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1、CA0(kCA0 ) 8 min(kCA0 ) 1 8min假设正确,解:dC adtk1C A k2C pk1k2KCeCAeCA0XAe2 即XAe)k1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。kt丄亠Xa1 0.8 18 1 0.8 210.9118 10.92动力学方程为dCA , 2kCAdt3、在间歇反应器中有一级液相可逆反应A P，初始反应时 CA0=0.5mol/L , 5=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。根据一级可
2、逆反应积分式1.xAetInAek1k2XAeXa彳 21 i 3 ln13k1 k2k1k20.08664mi n 1k20.02888 mindCAdtk1C A k2C p0.05776Ca 0.02888Cp5、恒温恒容的气相反应 A t3P,其动力学方程为(rA)1 dnAV dtnAk，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 如 f(pA)的表达式。 dtPt即dptdt解：（a）pA 3( pA0Pt2 Pa2dpAdt1 dnAPa)Paov dt dCAdtk匕RTk比V1 dpARTdT1 dpA2RTT1 dpt2RT dtknA得dpt得 _ dt8、纯
3、气相组分 数据，时间/min2kpAA在一等温等容间歇反应器中按计量式A2.5P进行反应,实验测得如下0分压 pA/MPa 0.10.080.06250.051用积分法求此反应的动力学方程式。101214OG0.0420.0360.0320.028 0.020解：由于当t时，Pa 0.02常数,因此假设为一级可逆反应。达到平衡时,A 2.5dc adtPpk1C A即,k2C pPa2.5(0.10.02 )0.2 MPadp adtk1 Pak PAe k P pe1 RT 2 RTP pe0 .2匕10PAe 0.02k1k2k22.5( Pao Pa)2.5k2 p Ao 2.5k22.
4、5 k 2 p A0112 .5k2 (Pa - Pao)5即，k110k210 k2 Pa12 .5k2 PaPaodp12 .5 kdt5 PA0In Pa12 .5 ktP In 1p A 051InA 0AA12 .5 k 2即,dCAdtdPAdt0.8 p AO1P A 050.126cA 0.0126cp12.5 0.0126( Pa 0.2Pa0)12 .5 k 2tt斜率 0.1581即,2.5k20.1581k20.0126min 1k10.126min 1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
5、混流反应器中进行时，所需要的空时和空速各为多少?1 kt In1 Xa1111k - lnln t 1 xA120.7在PFR中所需的空时 tBR0.1 mi n 1Xa12 min解：空速v在CSTR中10.083min12cA0XACA0XAXa(5)fkCAk(1 Xa)0.77023.3min10.0429 min700.1 (10.7)3CA/mol/L0.10.20.30.40.50.60.70.81.01.32.0(-r A)/mol/(L.mi0.10.30.50.60.50.250.100.060.050.040.04n)523、液相反应在一间歇反应器中进行，反应速率如下表所
6、示:(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，CA0 =.5mol/L , FA0=1000mol/h，求xa0=0.30c时所需反应器的大小。(3)当CAo=1.2mol/l ，FA0=1000mol/h ，xa=0.75时，求所需全混流釜式反应器大小。1解：由cA ( rA)表作出 cA曲线Cao 1.3mol L , CAf 0.3mol L tBR用梯形法0.1 (0.51 - 0.61 0.51 0.251 0.1 1 0.061 -)（i）2 21 0.2 (0.061 0.051) 1 0.3 (0.051 0.0451)2 2(
7、22.22 22.67)9.81min L. mol127minVp9.811000 60电 9.81CA01 2109l(3)CAfCao(1 Xa)1.2(10.75)0.3mol lVF A0Ca0CAf 竺型 1.5CA0 ( rA) f 1 .20.51.5 型025LCa0.10.20.30.4050.60.70.81.01.32.0(a)0.10.30.50.60.50.250.10.060.050.0450.0421（以）103.3321.67241016.672022.2223.8cAf cA0 (1 xA)1.5 (1 0.3) 1.05 mol LVpCao dcA15
8、dcAFaoCA(a)1.05 ( G用内插法:cA 1.05,1cc 0.0520 -(22.2220) 200.167 2.22(A)0.3(2)cA 1.5,10.222.22(23.822.22)22.67(r a)0.7梯形法：20.37(1.3 1.05)(20.37 22.22)102VpF A05、丙烷裂解为乙烯的反应可表示为GHt GH+CH （忽略副反应）在772 C等温反应时，动力学方程为-dpAdt1kpA，其中k=0.4h -。若系统保持恒压 p=0.1MPa,3V 0=0.8m/h(772 C, 0.1MPa)，求当 Xa=0.5时，所需平推流反应器的体积大小。解：
9、恒压变容反应CaoVpVoPa106RT 8.314 1045xa dxACao 011.5 mol m3PadpAdt即:些dt(J)(X-)1 x-dpP-0 :1 xa dt2dx-1 xa 2 dtk-(1 Xa)(12c-0 dx-1pA0 (kpAXa)Xa dt2ca0(11(1 Xa)(1 Xa) 1 dXA(1 Xa)2,1 XakpA0-1 X-)dtXa)2Xa )xadxA0 k夕1Vp 3.466 0.8VpVoXa)2 In -k 1 x-2.77m32In 23.4660.48、一级反应AtP,在一体积为 VP的平推流反应器中进行， 已知进料温度为150C，活化能
10、 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:(r-) kc-k0exp(学)c-RTCSTRVPx- dxA 1 x- dxAF-00 ( r-)C-0k 0 1 Xa1c-0 kln(1Xa)x- c-0k(1x-)mk(1x-)l n(1 x-)exp(ERTmx-kIFTp TmVmXAkVpk(1 Xa)I n(1 Xa)Xa(1 Xa)I n(1 Xa)1an dxA 0.6expE Tp TmRT
11、pTm0.61 0.6 ln(1 0.6)1 exp 84000 423.15 Tm8.314423.15Tm1.6370.6109 exp 23.876423.15 TmTm42315 T0.4929 23.876-Tm0.02064Tm 423.15 TmTm 432.07KVmXaFA 0kcAVmXaF A0kc；/2kcAVmXaFA0kcA1n 2,n 1/2,n 1,Vmnm1Vm2Vm1Vm1/2Vm1Vm 1Vm1PPT课件答案1、在间歇反应器中进行液相反应A+Bt P, CA0=0.307mol/L，测得二级反应速率常数2所需k=61.5 X 10- L/ (mol h),计算当 CB0/Cao=1 和 5 时，转化率分别为 0.5,0.9,0.99 要的反应时间，并对计算结果加以讨论。尸 j cbc .解：根据CSTR基本方程 ，=(一匕)10.615 x 0.3070.5当Cg 心加=1时， 一= kc(_-x/y当I = 6 5卩寸*当丄川=0.9HJ #当兀川=0.99FH=5.30/7)(1 - 0,5)10.9:x 47 *70(/?)0.615 x 0.307(1 一 0.9)10.99x= 524 ,70(/0 0.615 x 0.307(1 -0.99)=厅IT寸,(rJ =辰：c(l x a)(5 乂 寸)tIf
