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1、2H0,实验测得速率方程为：丫1.反应 2NO + 2H = N +2 2 2& 丄2 NO + H N + HO解：机理(1)：2122 2H O + H T 2 H O2 2 2 27 =7 =k C2 CN211 NO H 2所以与实验结果相同丄2 NO o NO机理(2)： 2 2NO + H k5 N + H O2 2 2 2 2 2HO + H k6T 2 H O2 2 2 2达拟平衡态，为速控步骤7 =7 =k C CN255 N2O2H2由得kC4=k C 2N2O23 NOkk=C 2 Ck NO H 2 4N2O2= kC 2 CNO H2=kC2 CH2 。试设定能满足实
2、验结果的反应机理。N2慢）快）快速）（慢速）快） C 2k NO4代入此机理与实验结果相同，选机理（2），因其无叁分子反应，而机理（1）是。aa2.由A和B进行均相二级不可逆反应A A+ b B =求： （1）当- B 0SC（2）当. B0a- 7S S，速率方程：AdC- A =dtkC CA B 。=a a aA aZ B时的积分式=XHa AaABb时的积分式C /= C / =a /A0C= fc = /aB 0BB解：(1) c与CB之比保持恒定C = C a /b A BaAdCkt = J CA0AC C CA A BCdCCdCkt = J CA0A n k t = J CA
3、0CaCCAbC 2CAaAA11k t =-C CAA 01kt =-所以积分得AAC 2Aak = BkaA2）写成转化率时二 C （1 -X ）A0A(X(A C 1 -XA0AaCC = C(1 -A0X )=BB0acABB0aCa一九a =BA0 -二一B1acaABAB 0A11 -a式中：A(1 a )C1 B 0X1 A1 -XA积分得3.反应A - B为n级不可逆反应。已知在300K时要使A的转化率达到20%需12.6分钟，而在340K时达到同样的转化率仅需3.20分钟，求该丿 应的活化能E。解：dC= kJndtA-卜车=Jt色n 0 tA1-rACACA01=ktn 1
4、 C n-1C n-1AA 0C = 0.8C达20%时， AA0k =(n -1)C n-1A0式中 M 为常数(1.25 n-1 1) x = M x -tt1k = M x-3001 2.6k3401=M x3.2,k 1 M/3.2In = Ink300 E=29.06(kJ/mol)a k 、b k 、4考虑下述连串反应：AB L C，已知上述反应中每一步均为一级反应，试求A、B和C的浓度随间变化的函数式。解:对于反应物A，应有：-性=kCdt 1 AC = C exp( -k t )AA 01dCB = k C - k C = k C exp(-k t) - k Cdt 1 A 2
5、 B 1 A012 B对于B,应有将上式两端乘以旳(9)可得exp( k t )dC + k C exp( k t )dt = k C exp( k - k )t dt2 B 2 B21 A 021dC exp( k t) = k C exp( k -k )tdt21 A 02 1积分得即 B -将上式积分得,C exp( k t )B2C=B（丄-丄）M/12.6 = 8.314(300 - 340k= i C 2军(k - k )t -1k - kA 02121k1k - k21C exp( -k t) - exp( -k t)A01 2C + C +C = CAkk= C 1 2 exp
6、( -k t) +1一 exp( -k t)C = C - (C + C )aok - k1 k - k2 7CA 0A B2121- r = kCCa a kmol/m3h, k=952X 109exp74484/T h-i, ao=M2.3kmol/m3,R60，5.在间歇釜中一级不可逆反应，液相反应A 2R,若转化率XA = 0.7，装置的生产能力为50000 kg产物R/天。求50C等温操作所需反应器的有效容积？（用于非生产性操作时间t =0.75 h）0 解：反应终了时R的浓度为C = 2C x = 3.22（kmol / m3 ）RA 0 Ax dx 1 匚 dx 1,1t = C
7、 j A 片=JAl = InA0 0 kC k 0 1 - x k 1 - xAAA7448.4273 + 50k = 9.52x 109exp -=0.92CRo = 0t =丄山 1= 1.31(h)0.92 1- 0.7VC M50000RR =t + t 24 0”50000 x 2.06V = 22.2(m 3)24x3.22x60CH2 = CHCH = CH, (A) + eq = CH COOC耳(B)6. 2 2 2coo% (C)该反应在全混流反应器中进行，以AlCl为催化剂，反应温3C =C =Bo 184 mol/ms,催化剂的浓度为d 6.6C度20C，液料的体积流
8、速为0.5 ms/h, 丁二烯和丙烯酸甲酯的初始浓度分别为CA0-r = kC Cmol/ms。速率方程a a d，式中k=1.15 X 10-3 ms/mol ks，若要求丁二烯转化率为40%。求：1)反应器的体积V；解：1) A + B - CdCA = kC C = kC (1 - x )CdtA DA0A DC xC xxT = -A0_A =A0_A=A- r kC (1 - x )Ck(1 - x )CAA 0A DA D0.496.5 mol/m3，2)容积效率n-rA对于全混流反应器=1.15 x 10-3 x (1-0.4) x 6.63 =)=边8=vv v = 0.5m
9、3 / h 00V =Tv = 24.28x 0.5 = 12.14m3 o2)在分批式反应器内的反应时间为t = C J xAA =丄 Jo 占=67(ks)A0 0 - r kC 0 1 - xADAt 67耳=一 =0.766T 87.47.在全混流反应器中一级不可逆反应，液相反应ACR0 =0，若转化率 xA =0.7 性操作时间t =0.75 h)0解：(1)进料速度v0/ C = 2C xRA 0 A- r = kCCaa kmol/m3h, k=952X 109exp74484/T h-i, AoM=2.3kmol/m3，R 60r装置的生产能力为50000 kg产物R/天。求5
10、0C等温操作所需反应器的有效容积和它的容积效率？(用于非生产2R，=50000=24 x MR以 C = 2.3, x = 0.7, M = 60A 0ARv = 50000/(24x60x2x2.3x0.7) =10.78m3 /h 0(2)反应器有效容积VV C x/ T = A0 Av kC0AvxV = 27.34m 3k (1 - x )A匚 dx 1 dx 1,1t = C J xa 犷=J xal = InA0 0 kC k 0 1 - x k 1 - x(s)AAA7448.4273 + 50v C = 2C v x0 RA 0 0 Ax=Ak (1 - x )AAk = 9.
11、52 x 109 exp -=0.92t = ln -= 1.31(h)0.92 1- 0.7t 1.13耳=0.516t 2.548.现有一有效容积为0.75ms的搅拌釜反应器，其内设置有换热面积为5.0m2的冷却盘管。欲利用改反应器来进行A-R的一级不可逆的液相反应,(h-1)k = 1.0788 x 109 exp 一其速率常数-(-AH ) = 20921J / molAC = 0.2mol / /反应热r，原料液中A的浓度 A0，但;= 2.929v = 3m3 / h(J/g C)。要求原料液的进料流率为0，反应器出口的反应液5525.9C含反应产物R。此原料液的密度P =1050
12、g/l；定压比热PC = 0.04mol / l中 A。总传热系数U=209.2 (KJ/m2 hC)。所用的冷却介质的温度为25C。试求满足上述反应要求所需的反应温度以及料液的起始温度To解：1)计算反应温度TC1=1 + kTACA02）(A0 -1)7 C/0.22/0.75、1Ok a (-1) () 180.04/35525 9 k 1.0788 x 109 exp-根据T = 308.6 KV(-r )(-AH )一UA(T一T ) =T Armv P c0PT _ 308 6 18 X 0.04 X 0.75 x 20921 + 209.2 x 5 x (308.6 - 298.16) _ 297 彳 & 丄 0 _.-_.9. (CH3CO)2 (A) + H2O(B)3x1050x2.9292CH3COOH（C）乙酸酐发生水解，反应温度25C, k=0.1556min-1,采用三个等体积的串联全混流釜进行反应每个釜体积为1800 cm
