反应工程课后答案.docx
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反应工程课后答案
第二章均相反应动力学
1、有一反应在间歇反应器中进行，经过8min后，反应物转化掉80％，经过18min后，转化掉90％，求表达此反应的动力学方程式。
3、在间歇反应器中有一级液相可逆反应
，初始反应时CA0=0.5mol/L，CP0=0反应8min后，A的转化率为1/3，而平衡转化率是2/3，求此反应的动力学方程式。
解：
根据一级可逆反应积分式
5、恒温恒容的气相反应A→3P，其动力学方程为
，在反应过程中系统总压pt及组分A的分压均为变量，试推导
的表达式。
解：
8、纯气相组分A在一等温等容间歇反应器中按计量式
进行反应，实验测得如下数据，
时间/min
0
2
4
6
8
10
12
14
∝
分压pA/MPa
0.1
0.08
0.0625
0.051
0.042
0.036
0.032
0.028
0.020
用积分法求此反应的动力学方程式。
解：
由于当
时，
常数，因此假设为一级可逆反应。
第三章均相反应过程
1、液相一级等温反应在间歇釜中达到70%转化率需要12min，若此反应移到同温度下平推流反应器和全混流反应器中进行时，所需要的空时和空速各为多少？
解：
3、液相反应在一间歇反应器中进行，反应速率如下表所示：
CA/mol/L
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
1.0
1.3
2.0
（-rA）/mol/（L.min）
0.1
0.3
0.5
0.6
0.5
0.25
0.10
0.06
0.05
0.045
0.042
（1）若CA0=1.3mol/L，，则反应时间为多少？
（2）若反应移至平推流反应器中进行，C
=.5mol/L，FA0=1000mol/h，求xA0=0.30时所需反应器的大小。
（3）当CA0=1.2mol/l，FA0=1000mol/h，xA=0.75时，求所需全混流釜式反应器大小。
解：
由
表作出
曲线
（1）
0.1
0.2
0.3
0.4
05
0.6
0.7
0.8
1.0
1.3
2.0
0.1
0.3
0.5
0.6
0.5
0.25
0.1
0.06
0.05
0.045
0.042
10
3.33
2
1.67
2
4
10
16.67
20
22.22
23.8
（2）
5、丙烷裂解为乙烯的反应可表示为
C3H8→C2H4+CH4（忽略副反应）
在772℃等温反应时，动力学方程为-
，其中k=0.4h-1。
若系统保持恒压p=0.1MPa,ν0=0.8m3/h（772℃，0.1MPa），求当xA=0.5时，所需平推流反应器的体积大小。
解：
恒压变容反应
8、一级反应A→P，在一体积为VP的平推流反应器中进行，已知进料温度为150℃，活化能为84kJ·mol-1，如改用全混流反应器，其所需体积设为Vm，则Vm/Vp应有何关系?
当转化率为0.6时，如果使Vm=Vp，反应温度应如何变化?
如反应级数分别为n=2，1/2，−1时，全混流反应器的体积将怎样改变？
解：
PPT课件答案
1、在间歇反应器中进行液相反应A+B→P，CA0=0.307mol/L，测得二级反应速率常数k=61.5×10-2L/（mol·h）,计算当CB0/CAO=1和5时，转化率分别为0.5,0.9,0.99所需要的反应时间，并对计算结果加以讨论。
2、已知：
苯醌与环戊二烯在25℃下进行液相二烯合成反应A+B→C
（-rA）=
；k=9.92×10-3[m3/kmol·s]；CAO=0.1[kmol/m3]；CBO=0.08[kmol/m3]；xA=0.95；t/=1[h]；每天处理300kg环戊二烯。
求：
反应器有效容积？
；（-rA）=
=
[h]
V=
3、在等温间歇反应器中进行乙酸乙酯皂化反应：
CH3COOC2H5+NaOH→CH3COONa+C2H5OH 该反应对乙酸乙酯及氢氧化钠均为一级。
反应开始时乙酸乙酯及氢氧化钠的浓度均为 0.02mol/l，反应速率常数等于5.6l/mol.min。
要求最终转化率达到95%。
试问：
（1）当反应器的反应体积为1m3时，需要多长的反应时间？
（2）若反应器的反应体积为2m3时，所需的反应时间又是多少？
解：
（1）t=CA0∫0XAfdXA/（-RA）=CA0∫0XAfdXA/[k2A0C2A0 （1-XA）2]
=1/（kCA0） ×XA/（1-XA） =1/（5.6×0.02）×0.95/（1-0.95）
=169.6min（2.83h）
（2）因为间歇反应器的反应时间与反应器的大小无关，所以反应时间仍为2.83h。
4、平推流反应器中进行二级反应，当进料初浓度从30％降到4％，若要求反应结果的残余浓度维持在0.1%，问进料流率应作如何调整？
5、
（注：
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