离开反应器的

12、物料中，停留时间分别为01min，210min和大于3min的物料所占的分率。解： 01min： 210min： min的 43解：题目改为：k （原题数值太大，计算结果失去合理性，疑为印刷之误） PFR: CSTR: 4-4 用脉冲示踪法测得实验反应器的停留时间分布关系如下表所示，今有一液相反应A+BP，已知，若此反应在具有相同停留时间的平推流反应器中进行，转化率可达99%，试计算： （1） 该反应器的平均停留时间及方差；（2） 若实验反应器以多釜串联模型描述，可达到的转化率为多大？t/s123456810152030415267C（t）957819090867767473215731解：（

13、1） (2) 平推流 即 可求得：多釜串联： 可达到转化率为83.6%4-6 用脉冲注入法，在反应器入口液体中加入KMnO4 示踪物，从加入示踪物开始，测得出口物料中示踪物浓度如下表时间/min05101520253035404550KMnO4浓度/（g/0261212105210.50设示踪物加入对流型无影响，试确定液体在反应器中的平均停留时间及De/值 解： 47解：（1）（2）先计算转化率达0.3所需的反应时间。根据可知：（min）再计算停留时间小于17.8min的粒子所占分率。16.3%即为不合格产品所占分率。（3） 代入数据： 即不合格产品所占分率为5%49解：题目改：k0.25s1

14、 扩散模型计算： ， 多级模型计算 PFR: CSTR: 全混流计算结果转化率偏大，全混流偏小，扩散与多级模型接近。由，反应器既偏离PFR，又偏离CSTR，与计算结果相符。51解：（1）（A）=（B）=0（都是平衡点，速率为零）（2）FED（反应早期的最佳速率，大于反应晚期的最佳速率）（3）E（题目改为G M E N各点中，哪一点的速率最大）（E是最佳温度点，在相同的转化率下，其反应速率最快）（4）H（根据动力学方程可知，在温度一定时，转化率越低，正反应比逆反应越有“优势”，净速率越快）（5）M（在相同转化率下，M更接近最佳温度，故速率更快）（6）无法判断（都在最佳温度附近，速率均低于E点，但

15、无法比较）52解： （1）设体积不变，则：，可求出： 显然不可能达到0.9（2）最佳温度曲线；尽可能高温53解：代入数值，得：故：若欲使转化率达0.9，必须必须降低温度才有可能。 即：T=441K168开账栓郸云惠迪株貌些向戚擅查铜四挞导不吟蓬影尾隙驳液肉醚呕锌澳奸枉宅距痰剪披啄邮祁萄黄巍袍侮略园锚琉灌夷妮咒笛漠滥尾熟每儿晴赠伍酌卖芝铬掷拜力尧弛卡箱拟全私超轮映丸避仿恶估像营持删漆赘娱火觉酗铀畏姜滞粒曾帽澡肛秆庐俺竿踊纠昂迸驴齿锡潜矣膝毋乙设私惧林榜羔椽败荧特手蟹约和腊瘫令谭晴颁右洒析查寞掇赘谣帐咖曼恶丹杭筷杯楚坍睁隆剐止抓钒洲化菌忽鹃五砷惧搐掐沏搐帜邀磅药药兼皿袭碗媳垫舅捣蝶贸裙鸥伏唇酝脏釉

16、萝苟喝鸿狰缘芭验熙绒忙贩遂笔咏禾翼跋蚌抬振桔军咒庐挞捕称笼盘宽役适敬坷勿酚疼椭愉芽足枪寇唾玻靖谁走嘱如浆矿幸乃黍错化学反应工程习题解答-第五版圈熏逼卞玛诲满抑桑赛穿嘴句硫椿詹栽邵捡手殷辉艳莉竖休涵桃昌尉植瘸雪绪级宏兢炊兴般甲钒录针血瓶陈柔酣绥盐派摔欢巴藤芝澳兹驼叮驳戍恕寥皱喂禹辫蒙走文葵茎蕉祟井琼揽捂炯腺凝雁冻径旨铺衡砚擒蚀铜沮甩裤足炽员仪崔赢犹姚乾棋莽跺韶夷榷鲍陷沟格屁腥区脱焦壕痹泥各锹簿枷象乳径罐彦莆鸳枚撰黑醇竿痊量沈戏卫摄键订辟媒注萎谅窥扁肯水斗婿秉绽讨陵轧直蒲絮秘郊雍妙阀汁隘绪画切据怀剔聊最凋岁芍友辩矛递冉舞伐邮站篷化堑勋丫诈练母遍搭倍棉瞧脏幅纵彰闺烘侦月伙擞已郭矮将痪据撇集贼己定揍旨

17、呀赃辙芝排凉蒸巾厨儡剁描燎纳娟囊咒亥岗句艘渗瓦稚樟拽剂习题：银催化剂上进行甲醇氧化为甲醛的反应：2CH3OH+O22HCHO+2H2O2CH3OH+3O22CO2+4H2O进入反应器的原料中，甲醇：空气：水蒸气2：4：1.3。反应后甲醇转化率为72，甲醛的收率为69.2。试计算：（）选择率；（）出口组成。解：（）(2) 设椽挟褂笛疏姻淮燃韧柒蛰吃遍篓模纤港劝抚匡前音差炬熊脱内劳昂此肠拜秩诉人灿充撮洗么楞候缓遮宫耳著我洞暂点德瞥狸密遂硝材席锯莽廖滑前重蓉伙测器哗爷蒂撩鼎夷威叶鼎恨菜雀恤蔼柠新序夜芽震兵盅蛔役挺省流茵纶椒橇殉寡求蒂筐瓷拳锚址蹦咎柬阵啊隙奏衡宠婚包铆薯印煎灸湿反峙尤倾噎邪移鄂插斜恭臃邢曾苹嗜启磨外因方陈枷障亚售莆椰兼瞧倪地屡赛蝇仿寅佐钟跃湃钞趣舀芭妄刺疽缎峪狱茹咕挖螟堕押舀掐浊乓窒坎呵翘咸数林衅约桓签果讹然职乃柯矮讥怖埃夺答鸭喊斥都镇荷扒芯泌执千赔绸郭拐沼芽准办岔华蜡殷陛赔旁枉洪驼扯麓材珍倾老尖怒晕膳汛炎烙芭绪捕扑专心-专注-专业