2023年反应工程习题库.pdf

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1、第一章绪论1.化学反映工程是一门研究 的科学。（化学反映的工程问题）2 .化学反映工程是一门研究化学反映的工程问题的科学，既以 作为研究对象，又以 为研究对象的学科体系。（化学反映、工程问题）3 .是化学反映工程的基础。（三传一反）4 .化 学 反 映 过 程 按 操 作 方 法 分 为、操作。（分批式操作、连续式操作、半分批式）5 .化学反映工程中的“三传一反”中 的 三 传 是 指、。（传质、传热、动量传递）6.不管是设计、放大或控制，都需要对研究对象作出定量的描述，也就要用数学式来表达个参数间的关系，简 称 一（数学模型）7 .在建立数学模型时，根据基础资料建立物料、热 量 和 动 量

2、衡 算 式 的 一 般 式 为 （累积量=输入量-输出量）8.“三传一反”是化学反映工程的基础，其 中 所 谓 的 一 反 是 指。（D）A.化学反映 B.反映工程 C.反映热力学 D.反映动力学9.“三传一反”是化学反映工程的基础，下列不属于三传的是。（A）A.能量传递 B.质量传递 C.热量传递 D.动量传递第 二 章 均相反映动力学L 均 相 反 映 是 指（参与反映的物质均处在同一相）P2 .aA+bB-A PP+sS对于反映，则心=（一）。（回）“几 K0 nKXK-3 .着眼反映组分K的转化率的定义式为_ _ _ _。（KO）4 .当计量方程中计量系数的代数和等于零时，这 种 反

3、映 称 为,否则称为.（等分子反映、非等分子反映）5 .化学反映速率式为一%=用浓度表达的速率常数为4c,假定符合抱负气体状态方程，如用压力表达的速率常数KP,则Kc=_ _ _ _ _ _4。（R T 严 防）6.化学反映的总级数为n,如用浓度表达的速率常数为其。，用逸度表达的速率常数长,，则 Kf。（R T）7 .化学反映的总级数为n,如用浓度表达的速率常数为,则*c=K 0RTV（1P J）8.在构成反映机理的诸个基元反映中，假如有一个基元反映的速率较之其他基元反映慢得多，他的反映速率即代表整个反映的速率，其 他 基 元 反 映 可 视 为 处 在。（拟平衡常态）9.当构成反映机理的诸个

4、基元反映的速率具有相同的数量级时，既不存在速率控制环节时，可假定所有各步基元反映都处在_ _ _ _ _ _=（拟定常态）1 0 .活化能的大小直接反映了 对温度的敏感限度。（反映速率）1 1 .一个可逆的均相化学反映，假如正、逆两向反映级数为未知时，采 用 一 法来求反映级数。（初始速率法）1 2 .生 成 主 产 物 的 反 映 称 为,其 它 的 均 为。（主反映、副反映）一 P（主）A1 3 .平行反映 S（副）均为一级不可逆反映，若E 主副，选择性鼠与 无关，仅是 的函数。（浓度、温度）A P(主)E士 E o,l S n1 4.假如平行反映 一，均为一级不可逆反映，若!-副，提高选

5、择性 P应A T S(副)(提高温度)K K)15.一级连串反映A -A PS在全混流釜式反映器中，则目的产物p的最大浓度C，m a x=_CAO_ _ _ _ _ _ 1Topt =e(勺/.严 +1 2、病月)K K)16.一级连串反映A P在平推流反映器中，则 目 的 产 物P的最大浓度C p m,x =(1、出必2/)._1 _ I ln(:/&|)，型=(1 2 J、2 -k 1)K,K2 r17.一级连串反映A -A P-A S在间歇式全混流反映器中，则目的产物P的最大浓度Lp m a*-(,1*2 A*：-*!)1_1 _ I ln(%2 /占)K K 218.一级连串反映A p

6、-S在平推流反映器中，为提高目的产物p的收率，应 k 1 k 。(减少)19.链 反 映 的 三 个 阶 段 为、20 .下列 属 于 均 相 反 映 的 是.(B)A.煤炭燃烧 B.氢气燃烧21.下列属于均相反映的是.(A)A.乙酸乙酯水解 B.C u O的还原22.下列属于均相反映的是。(C)A.催化重整 B.催化裂解23.下 列 属 于 非 均 相 反 映 的 是。(D)A.乙酸乙酯水解 B.氢气燃烧24.下列属于非均相反映的是 o (B)A.乙酸和乙醇的酯化B.加氢脱硫o (链的引发、链的传播、链的终止)C.离子互换D.加氢裂解C.加氢脱硫D.电石水解C.HC 1与Na O H的中和D

7、.水泥制造C.HC 1与Na O H的中和D.催化裂解C.氢气燃烧D.烧类气相裂解25.化学反映C 0+3“2=CH4+H2 ,其中化学反映计量系数为-1的 是 哪 种 物 质。(A)A.C O B,“2 C.D,也 26.化学反映2 N 0+2“2 N2+2 H2O其中化学反映计量系数为+2的 是 哪 种 物 质。(D)A.N O B,2 c,N D.227.对于一非恒容均相化学反映。人 人OBB,反映组分A的化学反映速率一以=_ _ _ _ _ _ _。(A)7=-%A I：1,AA.Vd t B.Vd td CA d CBC.d t D.d t28.对于一非恒容均相化学反映a A A_

8、_ _ _ _“BB,反映产物B的化学反映速率弓=(B)dCA dCpr=,A.V d tB.VdtC.dt D.dt29.对于反映aA+bB-A pP+s S,则=E)。(A)pP_al lA.M lB.Qc.pD.P30.对于反映aA+bB-A pP+s S,则小E)。(0b_p_pb A.PB.bc.wD.P31.气相反映4A+B 3R+S进料时无惰性气体，A与B以3：1的摩尔比进料，则膨胀因子0,=。(C)A.1/4 B.2/3 C.-1/4 1).-2/332.气相反映A+B-3P+S进料时无惰性气体，A与B以1 ：1摩尔比进料，则膨胀因子$A=。(D)A.-2B.-1 C.1 D.

9、233.气相反映2A+B-3P+S进料时无惰性气体，A与B以2：1摩尔比进料，则膨胀因子CA=_ _ _ _ _ _。(C)A.-1B.-1/2 C.1/2 D.134.气相反映2A+B-3P+S进料时无惰性气体，A与B以3：2摩尔比进料，则膨胀因子8=_。(D)A.-1 B.1/3 C.2/3 D.135.气相反映C +3H2 CH4+H2O进料时无惰性气体，C与“2以1 ：2摩尔比进料，则膨胀因子6 co=。(A)A.-2 B.-1 C.1 D.236.气相反映2NO+H2 N2+H2O2进料时无惰性气体，N O与“2以1 ：2摩尔比进料，则膨胀因子5Mo=_。(B)A.-1 B.-1/2

10、 C.1/2 D.137.气相反映N2+3H2=2NH3进料时无惰性气体，与以2：3摩尔比进料，则膨胀因子,&=_ _ _ _。(B)A.-1 B.-2/3 C.2/3 D.138.化 学 反 映 速 率 式 为 一 心,如 用 浓 度 表 达 的 速 率 常 数 为,用 压 力 表 达 的 速 率 常 数 为，则右=_4。(RT)-(a+m(RT)(a+m (R T 产 G(R T)-a I,D.L z39.化学反映速率式为一心=K c C：C,，如用浓度表达的速率常数为 c,用 压 力 表 达 的 速 率 常 数 为，则K p=_ _ _ _ 右。(D)A(R T)-a+,(RT)/i*D

11、.U.40.反映 M o 2c2H 4+H2J =2.0 5：则反映级数 n=。(B)B.1A.0C.2D.341.反映 A +B-c,已知=.1 5s-”,则反映级数n=_ _ _ _ _ _0 (B)A.0B.1C.2 D.342.反映3A -P,已知k=0.15inol-S,则反映级数n=_ _ _ _ _ _。(A)A.0 B.1 C.2 D.34 3反映 C H 3 c o O H +C H3c H20 H-C H3c o e c 2H5+H2O，己知上=231,s/mol,则反映级数n=(C)A.0B.1C.2 D.344.反映 N2+3H2-2 N H 3,已知攵=.8 /妨/,

12、则 反 映 级 数 n 二_ o (C)A.0B.1C.2 D.345.反映 Na O H+HC l Na C l +A.0 B.1H2,已知 则反映级数n=_ _ _ _ _ _。C.2 D.3(C)46.反映 A +B-A.0c,已知k=0.45nw/s,则反映级数n=_ _ _ _ _ _。(A)B.1 C.2 D.347.下列属于平行反映的是_ _ _ _ _ _ o (C)p(主)j A+3.PAA.A +B-Pn P+B-RD.1C.S(副)D.A+B f P=R+S48.串联反映A -P(目的)f R +S,目的产物P 的得率X p=_ _ _ _ _ _。(B)np-nponP

13、 -nP 0p-n ponp-npoA.B.A。C,s -so D.nR 几 RO49.串联反映A -*P(目的)f R +S,目的产物P与副产物s 的选择性Sp=_ o (C)nP -nP 一，2PoP-POA.nA 0 -nAB.A。C.ns _ so D.nR n RO50.串联反映A -P(目的)fR+S,目的产物P 的总收率0P=_ _ _ _ _ _。(A)nP -nP 0np POnP-尸 0np 几P OA.A 0 -nAB.A。C,s 2so D.nR-nR0P(主)A51.假如平行反映S(副)均为一级不可逆反映，若E主提高选择性Sp应._ o (B)A.提高浓度B.提高温度

14、C.减少浓度D.减少温度A5 2.假如平行反映P住)S(副)均为一级不可逆反映，若 主 副，提高收率OP应.。(C)A.提高浓度B.减少浓度C.提高温度D.减少温度53.一级连串反映A -P-S在全混流釜式反映器中进行，使目的产物P浓度最大时的最优空时 呐=。(D)ln(K,/4)A.KK、ln(KJKJB.KK、ln(K JK JC.d1).K&K,54.一级连串反映A-A PA S在全混流釜式反映器中,则目的产物P的最大浓度C/，m a x。(B)T产JCoB (勺/&严+l f cD (K J K?严+l fK,K2 r55.一级连串反映A-AP-S在间歇式反映器中，则目的产物P的最大浓

15、度C-max4。(A)A.c5 1。B (6/&y+1 05降D (匕/七严+1256.一级连串反映AK K2一AP-A S在平推流管式反映器中,则目的产物P的最大浓度C/,m a Xo(A)A.(K/W+l f cCJ o“IC oD (&/严+1257.一级连串反映AP-S在间歇式反映器中进行，使目的产物P浓度最大时的反映时间 刖o (D)A.ln(q/K JK RQ 4 KKZD.KKln(KJK、)B.KK，58.一级连串反映A -P-S在平推流管式反映器中进行，使目的产物P浓度最大时的反映时间 刖=.(C)1_ In(K1/KJ ln(K2 /K1)ln(K-K J59.下列反映没有

16、涉及到链反映的是 o (B)A.石油裂解 B.酯化反映 C.煌类氧化 D.聚合反映60.简述均相反映及其动力学的研究内容？答：参与反映的各物质均处在同一个相内进行的化学反映称为均相反映。均相反映动力学是研究各种因素如温度、催化剂、反映物组成和压力等对反映速率、反映产物分布的影响，并拟定表达这些影响因素与反映速率之间定量关系的速率方程。61.简述链锁反映所具有的基本特性？答：1)链反映具有三个阶段：链的引发、链的传播和链的终止；2)链的引发和传播均需要通过游离原子或游离基；3)游离原子和游离基均具有较高活性，容易受器壁或其它惰性物的作用而重新生成稳定的分子，从而使链反映终止。62.反映2N0+2

17、Hz=N?+2H力，实验测得速率方程为：0刖0 4。试设定能满足实验结果的反映机理。解：机 理 ：2 N 0 +%+H2O2(慢)H2O2+H2-1 H2O(快)YN2 Y=KCj10cH2所以与实验结果相同机 理 ：2 乂。2（快速）N2O2+H2-N2+H2O2（慢速）H2O2+H2（快）达拟平衡态，为速控环节由得代入YN-,=了5 5 N2O2 Hk&CN0&G v oc 2。2沁。左4此机理与实验结果相同，选机理（2）,因其无叁分子反映，而机理（1）是。6 3.由A和B进行均相二级不可逆反映a A A+a B=a Ss,速率方程:y A=dt求：（1）当时的积分式（2）当时的积分式解：

18、（1）C、与CB之比保持恒定ktkt所以aK,k%z一积分得 CA CA O写成转化率时 CA O _/A（2）C.=CA O（1%A）a CG =以。（1 六 A ）=G。（1 -心）aB 5。式中:_%CAO _aBA-AAB%CBO%积分得kt=JIn(l-crCgo _XA.64.反映A-B为n级不可逆反映。已知在300K时要使A的转化率达成20%需12.6分钟，而在340K时达成同样的转化率仅需3.20分钟，求该反映的活化能E。达 20%时，G=0,8 C u)-1r(1.25,-1)x 1 =A/x l(-D C：o t t式中M为常数G=M x总,自40.M/3.2 E,1 1、

19、k3Go M/12.6 8.314 300 340E=29.06(kJ/mol)65.考虑下述连串反映：A 星)8 21C,已知上述反映中每一步均为一级反映，试求A、B和C的浓度随间变化的函数式。解：对于反映物A,应有：积分得 g =孰0呼(-短)de对于B,应有-出f-=klCA-k2CB=kiCA0exp(-klt)-k2CB将上式两端乘以e 4(42,)可得eyp(k2t)dCB+k2CB eq)(k2t)dt=kCA0 e*K&2 匕川力即dCB e*(&f)=kxCM e利(七一匕川力将上式积分得，CB exp(k2t)=kt G0exp(k2-kt)r-lk2 一 hkCB _ 5

20、 _ CM exp(r)-exp(r)k2 k:c A+CB+Cc=CA0,Cc=Co-(C人+G)k kCAO1-1 exp(-匕 f)+-_ 4-exp(-k2t)k2 K,k2 k第 三 章 抱 负 反 映 器1.抱 负 反 映 器 是 指、O 抱负混合（完全混合）反映器、平推流（活寒流或挤出流）反映器2.具有良好搅拌装置的釜式反映器按 反映器解决，而管径小，管子较长和流速较大的管式反映器按 反映器解决。（抱负混合反映器、平推流）3.分批式完全混合反映器操作的优化分析是以、为目的进行优化的。（平均生产速率 0 最大、生产经费最低）4 .全混流反映器的空时T是 与 之比。（反映器的有效容积

21、、进料流体的容积流速）5 .全混流反映器的容积效率n为 与_ _ _ _之比。（反映时间t、空时T）V（F）（AHr）6.全混流反映器的放热速率0。=。（V（pC ）+也！L）7.全混流反映器的移热速率Q，=0 （V。*V。吟）8 .全混流反映器的定常态操作点的判据为_ _ _ _。（G =Q，）d Qrd Qc9.全混流反映器稳定的定常态操作点的判据为、（Qc=Qr d T dT）1 0 .全 混 流 反 映 器 的 返 混。（坡大）1 1.平推流反映器的返混为 0（零）1 2.对 于 恒 容 的 平 推 流 管 式 反 映 器、一致。（平均停留时间、反映时间、空时）1 3.对于恒容的一 管

22、式反映器平均停留时间、反映时间、空时一致。（平推流）1虫假如将平推流反映器出口的产物部分的返回到入口处与原始物料混合，这类反映器为 的平推流反映器。（循环操作）1对于循环操作的平推流反映器，当循环比B-0时为 反映器，而当B-8时则相称于 反映器。（平推流、全混流1 6 .对于循环操作的平推流反映器，当循环比B-0时 反 映 器 内 返 混 为,而当B-8时 则 反 映 器 内 返 混 为。（零、最大）1 7.对于绝热操作的放热反映，最 合 适 的 反 映 器 类 型 为。（全混流串平推流）1 8 .对于反映级数n 0的反映，为减少反映器容积，应选用 反映器为宜。（平推流）2 0 .对于自催化

23、反映，最 合 适 的 反 映 器 为。（全混流串平推流）一（4-g）D 1A i n。g ,4 0（1-24）2 1.对于可逆的放热反映，使反映速率最大的反映温度 卯=o （A（）E 2（G?0 +CAO/A）2 2 .对于可逆的放热反映，达成化学反映平衡时的温度4=。(%O(CR O+CA O/A)2 3 .分批式操作的完全混合反映器非生产性时间。不 涉 及 下 列 哪 一 项。(B)A.加料时间 B.反映时间 C.物料冷却时间 D.清洗釜所用时间2 4.在 间 歇 反 映 器 中 进 行 等 温 二 级 反 映A -B,一4=()加”,当Cw =1加。/时，求反映至CA 所需时间t=秒。(

24、D)A.8 5 0 0 B.8 9 0 0 C.9 0 0 0 D.9 9 0 02 5.在 间 歇 反 映 器 中 进 行 等 温 一 级 反 映A -B,一心=0 0 1 0 4憔 7 ,当时，求反映至=0。1 的/所需时间t=秒。(B)A.4 0 0 B.4 6 0 C.5 0 0 D.5 6 02 6.在全混流反映器中，反映器的有效容积与进料流体的容积流速之比为 o (A)A.空时T B.反映时间t C.停留时间t D.平均停留时间,2 7.全混流反映器的容积效率n大于1.0时，且随着力4的增大而增大，此时该反映的反映级数n_ _ _ _ _。(A)A.02 8.全混流反映器的容积效率

25、n小于1.0时，且随着7 4的增大而减小，此时该反映的反映级数n_ o (D)A.02 9,全混流反映器的容积效率n=1.0时，该反映的反映级数n _ o (B)A.03 0 .全混流釜式反映器最多也许有 个定常态操作点。(C)A.1 B.2 C.3 D.43 1.全混流反映器中有 个稳定的定常态操作点。(B)A.1 B.2 C.3 D.43 2.对于 的反映器在恒容反映过程的平均停留时间、反映时间、空时是一致的。(D)A.间歇式反映器 B.全混流反映器 C.搅拌釜式反映器I).平推流管式反映器3 3 .级不可逆液相反映入=3 2 R,。加=2.3 0 Z。/一;出口转化率“A=，,每批操作时

26、间+=2.0 6，装置的生产能力为5 0 0 0 0 kg产物R/天，用犬=6 0,则反映器的体积V为一 加:(C)A.1 9.6 B.2 0.2 C.2 2.2 D.2 3.43 4.对于自催化反映，最合适的反映器为 o (D)A.全混流反映器 B.平推流反映器C.循环操作的平推流反映器 D.全混流串接平推流反映器3 5.对于绝热操作的放热反映，最合适的反映器为 o (D)A.平推流反映器 B.全混流反映器C.循环操作的平推流反映器 D.全混流串接平推流反映器3 6.对于反映级数n 0 的不可逆等温反映,为减少反映器容积，应选用.*2 时如何选择操作温度可以提高产物的收率？k e-EJRT

27、k 殳刍S=/k =l o f _ _ _ _ _ _c =-e RT C答：对于平行反映、R 勺r k i5 左,J F F“2()e /,所以，当|2时应尽也许提高反映温度，方可提高R 的选择性，提高R的收率。4 6 .在间歇釜中一级不可逆反映，液相反映 A 2R,rA=k CA k m o l/m3 h,k=9.5 2X 1 09e x p-7 4 4 8.4/T h C 7同理(1 +&汇 旧；T=2.3 (m i n)%=V =-1-8-0-0=78 2.6(/3/m i n.)、T 2.35 1.串联全混流反映器进行一级不可逆反映，假定各釜容积、温度相同，=8 9 2(=1 根=0

28、.9,试计算N为1,2,3的反映有效容积，如不考虑非生产性操作时间的条件下分批式反映器的有效容积。XA,N解：运用N(个)123V(“)9 7.847.037.6若采用分批式11-In Int=k 1 /A 0.92 1 0.92.503/1工=逼，其 中T为N=1时T VT=9 7.8l o-=9.7 8.=%9 7.8 =25.03m39.7 85 2.应用两个按最优容积比串联的全混流釜进行不可逆的一级液相反映，假定各釜的容积和操作温度都相同，已知此时的速率常数0.9 2h l原料液的进料速度吗二1 0m 7 h,规定最终转化率A=0.9,试求修、和总容积V。解：对于一级不可逆反映应有。（

29、）一。%dd xA l kCA Q(xA l)_ kCA Q(l xA i)2a（-）rAj=1代 入&加 以 以1攵G o d产得工 川 一4 0 _4,八0（1-冗 八2）%孰0（1-工 川）整理得 焉 一 2/1 +A 2=0 xA 2=0.9尢川=0.6 8 380.6 8 38k(-xA l)-0.9 2(1-0.6 8 38)=2.35(/?)V 1=匕储=23.5(加 )xA 2-_ 0.9 -0.6 8 38k(-xA 2)0.9 2(1-0.9)=2.35()V2=vor2=23.5(/)总容积%匕+匕=47（小）53.用 两 串 联 全 混 流 反 映 器 进 行 一 个

30、二 级 不 可 逆 等 温 反 映，已 知 在 操 作 温 度 下人=0.9 2（小.小 T）C。=2.30.。/优%=1（W ，规 定 出 口 犷0.9,计 算 该 操 作 最 优 容积比（匕/%）和总容积V。4)_ a12解：XA&A 1 k C A O(1 X川)2kCA0 -xAl)33()代入112kCM l-xAA)31kCM l-xAA)2 kCM2(-xAA)2 3%4+3.01%41 0.99=0 xM 0.7410.741kCM(-xMy 1.92 x 2.3 x(l-0.741)2=5.22/?尤42-0.9-0.741kCM(l-xA 2)2 0.92 x 2.3 x(

31、l-0.9)27.515 22=0.6957.51总容积K=%+匕V=10 x(7.51+5.22)=127.3m35 4.应用管径为D=1 2.6 c m的管式反映器来进行一级不可逆的气体A的热分解反映，其计量方程为A=R+S；速率方程为-rA -k CA .而 k=7.8 X 1 0%x pT 9 220/T (s f),原料为纯气体 A,反映压力 P=5 atm 下 恒 压 反 映，T=5 00 C。=0.9,尸 八。=1.5 5 1 401 01/1 1,求所需反映器的管长L,停留时间t,空时T（抱负气体）。解：反映气体的进料体积流速为：挈=粤警四=1 9.6 6（加 的反映流体在管内

32、的体积流速为：FR Tv=-r=F.（3AyA（）xAy R T/P,_ 2-1 _ 1 =RT此处：线=匕0（纯气体）；以0=1.0,A 1 -1,CM P,V=EH）（1 +XA）/CIOC 二 一=/o(l-*A)C*o (I-XQ CAO而“V 入0(1 +5)(1 +5)V I 广(1 +xA)d xAT%)。-5)r =-21 n xA=29.8 8(s)=0.008 3(h)：.k I f,4V 4v0r 4 x 5.46 x l 03x 29.8 8 、L=-7 =彳=-7 =1 3.0(加)冠必 冠)2 3.1 4x(0.1 26)2t =-f -=-l n=1 8.5 7

33、(s)k 1 -xA k 1 -x45 5.液 相 原 料 中 反 映 物 A进 入 平 推 流 反 映 器 中 进 行2A f R的 反 映，已 知CA0=1 i-nol/l,V=21,q=0.05CA2 molI-s求：1）当出口浓度。人=05 如/时的进料流。2）当进料流量%=8 5 m i n时出口浓度,A/。V V解：1）_ 产 d xAT oJo也=,%忆=_L(JL)=20sh 0.05 C/0.05 Q g o2)r =-1-(z-1-1-)、=V =-2-x-6-0=2C40M s0.05 CA CA 0 v0 0.511 2+-=1 2+1 =1 3CAOg=A=0.07

34、7 mol/15 6.自催化反映A +R -2R,其速率方程为：一心=*Q CR,在7 0下等温地进行此反映，在此温度下k=1.5 1 2m/k m o l h；其它数据如下：Cm=0.9 9 k m o l/m3;C =0.01 k m o l/m3；V =1 0 m 7 h；规定反映的转化率 =0.9 9。试求：1）在全混流反映器中反映所需的容积；2）在平推流反映器中反映所需的容积。=.=0.0101解：令CAOC =CA0（1 xA）C R Co+CA()X 八二0AO(+工 人)A-rA=kCQ（-xA a xA）1）全混流反映器所需的容积V=3 A10 x0.99kCM(-xA)a+

35、xA)1.512x0.99(1-0.99)(0.0101+0.99)=661(机 3)2）平推流反映器所需的容积v=_2o_ 心 A=_2o_ _J_!_+上 金 (1-XA)3 +X“)kCM a+l l-4 a+xAV =%inkCA0(a+l)_ 10_1.512x0.99x1.0101in 100+In 1.0001 V=60.8(机)5 7.(A)(P)(S)c6 H6 CbH,Cl C6/4C/2匹反映速度 d t=kxCA在 恒 温 恒 容 下 求（a）平 推 流 全 混 流，求 S p,其中kt=1.0(/?-1)k2=0.5(/?),V/v0=r =l(/z),CP 0=Cs

36、 o=0 CA 0=mol /，解：(a)CA=CA 0 e x p-匕T =0.36 8 w o/HQ _，IA O 1L k F(e-2 -E(e-5-*=0 47 7 m。”CS=CAO-(Q+CP)=1-(0.36 8 +0.47 7)=0 用.q =2 0.47 7cs =OJ55=3.O8(b).J o(，A O -C 4)=KC,C=d4 1 +Z/J+K (K=&T)v0Cp=V(kCA-k?Cp)c=:C/匕C u).P 1 +k2r=(1 +2r)CA=0.5 m o l/lCp=0.333m o l/l C s =0.1 6 7 m o l/lS p 3p r5 =2.0

37、5 8.(A)(P)(S)c6 H6 C.H.Cl C6/4C/2反映速度 出=k.CA,在恒温恒容下求等容积的两釜串联全混流反映器内进行这一反映时，求 目 的 产 物 P 的 选 择 性 S p ,其 中kx=1.0(/z-,)k2=0.5(”),V/V()=r =1(h),Cpo=Cs 0=0 CA Q=mol /1解：等容积釜串联应有7 =7+2弓=1/2T=0.5%对第二个全混流反映器作物料衡算%(CM CA 2)=klCA 2V2对于 p：%(。4 1 -C42)=匕(匕。从2 +&Cp2)K、=%百=%1 7 2 0.5&A()_ _ _ _ _ _ _ _储 0 八()(1 +(

38、)2(1+0 +(1 +&)(1+七)2K)=k2T2=0.2 5CA 2=-(1 +。5)2 。1/10.50.5(1 +0.5)2(1 +0.2 5)+(1 +0.5)(l +0.2 5)22=1-(0.4 4 4+0.3 91)=0.1 6 5 m o l/l0.3 91C S2=0.1 6 5 =2.3 75 9.醋酸甲酯的水解反映如下：C H0 0 C H；,+H.O -C Ha C O O H+C HQ H,产物C HC O O H在反映中起催化剂的作用，已知反映速度与醋酸甲酯和醋酸的浓度积成正比。(1)(1)在间歇反映器中进行上述反映。醋酸甲酯和醋酸的初始浓度分别为5 0 0 和

39、 S O m o l/n?。实验测得当反映时间为5 4 0 0 s 时，醋酸甲酯的转化率为7 0%,求反映速率数和最大反映速度。(5 分)(2)(2)假如反映改在连续搅拌釜中进行，力A=0.8 时停留时间应为多少。(3)(3)假如采用管式流动反映器，/4=0.8 时停留时间。解：A+B-C+DrA =kCACc(1)ya=g。牛=kCM(1-心)(Q。+CAOXA)=C。(1 一 然)口 +答)/A=a t a tkCA Od t -d XA(1%A)(ZA+kCA()t =-In1 +9g ok=-In5 0 0 x 5 4 0 0(1 +0.1)0.7+0.1O.l-O.l x O.7=1

40、.1 0 6 x 1 0 6 m 3 j m)i.c=1.1 0 6 x 1 0 x 5 0 0 2 (1 -3.)(7A+/)=0.2 7 6 5 (-Z；+0.9ZA+1)=0.2 7 6 5 (-2/4+0.9)=0对 求导 dA XA=0-4 5(一 厂 人)m a x =8.3 6 4 x 10 2 mol /m3,sAO X A(2)一 心；-=8.0 3 7 x l 0 vk C o Q%A)(ZA+G o /g o)(3)对于P FR%C；o(l -XA)(ZA+C c o /GAO)=-I 1 +-!-V.=6.2 5 8X1 035O(1 +CCO/CA O)JO U-Z

41、x 然6 0.在一定的反映温度下A 发生下述平行反映：A 色 R/j =2.0 CA kmoU m3-h)2 A/$y2=0.2 C；(kmol/他”.力)其中R 是主产物，S 是副产物。反映原料为纯的反映物A,其初始浓度为l O k m o l/m：在反映器出口 A 的转化率为8 0 机反映在连续搅拌釜中进行时，A 转化为R 的选择性、R的收率以及反映物的停留时间。解：1)使用连续搅拌釜弓二4+2 G册一g二4一以)=7d+2弓)CR-CRO=可CR2 c A2G +0.4 C；1 +0.2 C.C/10-CAOZA1 +0.2 Q 1 +0.2(CA O-CAOZA)当08时,有CR=5

42、Jkmol l m3(CM-CA)0.2C，3上.-1 =1.15 kmol/ir f2CA+0.4 C：SRCR 5.7 1 ,=4.96 5Cs 1.1 5如go-g CMXA 1 0 x 0.85 7 1=0.7 1 4v 恒定，停留时间与空时相等1 =y,则.=1 2 1 =1.4 3 42 x 26 1.已知4陵项速率式分别为：一以=K +CJCA;rP =KCA；彳=k2C A,且在反映的操作温度3M忙 5 m o l/l,C =C s。=0,规定反映流体的进料速率为。5 1 n/h,出口转化率*八=0.9。试求用单一的全混流反映器在等温下进行此反映时所能获得的产物P的浓度cf以及

43、所需的反映容积V。解:(A _ _ P _ Ca科-rA ktCA+k2C 尸筌瑞=需黑=2.5 7(3)C*)=V(心)=”(A|CA+公。；)6 2.环氧乙烷在4 5(TC 的气相分解反映如下：C Ji.O (g)-C H,(g)+C O (g)已知在此反映温度下反映的速率常数为0.0 2 1 2 m i n,反映在恒温恒容反映器中完毕，初始时原料为纯的环氧乙烷，初始压力为2.0 2 6 Xl O P a,试求在反映时间为5 0 m i n 时反映器的总压力。解：由k=0.0 2 1 2 m i n 可知该反映为一级反映3=e x p(-d)rAOt 时反映物分压为PAGHQ (g)-C

44、H,(g)+C O (g)PA O 0 0PA PA O-PA PAPA总 压 月=2+2(?。-P J2 P L p PT-=ex p(-幼 黄=2-ex p(-幼 乜。即 心0当 t=5 0 min 时P,=?o【2 ex p(攵。=3.3 5 x 1()5 Pa6 3.醋酸在高温下可分解为乙烯酮和水，而副反映生成甲烷和二氧化碳：CH.COOH CH2=CO+H2O CHyCOOH CH,+CO2已知在9 1 6 时 占=4.6 5 s I e=3.7 4 s;试计算：1)1)9 9%的醋酸反映掉的时间；2)2)在此反映条件下醋酸转化成乙烯酮的选择性。解：设在时间t 时乙烯酮和甲烷的浓度分

45、别为X 和 y,初始为Jc A 0,则年=匕()_%_)7=左2(c o 尤y)atd(x+y)/7 7、/、=(%+k Wgo-1 -y)相加得 did(x+y)z,/、J-=+k2)dt将其积分C o i x+y)mG o-：。-。+y)1)1)当转化率为9 9%时x+y=O.99CAO-In-4.6 5 +3.7 4 1-0.9 9=0.5 4 9 sx _ kx _ 4.6 52)y k2 3.7 4x =0.5 4 9 goy=0.4 4 1 g。0.441 g。=55.4%6 4.在 1 0 0 0 K于恒温恒压反映器中进行下述分解反映:RCH20H(g)f RCHO(g)+H?(

46、g)反映速率常数0.0 8 2 1/mo l -min,初始时含纯的R C H2 H,其初始压力为2.0 2 6 X l O T a,求1)1)将 2 0%的R C H2 H分解所需时间；2)2)R C HQ H的浓度减少2 0%所需的时间。RCH2OH(g)-RCHO(g)+H式g)A B Ct=0 nAo 0 0t=t n.A o-x x x 总=A 0+X由k 可知该反映为二级反映dxVdt2y=喂Y.总RT抱负气体 pdx k(nA 0-x)2dt(nA0+x)RTIP+x)dx _ kPdt.(AO7)2 RT将其积分AO+X d x=p kPdt(%o-x)2 (AO-X)2 JO

47、 RTRTkP“AO_X nM _Y=20%当“A O,带入得t=1 3 8 minnA 0 _ p _，40 _ X _ =SM o对 于 歹 应有(AO+X)R T/P nMRT/Px=-n-A-Q当 9,带入得t=6 6.Imin 分65.等 温 间 歇 反 映 器 反 映 时 间 与 反 映 物 浓 度 的 关 系 在 间 歇 反 映 器 中 进 行 等 温 二 级 反 映A 8,-%=0.01C；”。/(/$)当 CA O 为 比/时，求反映至 Ct=所需时间。解:dt=0.01C；J _ 1 _ 1 10.0k=g CAO。11t=9 9 0 0 s6 6 .对于aA +bB -c

48、 C反映，以 浓 度 表 示 速 率 式 中 吊 数 砧 射 则其两者关系如何?解：抱负气体 p5 c c T 诟)帚kc（RT严切P出-=kpP；P：k M R T y g =3一 一 P（主）6 7.平行反映 A ,其中心一 Z CAS （副）流反映器中的 max?s =C：,已知 go=2.0/w/,CPQ=CA 0=0 求在平推r 2 dC(p p =解：-2+g -dCA对上式进行积分得以=当CA 二时，产物p的浓度最大Crpm ax=Jo2+-C dCA=21n 2=1.386 mol/1A6 8 .一级连串反映 A P S,一 C t=匕 C ,O=&C i .,进料流率为 Vo

49、 ,C p o =CAO=0 ,反映在恒温恒容的条件下进行，求在全混流釜式反映器中目的产物P的最大浓度C p，max?r=5=孰=g =解：全混釜 I+对物料P作物料衡算VCpo=vCp+Cp _ kxT则有 0 A 0 （1 +Z T）（1 +女2 7）心=0当dt 时，产物p有极大值(K2/K,)1 2+126 9.液相反映A-R在一全混釜中进行，CAO=1 /，反映速率常数4=1/7。/5求：1)1)平均停留时间为i s 时 该 反 映 器 的；2)2)若 A的“=1 5,4=56%,求反映器的体积。解:1).T-=-G-A-O-犬-A-f 2(1-4)2-kr C：+CA CM=0 1

50、 +Jl +4 krC*4()-N-=0 6 18 mol/12kr之二 0&=3 8%CAOT2)Vv _ 口r 0-Cf1/2%kC kCA 0(-xAy带入得了=2 sV =2 v0=2170.液相反映A +B f P+S 在一全混釜中进行，速率常数Z=0.O 5/77W/S,A=以=1 加5；求:1）“A=5 0%时，反映器的容积;2）若进料流量为l min,0”二0-5,囤/；求进口料液中A的浓度。解：i）由 左=0 0 5/始/$可知该反映为二级反映且两者的反映按1：1 的比例进行反映(_ g o g _ X-RA KCAC B kC：T2)V _ g o g _ C u)4 _r