化学反应工程第一章习题答案.doc

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1、精品文档第一章习题1 化学反响式与化学计量方程有何异同?化学反响式中计量系数与化学计量方程中的计量系数有何关系?答：化学反响式中计量系数恒为正值，化学计量方程中反响物的计量系数与化学反响式中数值相同，符号相反，对于产物二者相同。2 何谓基元反响?基元反响的动力学方程中活化能与反响级数的含义是什么?何谓非基元反响?非基元反响的动力学方程中活化能与反响级数含义是什么?答：如果反响物严格按照化学反响式一步直接转化生成产物，该反响是基元反响。基元反响符合质量作用定律。基元反响的活化能指1摩尔活化分子的平均能量比普通分子的平均能量的高出值。基元反响的反响级数是该反响的反响分子数。一切不符合质量作用定律的

2、反响都是非基元反响。非基元反响的活化能没有明确的物理意义，仅决定了反响速率对温度的敏感程度。非基元反响的反响级数是经验数值，决定了反响速率对反响物浓度的敏感程度。3 假设将反响速率写成，有什么条件?答：化学反响的进行不引起物系体积的变化，即恒容。4 为什么均相液相反响过程的动力学方程实验测定采用间歇反响器?答：在间歇反响器中可以直接得到反响时间和反响程度的关系，而这种关系仅是动力学方程的直接积分，与反响器大小和投料量无关。5 现有如下基元反响过程，请写出各组分生成速率与浓度之间关系。 (1)2BC D (2)2BCDE (3)2A+2BCD解(1) (2) (3) 6 气相基元反响2B2P在3

3、0104m621。现以气相分压来表示速率方程，即()2，求?假定气体为理想气体解7 有一反响在间歇反响器中进行，经过8后，反响物转化掉80，经过18后，转化掉90，求表达此反响的动力学方程式。解8 反响A(g) (l)C(l)气相反响物A被B的水溶液吸收，吸收后A与B生成C。反响动力学方程为：。由于反响物B在水中的浓度远大于A，在反响过程中可视为不变，而反响物A溶解于水的速率极快，以至于A在水中的浓度恒为其饱和溶解度。试求此反响器中液相体积为5m3时C的生成量。1m311，0=33，饱和=0.02 3，水溶液流量为10m31。解9 反响，在恒容下用等摩尔H2，进行实验，测得以下数据总压半衰期2

4、6518613510467求此反响的级数。解Y = A + B * XAB10 考虑反响，其动力学方程为试推导在恒容下以总压表示的动力学方程。解11 A和B在水溶液中进行反响，在25下测得以下数据，试确定该反响反响级数和反响速度常数。时间1188330解产物进行设为二级反响积分得：以对t作图假设为直线，那么假设正确。由00=42.4整理得数据如下：t1188线性回归：Y = A + B * XAB12 丁烷在700，总压为0.3的条件下热分解反响：C4H102C2H42(A) (R) (S)起始时丁烷为116，当转化率为50%时，求此时。解13 某二级液相不可逆反响在初始浓度为53时，反响到某

5、一浓度需要285s，初始浓度为13时，反响到同一浓度需要283s，那么，从初始浓度为53反响到13需要多长时间？解285-283=2s反响前后体积不变的不可逆反响，已经反响掉的局部不会对反响产生任何影响。反响过程中的任意时刻都可以作为初始时刻和终了时刻。14 在间歇搅拌槽式反响器中，用醋酸与丁醇生产醋酸丁酯，反响式为：反响物配比为：A()()=1:4.97，反响在100下进行。A转化率达50需要时间为24.6，辅助生产时间为30，每天生产2400醋酸丁酯忽略别离损失，计算反响器体积。混合物密度为7503，反响器装填系数为0.75。解15 反响(3)22O23在间歇反响器中15下进行。一次参加反

6、响物料50，其中(3)2O的浓度为2163，物料密度为10503107 () 11。求0.8时，在等温操作下的反响时间。解16 在100下，纯A在恒容间歇反响器中发生以下气相反响:2AA组分分压与时间关系见下表:020406080100120140160 试求在100，0.1下，进口物流中包含20%惰性物，A组份流量为1001，到达95%转化率所需的平推流反响器的体积。解17 间歇操作的液相反响AR，反响速率测定结果列于下表。欲使反响物浓度由03降到0.3 3需多少时间?3()31解图解积分101018 一气相分解反响在常压间歇反响器中进行，在400K和500K温度下，其反响速率均可表达为23

7、2 31，式中 的单位为。求该反响的活化能。解19 有如下化学反响42H222H44(I) (A) (B) (P) (I)在反响前各组分的摩尔数分别为0=1；0=2；0=3；0=0，求化学膨胀率用两种方法。解方法一方法二20 在555K及0.3下，在平推流管式反响器中进行气相反响A1，动力学方程式为0.27 31为了到达95转化率，试求：(1) 所需空速为多少?(2) 反响器容积大小?解21 液相一级不可逆分解反响A于常温下在一个2m3全混流反响器，连续搅拌槽式反响器中等温进行。进口反响物浓度为1 3，体积流量为1m31，出口转化率为80%。因后续工段设备故障，出口物流中断。操作人员为此紧急停

8、止反响器进料。半小时后故障排除，生产恢复。试计算生产恢复时反响器内物料的转化率为多少？解22 第17题中的反响，(1)当03，进料速率11，转化率为75；(2) 03，进料速率213；(3) 033，进料速率为11。计算三种情况下，用全混流反响器的体积各为多少?解23 反响，3，物料进料速率V010-3m31，00=5m3，动力学方程式为，其中100m311。求：(1)反响在平推流反响器中进行时出口转化率为多少？(2)欲用全混流反响器得到相同的出口转化率，反响器体积应多大?(3)假设全混流反响器体积3，可到达的转化率为多少?1m311，0=33，饱和3，水溶液流量为10m31。解平推流(1) 全混流(2)24 在全混流反响器中进行如下等温液相反响：2ABC12AB2D2k233。假设进口物流中不含B、C、D，反响时间为1250，求：1. 出口物流中B和D的浓度；2. k1和k2 。解