反應工程習題答案

1、第一章習題1第二章習題14第三章習題31第四章習題38第五章習題51第六章習題56第七章習題64第八章習題71第一章習題1化學反應式與化學計量方程有何異同2?化學反應式中計量系數(shù)與化學計量方程中的計量系數(shù)有何關系?答：化學反應式中計量系數(shù)恒為正值，化學計量方程中反應物的計量系數(shù)與化學反應式中數(shù)值相同，符號相反，對于產物二者相同。3何謂基元反應?基元反應的動力學方程中活化能與反應級數(shù)的含義是什么?何謂非基元反應?非基元反應的動力學方程中活化能與反應級數(shù)含義是什么?答：如果反應物嚴格按照化學反應式一步直接轉化生成產物，該反應是基元反應?；磻腺|量作用定律?；磻幕罨苤?摩爾活化分子的平

2、均能量比普通分子的平均能量的高出值。基元反應的反應級數(shù)是該反應的反應分子數(shù)。一切不符合質量作用定律的反應都是非基元反應。非基元反應的活化能沒有明確的物理意義，僅決定了反應速率對溫度的敏感程度。非基元反應的反應級數(shù)是經驗數(shù)值，決定了反應速率對反應物濃度的敏感程度。4若將反應速率寫成，5有什么條件?答：化學反應的進行不引起物系體積的變化，即恒容。6為什么均相液相反應過程的動力學方程實驗測定采用間歇反應器?答：在間歇反應器中可以直接得到反應時間和反應程度的關系，而這種關系僅是動力學方程的直接積分，與反應器大小和投料量無關。7現(xiàn)有如下基元反應過程，8請寫出各組分生成速率與濃度之間關系。 (1)A+2B

3、CA+C D (2)A+2BCB+CDC+DE (3)2A+2BCA+CD解(1) (2) (3) 9氣相基元反應A+2B2P在30和常壓下的反應速率常數(shù)kc×104m6kmol-2s-1?，F(xiàn)以氣相分壓來表示速率方程，10即(rA)=kPpApB2，11求kP=?（假定氣體為理想氣體）解12有一反應在間歇反應器中進行，13經過8min后，14反應物轉化掉80，15經過18min后，16轉化掉90，17求表達此反應的動力學方程式。解18反應A(g) +B(l)C(l)氣相反應物A被B的水溶液吸收，19吸收后A與B生成C。反應動力學方程為：rA=kcAcB。由于反應物B在水中的濃度遠大于

4、A，20在反應過程中可視為不21變，而22反應物A溶解于水的速率極快，23以至于A在水中的濃度恒為其飽和溶解度。試求此反應器中液相體積為5m3時C的生成量。已知k=1m3kmol-1hr-1，24cB0=3kmol·m-3，25cA飽和=0.02 kmol·m-3，26水溶液流量為10m3hr-1。解27反應，28在恒容下用等摩爾H2，29NO進行實驗，30測得以下數(shù)據總壓/MPa半衰期/s26518613510467求此反應的級數(shù)。解Y = A + B * XParameterValueErrorAB31考慮反應，32其動力學方程為試推導在恒容下以總壓表示的動力學方程。解

5、33A和B在水溶液中進行反應，34在25下測得下列數(shù)據，35試確定該反應反應級數(shù)和反應速度常數(shù)。時間/s1188cA/kmol·m-3cB/kmol·m-30解由cA-cB可知反應應按下列方式A+B產物進行設為二級反應積分得：以對t作圖若為直線，則假設正確。由cA0-cB0整理得數(shù)據如下：t1188線性回歸：Y = A + B * XParameterValueErrorAB36丁烷在700，37總壓為的條件下熱分解反應：C4H102C2H4+H2(A) (R) (S)起始時丁烷為116kg，當轉化率為50%時，求此時。解38某二級液相不39可逆反應在初始濃度為5kmol&

6、#183;m-3時，40反應到某一濃度需要285s，41初始濃度為1kmol·m-3時，42反應到同43一濃度需要283s，44那么，45從初始濃度為5kmol·m-3反應到1kmol·m-3需要多長時間？解t=285-283=2s反應前后體積不變的不可逆反應，已經反應掉的部分不會對反應產生任何影響。反應過程中的任意時刻都可以作為初始時刻和終了時刻。46在間歇攪拌槽式反應器中，47用醋酸與丁醇生產醋酸丁酯，48反應式為：反應物配比為：，反應在100下進行。A轉化率達50需要時間為，輔助生產時間為30min，每天生產2400kg醋酸丁酯（忽略分離損失），計算反應器體

7、積?；旌衔锩芏葹?50kg·m-3，反應器裝填系數(shù)為。解49反應(CH3CO)2O+H2O2CH3COOH在間歇反應器中15下進行。已知一次加入反應物料50kg，50其中(CH3CO)2O的濃度為216mol·m-3，51物料密度為1050kg·m-3。反應為擬一級反應，52速率常數(shù)為k×107 exp(E/RT) min-1，53E·mol-1。求xA時，54在等溫操作下的反應時間。解55在100下，56純A在恒容間歇反應器中發(fā)生下列氣相反應:2AR+SA組分分壓與時間關系見下表:t/sec020406080100120140160pA /M

8、Pa試求在100，下，進口物流中包含20%惰性物，A組份流量為100mol·hr-1，達到95%轉化率所需的平推流反應器的體積。解57間歇操作的液相反應AR，58反應速率測定結果列于下表。欲使反應物濃度由cA0·m-3降到0.3 kmol·m-3需多少時間?cA/kmol·m-3(rA)/kmol·m-3min-1解圖解積分101059一氣相分解反應在常壓間歇反應器中進行，60在400K和500K溫度下，61其反應速率均可表達為rA=23pA2 mol·m-3s-1，62式中pA的單位為kPa。求該反應的活化能。解63有如下化學反應C

9、H4+C2H2+H2=C2H4+CH4(I) (A) (B) (P) (I)在反應前各組分的摩爾數(shù)分別為nI0=1mol；nA0=2mol；nB0=3mol；nP0=0，求化學膨脹率（用兩種方法）。解方法一方法二64在555K及下，65在平推流管式反應器中進行氣相反應AP，66已知進料中含A 30%（摩爾分數(shù)），67其余為惰性物料，68加料流量為·s-1，69動力學方程式為rAcA mol·m-3s-1為了達到95轉化率，70試求：(1)所需空速為多少?(2)反應器容積大小?解71液相一級不72可逆分解反應AB+C于常溫下在一個2m3全混流反應器（CSTR，73MFR，74

10、連續(xù)攪拌槽式反應器）中等溫進行。進口反應物濃度為1 kmol·m-3，75體積流量為1m3hr-1，76出口轉化率為80%。因后續(xù)工段設備77故障，78出口物流中斷。操作人員為此緊急停止反應器進料。半小時后故障排除，79生產恢復80。試計算生產恢復81時反應器內物料的轉化率為多少？解82第17題中的反應，83(1)當cA0·m-3，84進料速率1kmolA·hr-1，85轉化率為75；(2) cA0·m-3，86進料速率2kmolA·hr-1，87出口為·m-3；(3) cA0·m-3，88出口仍然為·m-3，89

11、進料速率為1kmolA·hr-1。計算三種情況下，90用全混流反應器的體積各為多少?解91反應A+BR+S，92已知VR3，93物料進料速率V0×10-3m3min-1，94cA0=cB0=5mol·m3，95動力學方程式為rA=kcAcB，96其中k=100m3kmol-1min-1。求：(1)反應在平推流反應器中進行時出口轉化率為多少？(2)欲用全混流反應器得到相同97的出口轉化率，98反應器體積應多大?(3)若全混流反應器體積VR3，99可達到的轉化率為多少?已知k=1m3kmol-1hr-1，cB0=3kmol·m-3，cA飽和·m-3

12、，水溶液流量為10m3hr-1。解平推流全混流100在全混流反應器中進行如下等溫液相反應：2ABCrc=k1cA2AB2DrD=2k2cAcBA的初始濃度為·m-3，A和C的出口濃度分別為和·m-3。假設進口物流中不含B、C、D，反應時間為1250sec，求：1.出口物流中B和D的濃度；2.k1和k2。解第二章習題1.動力學方程的實驗測定時，2.有采用循環(huán)反應器的，3.為什么?答：循環(huán)反應器行為與全混流反應器相同，可以得到反應速率的點數(shù)據，而且反應器進出口濃度差比較大，對分析精度要求不很高。4.為什么可逆吸熱反應宜選平推流反應器且在高溫下操作，而5.可逆放熱反應卻不6.是?

13、根據可逆放熱反應的特點，7.試問選用何種類型反應器適宜?為什么?答：可逆吸熱反應的反應速率與化學平衡都隨溫度的升高而升高，高溫下操作對二者都有利?？赡娣艧岱磻幕瘜W平衡隨溫度的升高向反應物方向移動，對達到高轉化率不利。對此類反應，可選用多段絕熱反應器或換熱條件較好的管式反應器。8.一級反應AP，9.在一體積為VP的平推流反應器中進行，10.已知進料溫度為150，11.活化能為84kJ·mol-1，12.如改用全混流反應器，13.其所需體積設為Vm，14.則Vm/Vp應有何關系?當轉化率為時，15.如果使Vm=Vp，16.反應溫度應如何變化?如反應級數(shù)分別為n=2，17.1/2，18.

14、1時，19.全混流反應器的體積將怎樣改變？解：20.在體積VR3的全混流反應器中，21.進行反應，22.式中k1=7m3kmol-1min-1，23.k2=3m3kmol-1min-1，24.兩種物料以等體積加入反應器中，25.一種含·m-3，26.另一種含·m-3。設系統(tǒng)密度不27.變，28.當B的轉化率為75時，29.求每種物料的流量。解30.可逆一級液相反應，31.已知；當此反應在間歇反應器中進行，32.經過8min后，33.A的轉化率為33.3%，而34.平衡轉化率是66.7%，35.求此反應的動力學方程式。解36.平行液相反應AP rP=1AR rR=2cAAS

15、rS=cA2已知cA0=2kmol·m-3，cAf·m-3，求下列反應器中，cP最大為多少?平推流反應器；(2)全混流反應器；(3)兩相同體積的全混流反應器串聯(lián)，cA1=1 kmol·m-3。解37.自催化反應A+P2P的速率方程為：rA=kcAcP，38.k=l m3kmol-1min-1，39.原料組成為含A 13%，40.含P 1%（摩爾百分數(shù)），41.且cA0+cP0= l kmol·m-3，42.出口流中cP= 0.9 kmol·m-3，43.計算采用下列各種反應器時的空間時間(=VR/V0)。(1)平推流反應器；(2)全混流反應器；

16、(3)平推流與全混流反應器的最佳組合；(4)全混流反應器與一分離器的最佳組合。解44.在兩個串聯(lián)的全混流反應器中進行一級反應，45.進出口條件一定時，46.試證明當反應器大小相同47.時，48.兩個反應器的總容積最小。證49.半衰期為20小時的放射性流體以3hr-1的流量通過兩個串聯(lián)的40m3全混流反應器后，50.其放射性衰減了多少？解51.A進行平行分解反應，52.其速率式為R rR=1 kmol·m-3min-1A S rS=2cA kmol·m-3min-1T rT=cA kmol·m-3min-1其中R是所要求的目的產物，cA0=1kmol·m-

17、3。試問在下述反應器進行等溫操作時，預計最大的cR為多少?(1)全混流反應器；(2)平推流反應器。解低濃度操作對生成目的產物R有利，對全混流反應器，可在極低的濃度下操作對平推流反應器，則盡量使其轉化率提高。53.在0時純氣相組分A在一恒容間歇反應器依以下計量方程反應：A，54.實驗測得如下數(shù)據：時間/s02468101214pA/MPa求此反應的動力學方程式。解當t時，pAe故為可逆反應，設此反應為一級可逆反應，則以(-ln(pA-pAe)對t作圖t02468101214pAPA-pAe-ln(pA-pAe)55.氣相反應A+B=R的動力學方程為(rA)=k(pApBpR/KP)，56.式中請

18、確定最佳反應溫度與轉化率之間的關系。解57.某液相一級不58.可逆反應在體積為VR的全混釜中進行，59.如果將出口物料的一半進行循環(huán)，60.新鮮物料相應也減少一半，61.產品物料的轉化率和產物生成速率有什么變化？解全混流循環(huán)時出口物料一半與等量的xA=0的物料混合，xA0xAf。與簡單地把處理量減半等效。62.有一自催化反應AR，63. 動力學方程為rAcAcR kmol·m-3s-1。要求反應在4個3的全混流反應器中進行，64.反應物初始濃度cA0=10kmol·m-3，65.cR0=0，66.處理量為5.4 m3hr-1。如何排列這4個反應器（串聯(lián)、并聯(lián)、或串并聯(lián)結合）

19、才能獲得最大的最終轉化率？最大的轉化率是多少？解67.一級不68.可逆連串反應，69.k1-1，70.k2-1，71.進料流率V0為1m3hr-1，72.cA0=1kmol·m-3，73.cB0=cC0=0。試求：采用兩個VR=1m3的全混流反應器串聯(lián)時，74.反應器出口產物B的濃度。解75.某氣相基元反應：A+2BP已知初始濃度之比cA0:cB0=1:3，求的關系式。解76.已知常壓氣相反應動力學方程為，試用下列三種方式表達動力學方程：(1)組分分壓；(2)組分摩爾分率；(3)組分初始濃度和A的轉化率。解77.高溫下二氧化氮的分解為二級不78.可逆反應。在平推流反應器中下時等溫分解

20、。已知k3kmol-1s-1，79.處理氣量為120m3hr-1（標80.準狀態(tài)），81.使NO2分解70%。當(1)不82.考慮體積變化；(2)考慮體積變化時，83.求反應器的體積。解恒容過程變容過程84.均相氣相反應A3P，85.服86.從二級反應動力學。在、350和V0=4m3hr-1下，87.采用個25mm內徑，88.長2m的實驗反應器，89.能獲得60轉化率。設計一個工業(yè)平推流反應器，90.當處理量為320m3hr-1，91.進料中含50%A，92.50%惰性物料時，93.在和350下反應，94.為獲得80%的轉化率求需用25mm內徑，95.長2m的管子多少根?這些管子應并聯(lián)還是串聯(lián)

21、？解(1)求速率常數(shù)k(2)求反應器體積和管數(shù)管子的串并聯(lián)要從流體阻力和流型考慮，在保持平推流的前提下盡量并聯(lián)。96.有一氣相分解反應，97.其化學反應式為AR+S，98.反應速率方程為rA=kcA2，99.反應溫度為500。這時測得的反應速率常數(shù)為k3kmol-1s-1。反應在內徑為25mm、長為1m的管式反應器中進行，100.器內壓強維持在（絕），101.進料中僅含組分A，102.當其轉化率為20%，103.空間速度為45hr-1（反應條件下的計算值）。試求反應條件下的平均停留時間和空間時間。解第三章習題1有一有效容積VR=1m3，2送入液體的流量為3hr-1的反應器，3現(xiàn)用脈沖示蹤法測得

22、其出口液體中示蹤劑質量濃度變化關系為：t/min01020304050607080c/kg·m-3036543210求其停留時間分布規(guī)律，即F(t)，E(t)，解示蹤法求停留時間分布規(guī)律t/minc/kg·m-3cF(t)E(t)t·ct2c00000001033303002069120240030514150450040418160640050321150750060223120720070124704900800240002480332004對某一反應器用階躍法測得出口處不同5時間的示蹤劑質量濃度變化關系為：t/min0246810121416c/kg

23、3;m-30求其停留時間分布規(guī)律，即F(t)，E(t)，解: 階躍法求停留時間分布規(guī)律c0-3t/minc/kg·m-3cF(t)E(t)0000000246810241214160006請將習題一中停留時間分布規(guī)律用對比時間作變量，7求F()，8E()，9，10。解t/min01020304050607080cA/kg·m-303654321000011應用習題一的反應器，12進行A+BD反應，13已知cA0=cB0=20mol·m-3，14動力學方程為rAcAcB mol·m-3min-1，15請用凝集流模型計算反應器出口物料中A組分的轉化率，16并

24、求cA，17cB，18cD值。本題若用PFR及CSTR模型計算時，物料出口中A組分的轉化率是多少?解1凝集流模型：時間t/minc/kg·m-3F(t)00000010320630540450360270180000242PFR模型計算時：CSTR模型計算19在習題一的反應器中進行AD反應，20已知cA0=25mol·m-3，21動力學方程為rAcA mol·m-3min-1，22請分別用：(1)凝集流模型；(2)多級混合槽模型；(3)平推流模型；(4)全混流模型。計算出口物料中A組分的轉化率。解（1）凝集流模型t/minc/kg·m-3cF(t)000

25、0010332069305144041850321602237012480024024(2)多級混合槽模型：(3)PFR模型：(4)CSTR模型：23用習題5的條件，24采用軸向擴散模型，25計算其Pe值與出口物料中A組分的轉化率。解26設E()、F()分別為某流動反應器的停留時間分布密度函數(shù)和停留時間分布函數(shù)，27為對比時間。(1)若反應器為PFR，(2)試求：(a) F(1)，(b) E(1)，(c) F(0.8)，(d) E(0.8)，(e) E(1.2)(3)若反應器為CSTR，(4)試求：(a) F(1)，(b) E(1)，(c) F(0.8)，(d) E(0.8)，(e) E(1.

26、2)(5)若反應器為一非理想流動反應器，(6)試求(a)F()，(b) F(0)，(c) E()，(d) ，(e) 解(1)對PFR， F(1)=1， E(1)=，F(xiàn)(0.8)=0， E(0.8)=0， E(1.2)=0(2)(3)28液體以1m3hr-1的流量通過1m3的反應器。定常態(tài)時用惰性示蹤物以恒定流量2×10-4mol·hr-1送入反應器（可以忽略示蹤物流對流動的影響）。若反應器分別為PFR或CSTR，29求示蹤物料加入后時，30反應器出口物流中示蹤物的濃度為多少？解入口濃度對PFR，對CSTR，31請推導層流流動系統(tǒng)的物料停留時間分布密度函數(shù)和停留時間分布函數(shù)。

27、解第四章習題1、乙炔與氯化氫在HgCl2活性炭催化劑上合成氯乙烯：其動力學方程式可有如下幾種形式：(1) (2) (3) (4) 試說明各式所代表的反應機理和控制步驟。解：（1）（2）（3）（4）2、在510進行異丙苯的催化分解反應：測得總壓p與初速度r0的關系如下：p/kPa1437如反應屬于單活性點的機理，試推導出反應機理式及判斷其控制步驟。解：（1）設為表面反應控制機理（a）（b）（c）還可設想別的機理：上述兩種機理有相同的初始速度關系式。即由實驗數(shù)據作圖得一直線，與所設機理相符。(b)可能較好。（2）設為A吸附控制可得：A吸附控制當時，應為直線關系，與實驗數(shù)據不符。（1）設為R脫附控制

28、，（2）可得與實驗數(shù)據不（3）符3、丁烯在某催化劑上制丁二烯的總反應為：若反應按下列步驟進行：（1）分別寫出a，（2）c為控制步驟的均勻吸附動力學方程；（3）寫出b為控制步驟的均勻吸附動力學方程，（4）若反應物和產物的吸附都很弱，（5）問此時對丁烯是幾級反應。解：法一：（a控制）（1）對b 令則 (2)對c 令則 (3) 由(3)代入(2)得：由得法二：（a控制）法一：（c控制）法二：（c控制）由a ，令，則由b 由得（6）b為控制步驟：當吸附很弱時，則對丁二烯是一級反應。4、在氧化鉭催化劑上進行乙醇氧化反應：其反應機理為：a b c （控制步驟）d 證明：下述速率表達式：解：兩類活性中心，表

29、面反應c為控制步驟，則（1）快速不可逆反應d，由a得：令，而且，當步驟d為不可逆時，該步驟為不可逆的快速反應，由c生成的OH2很快與H1反應，使體系中實際不存在OH2，即OH0，并使H1的消耗速率與步驟c中反應物的消耗速率相同，故有H=A。（2）由b得：令，則（3）將（2），（3）代入（1）得：5、用均勻吸附模型推導甲醇合成動力學.假定反應機理為:(1)CO+=CO(2)H2+=H2(3)CO+2H2=CH3OH+2(4)CH3OH=CH3OH+推導當控制步驟分別為(1)，(3)，(4)時的反應動力學方程。解：控制步驟為(1)時，控制步驟為(3)時，控制步驟為(4)時，6、一氧化碳變換反應CO

30、+H2O=CO2+H2在催化劑上進行，7、若CO吸附為控制步驟，8、用均勻表面吸附模型推導反應動力學方程。用焦姆金非均勻表面吸附模型推導反應動力學方程。解9、催化反應A+B，10、A，11、B為均勻吸附，12、反應機理為：（1）A+=A（2）A= B（3）B= B+其中A分子吸附(1)和表面反應(2)兩步都影響反應速率，而B脫附很快達平衡。試推導動力學方程。解第五章習題1.異丙苯在催化劑上脫烷基生成苯，2.如催化劑為球形，3.密度為P·m-3，4.空隙率P，5.比表面積為Sg=350m2g-1，6.求在500和，7.異丙苯在微孔中的有效擴散系數(shù)，8.設催化劑的曲折因子=3，9.異丙苯

31、苯的分子擴散系數(shù)DAB2s-1。解10.在30和下，11.二氧化碳向鎳鋁催化劑中的氫進行擴散，12.已知該催化劑的孔容為VP3g-1，13.比表面積SP=150m2g-1，14.曲折因子，15.顆粒密度S·cm-3，16.氫的摩爾擴散體積VB3mol-1，17.二氧化碳的摩爾擴散體積VA=26.9 cm3mol-1，18.試求二氧化碳的有效擴散系數(shù)。解19.在硅鋁催化劑球上，20.粗柴油催化裂解反應可認為是一級反應，21.在630時，22.該反應的速率常數(shù)為k-1，23.有效擴散系數(shù)為De10-4cm2s-1。，24.試求顆粒直徑為3mm和1mm時的催化劑的效率因子。解25.常壓下正

32、丁烷在鎳鋁催化劑上進行脫氫反應。已知該反應為一級不26.可逆反應。在500時，27.反應的速率常數(shù)為k3s-1gcat-1，28.若采用直徑為的球形催化劑，29.其平均孔徑d010-8m，30.孔容為3g-1，31.空隙率為，32.曲折因子等于。試計算催化劑的效率因子。解33.某一級不34.可逆催化反應在球形催化劑上進行，35.已知De=10-3cm2s-1，36.反應速率常數(shù)k-1，37.若要消除內擴散影響，38.試估算球形催化劑的最大直徑。解39.某催化反應在500條件下進行，40.已知反應速率為：rA10-9pA2 mol·s-1gcat-1式中pA的單位為kPa，顆粒為圓柱形

33、，高直徑為55mm，顆粒密度P·cm-3，粒子表面分壓為，粒子內A組分的有效擴散系數(shù)為De2s-1，試計算催化劑的效率因子。解41.某相對分子質量為225的油品在硅鋁催化劑上裂解，42.反應溫度為630、壓力為，43.催化劑為球形，44.直徑，45.密度·cm-3，46.比表面積為338m2g-1，47.空隙率P，48.導熱系數(shù)為10-4J·s-1cm-1K-1；測得實際反應速率常數(shù)kV-1；反應物在催化劑外表面處的濃度cAS10-5mol·cm-3；反應熱H105J·mol-1；活化能E105J·mol-1；擴散過程屬于克努森擴散，

34、49.曲折因子為=3，50.試求催化劑的效率因子和顆粒內最大溫差。解溫差不大,按等溫計算有效因子51.實驗室中欲測取某氣固相催化反應動力學，52.該動力學方程包括本征動力學與宏觀動力學方程，53.試問如何進行？答第一步必須確定消除內、外擴散的顆粒粒度及氣流速度和裝置；第二步測定本征動力學；第三步在循環(huán)反應器中測定原顆粒的宏觀動力學。54.什么是宏觀反應速率的定義式？什么是宏觀反應速率的計算式？兩者有何異同55.？答定義式計算式RA=(rAS) 兩者都反映了宏觀反應速率與本征反應速率之間的關系。顆粒內實際反應速率受顆粒內濃度、溫度分布影響，用定義式是難于計算的。計算式將過程概括為顆粒表面反應速率

35、與效率因子的關系，而效率因子通過顆粒內擴散及濃度、溫度分布的規(guī)律是可以計算的，從而得到總體顆粒的宏觀速率。第六章習題1.在一總長為4m的填充床中，2.氣體以2500kg·m-2hr-1的質量流率通過床層。床層體安裝直徑為3mm的球形催化劑顆粒，3.空隙率為，4.氣體密度為·m-3，5.其粘度為10-5kg·m-1s-1。求床層的壓降。解Ergun方程6.不7.可逆反應2A+BR，8.若按均相反應進行，9.其動力學方程為：rA=3.810-3pA2pB mol·L-1hr-1在催化劑存在下，其動力學方程為：若反應在下恒溫操作，進料組分中pA，pB，催化劑的

36、堆積密度為·cm-3。試求在一維擬均相反應氣中為保證出口氣體中A的轉化率為93%，兩種反應器所需的容積比。（式中，p的單位為kPa）解均相反應數(shù)值積分（辛普生法）催化反應10.在鋁催化劑上進行乙腈的合成反應C2H2+NH3CH3CN+H2(A) (B) (R) (S)設原料氣的體積比為C2H2:NH3:H2=1:2.2:1。采用三段絕熱式反應器，段間間接冷卻，使各段出口溫度均為550，每段入口溫度也相同，其反應動力學方程可近似表示為：流體的平均熱容CP=128J·mol-1K-1。若要求乙腈的轉化率為92%，且日產乙腈20噸，求各段的催化劑量。解11.在一固定床反應器中，1

37、2.填充3的催化劑。在550，下進行2A2R+S的反應，14.用水蒸汽作稀釋劑，15.反應物A與水蒸氣的配比為1:4（摩爾比）。標16.準狀態(tài)下加料量為3hr-1，17.出口轉化率為50%，18.當反應速率采用（其中V是催化劑填充體積）的定義時，19.550下的反應速率常數(shù)為-1。若忽略外擴散的影響，20.并假定有效因子在床層內為一常數(shù)，21.求其有效因子。解22.在Tx圖上，23.為平衡曲線，24.為最佳溫度曲線，25.AMN為等轉化率曲線，26.指27.出最大速率點和最小速率點。BCD為等溫線，28.指29.出最大速率點和最小速率點。答在AMN線上，M為最大速率點，N為最小速率點在BCD線

38、上，C為最大速率點，D為最小速率點30.在Tx圖上，31.定性繪出三段間接換熱SO2氧化反應的操作線。在Tx圖上，定性繪出三段原料氣冷激的合成氨反應的操作線。解第七章習題1.某合成反應的催化劑，2.其粒度分布如下：dp106/m%/(wt)已知mf，P-3。在120及下，氣體的密度-3，10-2mPa·s。求初始流化速度。解計算平均粒徑計算雷諾數(shù)計算初始流化速度注：此計算程序存在如下兩大弊端：1大數(shù)與小數(shù)值相加，2極易引起誤差。3Re的值由兩大數(shù)之差求得，4極易引起誤差。推薦用下式計算當Re小于2時，符合Re值計算式適用。3.計算粒徑為8010-6 m的球形顆粒在20空氣中的逸出速度

39、。顆粒密度P=2650 kg·m-3，4.20空氣的密度=1.205 kg·m-3，5.空氣此時的粘度為10-2mPa·s。解設Re小于2，重設2<Re<500，uT=Fu，Re<10，F(xiàn)1uT=s-16.在流化床反應器中，7.催化劑的平均粒徑為5110-6m，8.顆粒密度P=2500 kg·m-3，9.靜床空隙率為，10.起始流化時床層空隙率為，11.反應氣體的密度為1 kg·m-3，12.粘度為410-2mPa·s。試求：1初始流化速度2逸出速度3操作氣速解計算初始流化速度設Re小于2，計算逸出速度uT=Fu，R

40、e<10，F(xiàn)1uT=s-1估算操作氣速操作氣速=(0.5-0.6)uT，取，操作氣速=uTs-113.在一直徑為2m，14.靜床高為的流化床中，15.以操作氣速u·s-1的空氣進行流態(tài)化操作，16.已知數(shù)據如下：dp=8010-6 m，P=2200 kg·m-3，=2 kg·m-3，10-2mPa·s，mf求床層的濃相段高度及稀相段高度。解計算逸出速度設2<Re<500，uT=Fu，Re<10，F(xiàn)1uT=s-1計算床層空隙率當1<Re<200時，計算濃相段高度估算稀相段高度17.例7-3中如果要求出口氣體中關鍵組分轉化

41、率為xAf，18.催化劑用量應取多少？解19.例7-3中如果將操作氣速由u·s-1提高到0.2 m·s-1，20.出口氣體中關鍵組分轉化率是多少？床層高度有何變化？解床層高度的變化出口氣體轉化率的變化由于u的變化引起參數(shù)變化為第八章習題1.以25的水用逆流接觸的方法吸收空氣中的CO2，2.試求在操作時（1）氣膜和液膜的相對阻力是多少？（2）采用哪種最簡單形式的速率方程來設計計算吸收塔。已知CO2在空氣和水中的傳質數(shù)據如下：kAG·hr-1m-2kPa-1kAL=25L·hr-1m-2HA·L·mol-1解總阻力：氣膜，占1.03% 液膜占98.97%總阻力：氣膜占1.03% 液膜占98.97%所以忽略氣膜阻力3.若采用NaOH水溶液吸收空氣中的CO2，4.反應過程屬瞬間反應CO2+2OH-=2H+CO32-吸收溫度為25（題1數(shù)據可用），請計算：（1）當pCO2，（2）cNaOH=2mol·L-1時的吸收速率；（3）當pCO2，（4）