化學反應(yīng)工程試題和答案基礎(chǔ)部分

《化學反應(yīng)工程》試題庫一、填空題質(zhì)量傳遞、熱量傳遞、動量傳遞和化學反應(yīng)稱為三傳一反.物料衡算和能量衡算的一般表達式為 輸入-輸出=累積。TOC\o"1-5"\h\z著眼組分A轉(zhuǎn)化率xA的定義式為 XA=（nA0-nA）/nA0 ?？偡磻?yīng)級數(shù)不可能大于3 。反應(yīng)速率-1二kC￡的單位為kmol/（m3?h）.速率常數(shù)k的因次為m3/（kmol?h） 。反應(yīng)速率-rjkq的單位為kmol/kg,h.速率常數(shù)k的因次為m3/kg?h。反應(yīng)速率一r=kCi/2的單位為mol/L?s.速率常數(shù)k的因次為（mol）“2?L-1/2?s。AA反應(yīng)速率常數(shù)k與溫度T的關(guān)系為lnk二-幽0+10.2.其活化能為83.14kJ/mol 。T某反應(yīng)在500K時的反應(yīng)速率常數(shù)k是400K時的103倍.則600K時的反應(yīng)速率常數(shù)k時是400K時的 105倍。某反應(yīng)在450℃時的反應(yīng)速率是400℃時的10倍.則該反應(yīng)的活化能為（設(shè)濃度不變）.3kJ/mol。.非等分子反應(yīng)2SO2+O2==2SO3的膨脹因子5so等于-0.5 。.非等分子反應(yīng)N2+3H2==2NH3的膨脹因子5等于-2/3 。.反應(yīng)N2+3H2==2NH3中（一r）=1/3（一r）=1/2r.在平推流反應(yīng)器中進行等溫一級不可逆反應(yīng).反應(yīng)物初濃度為Ca。.轉(zhuǎn)化率為XA.當反應(yīng)器體積增大到n倍時.反應(yīng)物A的出口濃度為C（1-x）n .轉(zhuǎn)化率為1-（1-x）n。A0A A.在全混流反應(yīng)器中進行等溫一級不可逆反應(yīng).反應(yīng)物初濃度為CA0.轉(zhuǎn)化率為xA.當反應(yīng)器\o"CurrentDocument"1一x nx體積增大到n倍時.反應(yīng)物A的出口濃度為 a一.轉(zhuǎn)化率為 a——1+（n一1）Xa 1+（n一1）Xa.反應(yīng)活化能E越上.反應(yīng)速率對溫度越敏感。.對于特定的活化能.溫度越低溫度對反應(yīng)速率的影響越大。.某平行反應(yīng)主副產(chǎn)物分別為P和S.選擇性SP的定義為（nP-n//（n.-nj 。.某反應(yīng)目的產(chǎn)物和著眼組分分別為P和A其收率①p的定義為（nP-n//（nj）.均相自催化反應(yīng)其反應(yīng)速率的主要特征是隨時間非單調(diào)變化.存在最大的反應(yīng)速率。.根據(jù)反應(yīng)機理推導(dǎo)反應(yīng)動力學常采用的方法有速率控制步驟、擬平衡態(tài)。.對于連續(xù)操作系統(tǒng).定常態(tài)操作是指溫度及各組分濃度不隨時間變化。.返混的定義：不同停留時間流體微團間的混合。

TOC\o"1-5"\h\z.平推流反應(yīng)器的返混為0 ;全混流反應(yīng)器的返混為 8 。.空時的定義為反應(yīng)器有效體積與進口體積流量之比 。Vx.針對著眼組分A的全混流反應(yīng)器的設(shè)計方程為——二一-。Fao 1.不考慮輔助時間.對反應(yīng)級數(shù)大于0的反應(yīng).分批式完全混合反應(yīng)器優(yōu)于全混流反應(yīng)器。.反應(yīng)級數(shù)＞0時.多個全混流反應(yīng)器串聯(lián)的反應(yīng)效果工于全混流反應(yīng)器。.反應(yīng)級數(shù)＜0時.多個全混流反應(yīng)器串聯(lián)的反應(yīng)效果差于全混流反應(yīng)器。.反應(yīng)級數(shù)＞0時.平推流反應(yīng)器的反應(yīng)效果優(yōu)于全混流反應(yīng)器。.反應(yīng)級數(shù)＜0時.平推流反應(yīng)器的反應(yīng)效果差于全混流反應(yīng)器。.對反應(yīng)速率與濃度成正效應(yīng)的反應(yīng)分別采用全混流、平推流、多級串聯(lián)全混流反應(yīng)器其反應(yīng)器體積的大小關(guān)系為全混流＞多級串聯(lián)全混流＞平推流 ;.通常自催化反應(yīng)較合理的反應(yīng)器組合方式為全混流+平推流.相同轉(zhuǎn)化率下.可逆放熱反應(yīng)的平衡溫度高于最優(yōu)溫度。.主反應(yīng)級數(shù)大于副反應(yīng)級數(shù)的平行反應(yīng).優(yōu)先選擇 平推流反應(yīng)器。.主反應(yīng)級數(shù)小于副反應(yīng)級數(shù)的平行反應(yīng).優(yōu)先選擇 全混流 反應(yīng)器。.要提高串聯(lián)反應(yīng)中間產(chǎn)物P收率.優(yōu)先選擇平推流反應(yīng)器。.主反應(yīng)級活化能小于副反應(yīng)活化能的平行反應(yīng).宜采用低溫操作。.主反應(yīng)級活化能大于副反應(yīng)活化能的平行反應(yīng).宜采用高溫操作。8.停留時間分布密度函數(shù)的歸一化性質(zhì)的數(shù)學表達式』E(t)dt=1.0。0.定常態(tài)連續(xù)流動系統(tǒng).F(0)=0；F(8)= 1。.定常態(tài)連續(xù)流動系統(tǒng).F(t)與E(t)的關(guān)系F(t)=JE(t)dt。08.平均停留時間亍是E(t)曲線的分布中心；與E(t)的關(guān)系為t=JtE(t)dt。44.J(44.J(t-1)2E(t)dt。TOC\o"1-5"\h\z方差O2表示停留時間分布的分散程度；其數(shù)學表達式為。2=t t.采用無因次化停留時間后.E(0)與E(t)的關(guān)系為E(9)=tE(t)。.采用無因次化停留時間后.F(0)與F(t)的關(guān)系為F(e)=F(t).無因次方差O2與方差O2的關(guān)系為O2=o2/12。9 t 9t.平推流反應(yīng)器的O2=0；而全混流反應(yīng)器的O2=_1_。9 9.兩種理想流動方式為平推流和全混流.非理想流動。2的數(shù)值范圍是0?1 。U.循環(huán)操作平推流反應(yīng)器循環(huán)比越大運混越大。.循環(huán)操作平推流反應(yīng)器當循環(huán)比B=0時為平推流；當B=8時為全混流。.停留時間分布實驗測定中.常用的示蹤方法為脈沖示蹤和階躍示蹤。.脈沖示蹤法根據(jù)檢測到的濃度變化曲線可以直接得到E(t)曲線。.階躍示蹤法根據(jù)檢測到的濃度變化曲線可以直接得到 F(t)曲線。.采用脈沖示蹤法測得的濃度CA(t)與E(t)的關(guān)系式為E(t)=CA(t)/C0。.采用階躍示蹤法測得的濃度CA(t)與F(t)的關(guān)系式為F(t)=CJt)/圖。.N個等體積全混釜串聯(lián)的停留時間分布的無因次方差。2=1/N 。U.多級全混釜串聯(lián)模型當釜數(shù)N=1為全混流.當N=8為平推流。t t.全混流的E(t)=ie-t；F(t)=1-e~t。t.平推流的E(t)=0當t豐t、=8當t=t_；F(t)=0當t<t、=1當t>t。.軸向分散模型中.Pe準數(shù)越小返混越大。.軸向分散模型中Peclet準數(shù)的物理意義是代表了流動過程軸向返混程度的大小。.對于管式反應(yīng)器.流速越大越接近平推流：管子越長越接近平推流。.為使管式反應(yīng)器接近平推流可采取的方法有提高流速和增大長徑比。.對于平推流反應(yīng)器.宏觀流體與微觀流體具有相同的反應(yīng)結(jié)果。.工業(yè)催化劑所必備的三個主要條件：選擇性高、活性好和壽命長。.化學吸附的吸附選擇性要高于物理吸附的吸附選擇性。.化學吸附的吸附熱要大于物理吸附的吸附熱。.化學吸附常為單分子層吸附.而物理吸附常為 多分子層吸附。.操作溫度越高物理吸附越弱.化學吸附越強；.在氣固才目催化反應(yīng)中動力學控制包括表面吸附、表面反應(yīng)和表面脫附。.氣固相催化反應(yīng)本征動力學指消除內(nèi)外擴散對反應(yīng)速率的影響測得的動力學。.7固相催化反應(yīng)的本征動力學與宏觀動力學的主要區(qū)別是前者無內(nèi)外擴散的影響。.在7固相催化反應(yīng)中測定本征動力學可以通過提高7體流速消除外擴散、通過減小催化劑顆粒粒度消除內(nèi)擴散。.固體顆粒中氣體擴散方式主要有 分子擴散和努森擴散。.固體顆粒中當孔徑較大時以分子擴散為主.而當孔徑較小時以努森擴散為主。.氣固相催化串聯(lián)反應(yīng).內(nèi)擴散的存在會使中間產(chǎn)物的選擇性下降。.氣固相催化平行反應(yīng).內(nèi)擴散的存在會使高級數(shù)反應(yīng)產(chǎn)物的選擇性下降。.Thiele模數(shù)的物理意義反映了表面反應(yīng)速率與內(nèi)擴散速率之比。.催化劑的有效系數(shù)為催化劑粒子實際反應(yīng)速率/催化劑內(nèi)部濃度和溫度與外表面上的相等時的反應(yīng)速率。.催化劑粒徑越大.其Thiele模數(shù)越大.有效系數(shù)越?。?氣固相非催化反應(yīng)縮核模型中氣相反應(yīng)物A的反應(yīng)歷程主要有三步.分別是氣膜擴＜、 灰層擴散 和表面反應(yīng)。.自執(zhí)式反應(yīng)是指利用反應(yīng)自身放出的熱量預(yù)熱反應(yīng)進料。.固定床反應(yīng)器的主要難點是反應(yīng)器的傳熱和控溫問題 。.多段絕熱固定床的主要控溫手段有段間換熱、原料氣冷激和惰性物料冷激。.固定床控制溫度的主要目的是使操作溫度盡可能接近最優(yōu)溫度線。.固體顆粒常用的密度有堆密度、顆粒密度和真密度.三者的關(guān)系是真密度＞顆粒密度＞堆密度。.對于體積為Vp外表面積為ap的顆粒其體積當量直徑為3：江蔗、面積當量直徑為｛尸、比表面當量直徑為6*%。.固定床最優(yōu)分段的兩個必要條件是前一段出口反應(yīng)速率與下一段進口相等和每一段的操作溫度線跨越最優(yōu)溫度線。二、計算分析題.在恒容條件下.反應(yīng)A+2B==R.原料氣組成為CA0=CB0=100kmol/m3.計算當CB=20kmol/iw時.計算反應(yīng)轉(zhuǎn)化率.、xB及各組分的濃度。解：在恒容條件下：XB=(CB0-CB)/Cb0=0.8由CA0-CA=(CB0-CB)/2得到：CA=60kmol/m3xa=(CA0-CA)/Ca0=0.4.在恒壓條件下.反應(yīng)A+2B==R.原料氣組成為CA0=CB0=100kmol/m3.計算當CB=20kmol/iw時.反應(yīng)轉(zhuǎn)化率xa、xB及各組分的濃度。解：6B=(1-1-2)/2=-1；yB0=0.5n=n0(1+yB0bBxB)=n0(1-0.5xB)在恒壓條件下：V=V0n/n0=V0(1-0.5xB)CB=nB/V=nB0(1-xb)/[V0(1-0.5xb)]=CB0(1-xB)/(1-0.5xB)xB=8/9nA0-nA=(nB0-nB)/2xA=( nA0- nA )/ nA0=( nB0- nB )/(2 nA0)= ( nB0- nB )/(2 nB0)=0.5 xB=4/9.串聯(lián)-平行反應(yīng)A+B==R.A+R==S.原料中各組分的濃度為CA0=2.0mol/L.CB0=4.0mol/L.Cr0=Cs0=0.在間歇反應(yīng)器中恒容操作一定時間后.得到CA=0.3mol/L.CR=1.5mol/L.計算此時組分B和S的濃度。

解：在恒容條件下：AC;Cb0-Cb；ACa2=Cs；CR=(CB0-CB)-CS；Ca0-Ca=ACai+ACa2得到：CS=(CA0-CA-Cr)/2=(2.0-0.3-1.5)/2=0.1mol/LCB=CB0-Cr-Cs=4.0-1.5-0.1=2.4mol/L.在間歇反應(yīng)器中進行等溫2級、1級、0級均相反應(yīng).分別求出轉(zhuǎn)化率由0至0.9所需的時間與轉(zhuǎn)化率由0.9至0.99所需時間之比。解：在間歇反應(yīng)器中：-Xf2dxt-C Aa0一rXAA10級反應(yīng):t~0~0.9t0.9~0.99t—CJ2—a—kC(x0級反應(yīng):t~0~0.9t0.9~0.99A0 k A0A2A1XA11級反應(yīng):,廠Xf2 dXt—CJ1級反應(yīng):,廠Xf2 dXt—CJ A A0kC(1-X)Xa1 A0 A「ln

k1一X A11一XA2t~0~0.9t0.9~0.99In1一0 ,1一0.9=1ln1一0.91-0.992級反應(yīng):t—Cj2—dA—A0kC2(1-X)2XA1 A0 A1kCA0'dr

XXA2,1.1 -n0~0.9—1一0.9)心… 一/ 0.9~0.99 1-0.99——T-1-0.95.在等溫恒容條件下進行下列氣相反應(yīng):AT2R其反應(yīng)速率方程為-。1dn7n5.在等溫恒容條件下進行下列氣相反應(yīng):AT2R其反應(yīng)速率方程為-。1dn7n A二kTVdtV試推導(dǎo):以A組分轉(zhuǎn)化率xA表示的反應(yīng)速率方程；以總壓P表示的速率方程。假定原料組分為50%A和50%惰性氣體.氣體為理想氣體。&,、ndxnn(1一x)

解：(1)T0-A—k10 A-Vdt V色A=k(1-X)dt A7(2)6=(2-1)/1=1y=0.5A0n=n(1+y6x)=A0AA(2)6=(2-1)/1=1y=0.5A0n=n(1+y6x)=A0AAn(1+0.5x)x=2n/n-2=2P/P-2dP——二k(1.5P一P)dt 06.在間歇反應(yīng)器中進行等溫二級反應(yīng)A==B.6.在間歇反應(yīng)器中進行等溫二級反應(yīng)A==B.反應(yīng)速率:=0.01C2mol/(L?s)當C分A0別為1、5、10mol/L時.分別計算反應(yīng)至C=0.01mol/L所需的時間。解：在間歇反應(yīng)器中可視為恒容反應(yīng)可視為：-dC解：在間歇反應(yīng)器中可視為恒容反應(yīng)可視為：-dC—A=0.01C2dt Att=CA CA0當CA0=1mol/L時.t=9900s

當CA0=5mol/L時.t=9950s當CA0=10mol/L時.t=9990s7.解:試畫出反應(yīng)速率常數(shù)k與溫度T的關(guān)系示意圖。Ink與1/T作圖為一直線8.dp八八某氣相恒容反應(yīng)在400K時的速率式為：-一寸=0.37p2MPa/h.(1)試問反應(yīng)速率常7.解:試畫出反應(yīng)速率常數(shù)k與溫度T的關(guān)系示意圖。Ink與1/T作圖為一直線8.dp八八某氣相恒容反應(yīng)在400K時的速率式為：-一寸=0.37p2MPa/h.(1)試問反應(yīng)速率常dt A數(shù)的單位是什么？ ,dn(2)右速率式與成一r=—A=kC2AVdt Akmol/(m3?h).試問此反應(yīng)的速率常數(shù)為多少？解：(1)反應(yīng)速率常數(shù)的單位：(h-MPa)-1n 1一dP一dn(2)-A義103=C義103=一P義106 —=10-3RT—A P=10-3RTCV A RTA dt VdtA A-dnA=0.37義10-3RTC2Vdt Ak=0.37x10-3RT=0.37x10-3x8.314x400=1.2m3/(kmolh)9.等溫下在間歇反應(yīng)器中進行一級不可逆液相分解反應(yīng)A==B+C.在5min內(nèi)有50%的A分解.要達到分解率為75%.問需多少反應(yīng)時間？若反應(yīng)為2級.則需多少反應(yīng)時間？解：一級反應(yīng)：t=CXA dxA =Ln，=-1ln(1-x)A0kC(1-x)k1-xkA

0A0A At0.75_ln(1-0.75)=0.5ln(1-0.5)=10minxA二級反應(yīng)：t=CJA00dx

A

kC2(1-X)2t0.75A00.75=t 0.51-0.75A1-0.5? 0.5kCA0x?——A—1-xA=15min10.10.液相自催化反應(yīng)A==B的速率方程為-rAdC—A=kCCmol/(L-h).在等溫間歇釜dtAB中測定反應(yīng)速率.CA0=0.95mol/L.CB0=0.05mol/L.經(jīng)過1小時后可測得反應(yīng)速率最大值.求該溫度下的反應(yīng)速率常數(shù)k。解：CB=CA0+CB0-CA=1-CA-r=-"A=解：CB=CA0+CB0-CA=1-CAd(-r)…一、dC?反應(yīng)速率最大時： a__k(1-2C)——a_0.得到C=0.5mol/Ldt Adt A對反應(yīng)速率式積分得到kt對反應(yīng)速率式積分得到kt=ln(1-C)CC(1^ACA).代入數(shù)據(jù)得到k=2.944L/(mol?h).對于氣相反應(yīng)：AT3P 其反應(yīng)速率方程為-1=”.試推導(dǎo)在恒容條件下以總壓P表示的反應(yīng)速率方程。假定原料為50%A和50%惰性組分.氣體符合理想氣體。解：在恒容條件下-「Ca解：在恒容條件下-「Ca0dx——A

dt=kC(1—x)"A=k(1-x)dt A76=(3-1)/1=2y=0.5A0n=n06=(3-1)/1=2y=0.5A0n=n0(1+yA06AxA)=n0(1+xA)x=n/n-1=P/P-1A0dP——二k(2P-P)dt0.對于氣相反應(yīng)：AT3P其反應(yīng)速率方程為-1=卜弓在一平推流反應(yīng)器中進行等溫恒壓反應(yīng)。已知反應(yīng)器體積為V.原料體積流量為v0.初始濃度為黑。試推導(dǎo)：其反應(yīng)器設(shè)計方程.并以A組分轉(zhuǎn)化率xA表示成易積分的形式。假定原料為純A.氣體符合理想氣體。解：6A=(3-1)/1=2yA0=1等溫恒壓：v=v0(1+yA06等溫恒壓：v=v0(1+yA06AxA)=v0(1+2xA)FF(1—x)A0 Avv(1+2x) A-a01+2xAdx_j1后_Jdx_j1后_JkC~A0A0dxAdxA13.在一全混流反應(yīng)器中進行下列一級不可逆串聯(lián)反應(yīng):目的產(chǎn)物為P.反應(yīng)器體積為V.體積流量為v.進料為純A組分.濃度為C。A0(1)各組分的濃度表達式;(2)導(dǎo)出產(chǎn)物P的總收率、選擇性表達式;(3)導(dǎo)出產(chǎn)物(1)各組分的濃度表達式;(2)導(dǎo)出產(chǎn)物P的總收率、選擇性表達式;(3)導(dǎo)出產(chǎn)物P濃度達到最大所需的空時.即最優(yōu)空時。解:全混流反應(yīng)器中對A組分作物料衡算CC A0-1+kxF—F=V(—r)v(C—C)=VkC對P組分作物料衡算:F—F=VrvC=V(kC—kC)F—F=VrvC=V(kC—kC)P0 P0PktC—1——A-1+ktktC

—t——:(1+kT)(1+kT)P的總收率：①PP的總選擇性：SPC—A0ktC

-a——:P A0 1+kt(1+kt)(1+kt)kkt2C ^2 A0 (1+kT)(1+kT)n—nnA0—nAc P CA0-CaC=—p=—CS kP的濃度達到最大需滿足：牛=0得到最優(yōu)空時：P的濃度達到最大需滿足：牛=0得到最優(yōu)空時：T

dt\kk11214.某一級氣相反應(yīng)A==2P.反應(yīng)速率常數(shù)k=0.5min!按下列條件進行間歇恒容反應(yīng).1min后反應(yīng)器內(nèi)的總壓為多少？反應(yīng)條件：(1)1atm純A;(2)10atm純A;(3)1atmA和9atm惰性氣體。解：一?級反應(yīng):竺A=k(1—x)

dt Ax=解：一?級反應(yīng):竺A=k(1—x)

dt Ax=1—e-kt=1—e-0.5=0.3936a=(2-1)/1=1n=n(1+8yx)=AA0An(1+yx)A0AP=P(1+yx)A0A(1)1atm純A：y=1P=P(1+yx)=1.393atmA0A0A(2)10atm純A：y=1P=P(1+yx)=13.93atmA0A0AA0⑶1atmA和⑶1atmA和9atm惰性氣體：y=0.1P=P(1+A0yA0xA)=10.393atm(1)在平推流反應(yīng)器中：T1 ?kCA0-A—I(1)在平推流反應(yīng)器中：T1 ?kCA0-A—I1—xJA,xy=10min9.91—0.99在全混流反應(yīng)器中：T0.99kC(1—x)2 9.9義(1—0.99)2二1000min兩個等體積串聯(lián)全混流反應(yīng)器中:15.某二級液相反應(yīng)A+B==C.已知在間歇全混釜反應(yīng)器中達到xA=0.99需反應(yīng)時間為10min.問：(1)在平推流反應(yīng)器中進行時.空時t為多少？(2)在全混流反應(yīng)器中進行時.空時t為多少？(3)若在兩個等體積串聯(lián)全混流反應(yīng)器中進行吐空時t又為多少？-A—

U-xj=1x上”=9.9101—0.99解：—dCA=kC-A—

U-xj=1x上”=9.9101—0.99由試差法計算得到：T=51.5min16.自催化反應(yīng)A+RT2R其速率方程為：-rA=kCACR在等溫條件下進行反應(yīng).已知CA0和久.要求最終轉(zhuǎn)化率為XAf。為使反應(yīng)器體積最小。試問：最合適的理想反應(yīng)器組合方式；此最小反應(yīng)器總體積表達式；在FA0/(-rA)?Xa圖上表示各反應(yīng)器的體積。解：(1)最合適的理想反應(yīng)器組合方式：全混釜反應(yīng)器串聯(lián)平推流反應(yīng)器(2)反應(yīng)速率最大點是兩個反應(yīng)器的分界點。CA+CR=CA0+CR0 CR=CA0+CR0-CA=N-rA=kCa(Cm-CA)反應(yīng)速率最大時.d(-rA)/dt=0 C『0.5cM①若CAf20.5cM.即xf<①若CAf20.5cM.即xf2A0v=口。巴°一CJ= y°3m kCCR k(1-xf)(CA0°xf+CR°)②若CAf②若CAfV0.5cM.即xAfC-C>—A0 R02CA0全混釜體積：y全混釜體積：y(C-C) 2v 2vV=-0-^0——a)=—(2C-C)= ° (C-C)mkCCkC2 A0 M k(C+C)2A0 R0AR M A0 R0vCvCAdC

平推流體積：—p=-J…Av kCC0 0.5C ARMV=V+VmP-C-CxV= 0 In—R0 A°AfP k(CA°+CR0) CA0(1-xf).對于反應(yīng)速率方程為-「勺的液相反應(yīng).為達到一定的生產(chǎn)能力.試討論當n>°、n=0和nV0時.如何選擇型式（平推流或全混流）使反應(yīng)器體積最小并簡單說明理由.并在F「曲?x圖上表示反應(yīng)器的體積。-rAA解：當n=0時.反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度無關(guān).故與反應(yīng)器型式無關(guān)。當n>0時.反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度呈正效應(yīng).而平推流反應(yīng)器的濃度水平明顯高于全混流型式.故選擇平推流反應(yīng)器。當nV0時.反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度呈負效應(yīng).而平推流反應(yīng)器的濃度水平明顯高于全混流型式.故選擇全混流反應(yīng)器。.一級等溫反應(yīng)A==P.活化能為83140J/mol.在平推流反應(yīng)器中進行反應(yīng).反應(yīng)溫度為420K.反應(yīng)器體積為Vp.如改為全混流反應(yīng)器.其體積為Vm.為達到相同的轉(zhuǎn)化率xA=0.6.（1）若反應(yīng)操作溫度相同.則V/V之值應(yīng)為多少？（2）若V/V=1.則全混流反應(yīng)器的操作溫度應(yīng)為多少？解：⑴VmFx解：⑴VmFx—A0-? A—kC00 1-xAF—A0-kCA0ln，~1-xAV-mVPV-mVPV/V=1.同樣得到:mpkP 1-a-/lnxA1 =2.941-x

Ax1—a—/ln =2.941—x1—xRTPel(T-Tm)=2.94代入數(shù)據(jù)得到：T=440Km.等溫二級反應(yīng).依次經(jīng)過體積相等的平推流反應(yīng)器和全混流反應(yīng)器.出口轉(zhuǎn)化率為0.99.若將兩個反應(yīng)器改換次序.問出口轉(zhuǎn)化率為多少？解：等溫二級反應(yīng)得到.平推流kCA0T1解：等溫二級反應(yīng)得到.平推流kCA0T11一xAout11一xAin全混流：叫一-Aout Ain(1-xAout)2將平推流反應(yīng)器+全混流反應(yīng)器時的條件代入.計算得到：kCA0t=61.53全混流反應(yīng)器+平推流反應(yīng)器：先計算全混流出口Xa=0.884全混流出口xA就是平推流進口xA.計算平推流出口Xa=0.986.等溫一級反應(yīng).依次經(jīng)過體積相等的平推流反應(yīng)器和全混流反應(yīng)器.出口轉(zhuǎn)化率為0.99.若將兩個反應(yīng)器改換次序.問出口轉(zhuǎn)化率為多少？解：等溫一級反應(yīng)得到.平推流kt=ln1-"a加-xAout全混流：kT——Aout Ain1—xAout將平推流反應(yīng)器+全混流反應(yīng)器時的條件代入.計算得到：kT=3.175全混流反應(yīng)器+平推流反應(yīng)器：先計算全混流出口xA=0.760全混流出口xA就是平推流進口xA.計算平推流出口xa=0.99.液相二級不可逆反應(yīng)A+B==C.CA0=CB0.在平推流反應(yīng)器進行試驗.當T=10min時xa=0.99.問在相同溫度下為達到相同轉(zhuǎn)化率.采用（1）在全混流反應(yīng)器中進行時.空時t為多少？（2）若在兩個等體積串聯(lián)全混流反應(yīng)器中進行吐空時t又為多少？.在恒溫恒容下進行下式所示的自催化反應(yīng)：A+RT2R.其速率方程為［二叫1.初始濃度分別為Ca。和鼠。.試推導(dǎo)其在間歇釜中達到最大反應(yīng)速率時的時間和A組分的濃度.若采用連續(xù)操作.應(yīng)采用何種理想反應(yīng)器組合方式.可使反應(yīng)器總體積最小.并用示意圖進行表示。.平行反應(yīng):ArP=1rS=ArP=1rS=2CArT=CA2器最大產(chǎn)物濃度CPmax=CA0；采用平推流反應(yīng)器最大產(chǎn)物濃度CPmax=CA0/（1+CA0）J.等溫一級不可逆串聯(lián)反應(yīng)Aki>R―CS.進料為純A濃度為C.連續(xù)操作空時為t.A0試分別推導(dǎo)出反應(yīng)器出口各組分的濃度：（1）平推流反應(yīng)器；（2）全混流反應(yīng)器。25.等溫一級不可逆平行反應(yīng):25.等溫一級不可逆平行反應(yīng):進料為純A濃度為CA。.連續(xù)操作空時為T.試分別推導(dǎo)出反應(yīng)器出口各組分的濃度：（1）平推流反應(yīng)器；（2）全混流反應(yīng)器。.試分別在圖上畫出下列流動模型的停留時間分布函數(shù)F（t）和停留時間分布密度函數(shù)E（t）CSTR

CSTR曲線：舉出與它有相同停留時間分布的另一種流動模型這說明了什么問題。.液相反應(yīng)1R(主反應(yīng))rR=kCa0.6CBL2A+B一—~一+S(副反應(yīng))rS=k2CJ。CBo.2從有利于產(chǎn)品分布的觀點.(1)將下列操作方式按優(yōu)T劣順序排列.并說明理由。(2)若反應(yīng)活化能E1>E2.應(yīng)如何選擇操作溫度？A B -? -? ——?.試采用脈沖示蹤法推導(dǎo)全混流反應(yīng)器的停留時間分布函數(shù)和分布密度函數(shù)。.試采用階躍示蹤法推導(dǎo)全混流反應(yīng)器的停留時間分布函數(shù)和分布密度函數(shù)。.畫出平推流反應(yīng)器、全混流反應(yīng)器、平推流和全混流反應(yīng)器串聯(lián)及全混流和平推流反應(yīng)器串聯(lián)的停留時間分布密度函數(shù)E(t)和分布函數(shù)F(t).F(e)和E(e)分別為閉式流動反應(yīng)器的無因次停留時間分布函數(shù)和停留時間分布密度函數(shù)。(1)若反應(yīng)器為平推流反應(yīng)器.試求：(a)F(1)；(b)E(1)；(c)F(0.8)；(d)E(0.8)；(e)E(1.2)(2)若反應(yīng)器為全混流反應(yīng)器.試求：(a)F(1)；(b)E(1)；(c)F(0.8)；(d)E(0.8)；(e)E(1.2)(3)若反應(yīng)器為一非理想反應(yīng)器.試求：(a)F(g)；(b)E(g)；(c)F(0)；(d)E(0)；(e)JE(a)F(g)；(b)E(g)；(c)F(0)；(d)E(0)；(e)JE(0)d(0)(f)JoE(0)d(0)0.丁烯在某催化劑上反應(yīng)的到丁二烯的總反應(yīng)為C4H8(A)二二C4H6(B)+H2(C)假設(shè)反應(yīng)按如下步驟進行：AaOBa+CBaOB+a假定符合均勻吸附模型試分別推導(dǎo)動力學方程：A吸附控制；B脫附控制；表面反應(yīng)控制。.乙烘與氯化氫在HgCl「活性炭催化劑上合成氯乙烯的反應(yīng)C2H2(A)+HCl(B)==C2H3cl(C)其動力學方程式可有如下幾種形式：r=k(pp-p/K)/(