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1、1-5循环操作，原料分离回收循环操作，甲醛初始浓度10%（质量比），出反应器1.6%，丁炔二醇初浓度0，出口浓度7.65%，求 第1章 绪论2-4间歇反应器：CA0和xA相同（T1=20时，反应时间t1=8d；T2=120 时，反应时间t2=10min），试估算 Ea第2章 化学反应动力学2-5C2H4二聚反应：(1) T=200，Ea=156.9 kJ/mol； C2H6二聚反应：(2) T=200，Ea=104.6 kJ/mol。为使反应速率加倍，要提高多少温度？（1）（2）若使反应速率提高一倍，活化能愈大，所需提高的温度愈小若使反应速率提高一倍，活化能愈大，所需提高的温度愈小 2-6反应
2、温度上升反应温度上升10，反应速率加倍，反应速率加倍，Ea与与T之间的关系？之间的关系？当当T1(K)=300、400、600、800和和1000K时，求时，求EaT（K）3004006008001000Ea（kJ/mol）53.5994.51210.92373.43582.053-1间歇反应器，间歇反应器，n=2，t1=5min时，转化率时，转化率xA=50%;若要若要xA=75%，需增加多长时间？，需增加多长时间？第3章 理想间歇反应器3-2n=1，等温，证明，等温，证明xA=99.9%时所需反应时间是时所需反应时间是xA=50%时所需反应时间的时所需反应时间的10倍倍等温时，k 一定3-
3、3n=1/2，10 min后后xA=0.75, 30 min后转化率后转化率xA=?xA2无解假设xA=1时，时间为t330 min后反应物A完全转化，完全转化，xA=100%3-4间歇反应器，间歇反应器，cA0=1mol/L，t=8min后，后，xA=0.8；t=18min后，后，xA=0.9，求该反应的动力学关系？，求该反应的动力学关系？n=2在间歇反应器中进行二级反应 ，反应速率为当 分别为1，5，10 mol/L时，求反应到 =0.01 mol/L时，所需反应时间。并对计算结果进行讨论。 3-8对于二级反应，若1/CA1/CA0 ，反应时间t与反应物初始浓度无关。生物化工中胰蛋白原转化
4、成胰蛋白酶时，在间歇反应实验中测得不同温度下反应速率于某时刻达到最大值 3-10在间歇釜式反应器中进行液相反应 ，测得二级反应速率常数： ，计算当 1和5时，转化率分别为0.5，0.9，0.99时所需的反应时间，并对计算结果进行讨论。3-12当C B0 /C A0 = 越大，达到相同转化率所需的时间越短； 当C B0 /C A0 不变时，随x A 的增大，所需t 增大，且 x A 越高，t 增加越快 在3-12题中，若 时，用拟一级反应方程式处理，其计算结果与按二级反应处理相比较。当cB0/cA0=5时，二级反应可做拟一级反应处理 。3-13可逆一级液相反应 ，已知 。当此反应在间歇反应器中进
5、行时，经过8 min A的转化率是33%，而此时平衡转化率为66.7 %。此反应的动力学方程 。 3-20*例3-8（p27）化学反应工程原理例题与习题可逆反应 ，已知 。已知210oC时， 求在该温度下所能达到的最大转化率为多少？若要使 ，则需采取何种措施？3-21若要使xA=0.9，可以降温或者移除产物。有一简单反应，原料A，产物P，实验测得下列数据，已知试求平衡转化率和反应速率常数3-22时间01803004201440A转化量00.200.330.431.051.58代入数据，求平均值在等温间歇釜式反应器中进行下列液相反应：A和B的初浓度均为2kmol/m3,P为目的产物，试计算反应为
6、2h的A的转化率和产物P的收率。3-23*有一平行反应串联液相反应：在间歇反应器中，开始时溶液中含有A的浓度及过量的B，得到如下数据：试问: 的比值为多少？间歇反应器中P的最大浓度为多少？并求此时A的转化率3-26*时间时间TcAcPt10.0550.038t20.010.042 丙烷热裂化为乙烯的反应 ，反应在772oC等温条件下进行，其反应动力学方程式为式中k=0.4h-1，若采用理想管式反应器，p=0.1MPa,进料流量 ，当转化率 =0.5时，求所需反应器的体积4-4第4章 理想管式反应器四氟乙烯是制造聚四氟乙烯所用的担体，可将一氯二氟甲烷进行热分解得到若在0.10133 MPa，70
7、0 oC等温条件下，用直径为100 mm的管式反应器进行分解纯的一氯二氟甲烷，其流量为0.4 kmol/min ，试计算分解率为0.8时所需的管长。已知反应为一级，700 oC时的反应速率常数k=0.97s-1 4-5在一活塞流反应器中进行下列反应：反应均为一级，已知 。A的最大进料量为3 ,且不含P与S。试计算P的最大收率和总选择性以及达到最大收率时所需反应器的体积4-154-23*常压法生产稀硝酸时，离开快速冷却器的气体组成是：NO为9%， NO2为1%， O2为8%，其余均为N2等惰性气体（摩尔分率）。此气体浸入氧化塔。在0.10133MPa，20的等温条件下进行氧化反应：反应终点要求N
8、O2 : NO=5，已知入塔气体流量为10000m3/h，氧化塔中反应体积可用下式计算：式中：VR反应器体积，m3； G气体质量流量，kg/s； y单位质量气体的NO2摩尔量 ； k反应速率常数1.4104 m3/(kmol s)(20)。试求反应器体积是多少？考虑1kmol气体进入反应器，并设在反应器某一位置生成的NO2为x kmol，得：组分组分进口处进口处 kmol某一位置某一位置 kmolNO0.090.09-xNO20.010.01+xO20.080.08-0.5xN20.820.82total1.001.00-0.5x该位置处体积流量在出口处要求NO2 : NO=5，则：5-2液相
9、反应，反应速率： ， CSTR中，xA=0.5，若CSTR体积扩大6倍，其他条件不变，此时xA=?第5章 连续流动釜式反应器5-3一级反应，150等温PFR中xA=0.6；若用同样大小CSTR，处理量不变，要使xA=0.7，问此时CSTR该在什么温度下操作？（Ea=83.7 kJ/mol)反应器体积不变，处理量不变，则 不变5-5一级反应，Ea=83.7 kJ/mol，反应温度150，PFR中进行时，其体积为Vp，改用CSTR，其体积为VM，说明Vp/VM表达式。若xA为0.6和0.9，为使VM与Vp相同，则CSTR应在什么温度下进行？Vp=VMT2=468K5-8某液相反应实验测得浓度反应速
10、率数据如下：cA(mol/L)0.10.20.40.60.81.01.21.41.6(-rA)mol/(Lmin)0.625122.51.51.250.80.70.65CSTR，cA0=2 mol/L，当出口浓度cAf为0.6 mol/L,0.8 mol/L,1 mol/L时，0=120 L/min，求所需VR？并讨论计算结果类似于自催化反应类似于自催化反应5-9一级反应，VR=300 L，cA0=3.2 kmol/m3，k=0.08 s-1 ， xA=98.9%，求反应物A的处理量。（1）间歇操作，辅助时间15min；（2) 反应器为CSTR，将结果与（1）比较；（3）A的浓度增加一倍，其他
11、条件不变，结果如何？由于返混的影响，若要获得相同的由于返混的影响，若要获得相同的 转化率，转化率，CSTR的平均停留时间较大，的平均停留时间较大，生产能力较小。生产能力较小。由（1）、（2）可见，v0与反应物的初始浓度无关，所以A的浓度增加一倍，结果不变（1）（2）（3）5-12体积为VR的反应器中进行液相等温反应，反应速率:（1）CSTR，xAf=0.5，改为同体积PFR，此时xAf=?（2） CSTR，xAf=0.5，若反应器增大10倍，此时xAf=?（3）若反应为零级，求（1)、（2）的计算结果。（4）若反应为一级，求（1)、（2）的计算结果。（1）k、 不变（2）（3）（4）n=0由于
12、n=1k、 不变k、 不变5-16*循环流动反应器，自催化反应，cA0=1 mol/L，k=1 L/(mols)，进料流率v=1 L/s，循环比分别为3，0， ，求xA=0.98的反应器体积。当R=3时R=0，即平推流反应器情况由于进料中没有产物，该反应无法启动，所以V= 。当R= 时，即连续流动釜式反应器的情况*例5-4（p118） 化学反应工程原理5-20证明：两釜串联中进行一级反应，一定转化率下，两釜体积相同，则其总体积为最小。转化率一定，则cA0/cA2为定值设将上式对cA1求导，可得将 代入上式，可得：当且仅当 ，反应器体积最小此时第6章 反应过程中的混合现象及其对反应的影响6-6固
13、相反应 ，测得停留时间分布如图6-4：已知： ， 求xA?02t (min)0.56-7CSTR，液固相反应，产物为固相，反应为一级，已知 ，固体颗粒平均停留时间为100/min，求：（1）平均转化率；（2）若转化率低于30%为不合格，试估计不合格产品所占百分率；（3）若改用2个等体积CSTR串联（总体积不变），估算不合格产品百分率。（1）（2）（3）6-8今有硫铁矿焙烧反应，已知该反应为动力学控制，t为反应时间， 全部反应所需时间 。设反应过程中气相组成不变，离子停留时间分布如图6-5，求平均转化率xA?01.0t (h)1.0第7章 化学反应过程的优化7-3自催化反应 ，其反应速率方程为
14、，进料A的初浓度 ，要求达到最终转化率为0.99。为使反应器体积最小，拟用一个CSTR和一个PFR组合。进料流量 ，速率常数 ，问应如何组合两个反应器？中间转化率？反应器总体积？自催化反应：CSTR+PFRCSTR:PFR：7-6已知分解反应为： 25 ：求：（1）该温度下，为使产物P收率最大，应选用什么反应器？ （2）所选反应器中，cP,max？PSTA123平行反应，主反应级数低，CSTR（1）（2）7-7有一液相反应 ，其反应速率方程为现有CSTR和PFR各一个，体积均为0.7 m3，试问以下三个方案中，哪个最好？为什么？（1）CSTR后串联PFR；（2）PFR后串联CSTR；（3）CS
15、TR和PFR并联。（1）（2）等摩尔反应：先CSTR：再PFR：先PFR：再CSTR：（3）CSTR与PFR并联第二个方案较好。7-9一级不可逆反应： 。已知： ，反应系统进料体积流量为0.142 m3/min，进料组成为， 对于产物P 的最大收率，下列反应器中哪个比较优？请说明原因。（1）单个CSTR，体积为 ；（2）两个CSTR串联，每个体积为0.142 m3；（3）两个CSTR并联，每个体积为0.142 m3；（4）单个PFR，体积为0.284 m3。（1）（2）对第二个CSTR中物料P做物料衡算：两个CSTR并联，同（1）（4）（3）单个PFR7-26对平行反应其中P为目的产物，在等温
16、操作中证明：（1）采用CSTR，则 ；（2）采用PFR，则 。PSTA（1）（2）CSTR：PFR：7-30CSTR反应器中，复杂反应动力学已测定，已知 ，进料体积流量v和出口浓度如下：（1）判断反应类型；（2）求动力学方程式。序号序号v （L/min）cA (mol/L)cP (mol/L)cS (mol/L)11000.500.400.10216.70.250.600.1532.220.100.720.18（1）（2）随着cA浓度的减小，cP ，cS的浓度均增大，平行反应Ak1k2PS产物P：同理，7-35两个等体积的PFR和CSTR反应器按图7-4，所示形成七种组合方式，在等温条件下进行一级不可逆反应，反应数率PFR与CSTR的体积均为1 L，进入反应器组合系统的流量为1 L/min，计算各种组合方式的最终转化率。（a）（b）（c）（d）（e）（f）（g）各类反应器组合系统的计算基本原则：前一个反应器的出口浓度C（或x)是后一个反应器的进口浓度C（或x)提示：
