課后答案[作業(yè)](文件)
【正文】 (e)圖112 對于按反應(yīng)式(1)和(2)進(jìn)行的平行串聯(lián)反應(yīng)，設(shè)反應(yīng)開始時系統(tǒng)中的總摩爾數(shù)為n0，A、B、Q、P的摩爾數(shù)分別為：nA0、nB0、nQ0、nP0，A和B的摩爾分?jǐn)?shù)分別為zA0和zB0。（CH4為惰性組分，不參與反應(yīng)）解：在氣相反應(yīng)中，NH3分解膨脹因子為將已知數(shù)據(jù)；：根據(jù)題意：，： 在連續(xù)反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行的恒容平行反應(yīng)(1)和(2)，當(dāng)原料中（反應(yīng)器進(jìn)口）的A、B濃度均為3000mol/m3時，出口反應(yīng)液中的A、R的濃度分別為250mol/m3和2000mol/m3。試給出α與Arrhenius公式中活化能Ea的關(guān)系式。故未作為提問。速率方程應(yīng)該為：rA= mol/(Ls)試問這對反應(yīng)的設(shè)計有何影響？解：（1）對于一級反應(yīng)，在CSTR反應(yīng)器中有反應(yīng)器體積 （2）對于0級反應(yīng)，在CSTR反應(yīng)器中有所需反應(yīng)器體積 某反應(yīng)器可將污染物A轉(zhuǎn)化成無害的物質(zhì)C，該反應(yīng)可視為一級反應(yīng)， h1，設(shè)計轉(zhuǎn)化率xA為99％。(1)按照PFR來設(shè)計，反應(yīng)器體積為多少，得到的實際轉(zhuǎn)化率為多少？(2)按照CSTR來設(shè)計，反應(yīng)器體積又為多少？解：（1）對于一級反應(yīng)，在PFR反應(yīng)器中有可得1已知：kG＝(m3MPa)，kL＝，氨在硫酸溶液中的溶解度系數(shù)HA為750kmol/(m3MPa)，假定硫酸和氨的液相擴散系數(shù)相等。t /min0204080120ρA/(mg圖123 lnρA－t的關(guān)系曲線假設(shè)二級反應(yīng)－rA=kρA2，即dρA/dt=－kρA2，1/ρA=－kt+1/ρA0。τ/min05101520ρA /mg（2）微分法：做ρA－τ曲線，并求解各數(shù)據(jù)點斜率ρA /(mgL 1)16305060已知V=，cA0=100kmol/L (1)若本反應(yīng)在恒壓條件下進(jìn)行，求該裂解反應(yīng)的速率方程。L 1)16305060xA－rA/(kmolh 1)300100030005000cA /(kmolh）。解：對于n級反應(yīng)，其反應(yīng)速率方程的積分形式為令：，則有300340則有：所以該反應(yīng)的活化能E＝：CH3COOH+C4H9OH224。t /h012345678A轉(zhuǎn)化量/(molL 1)0做與t的關(guān)系曲線如下圖1210 （ ）—t的關(guān)系曲線由圖可知，線性關(guān)系良好，故該反應(yīng)對于乙酸為2級反應(yīng)。在紛雜的塵世里，為自己留下一片純靜的心靈空間，不管是潮起潮落，也不管是陰晴圓缺，你都可以免去浮躁，義無反顧，勇往直前，輕松自如地走好人生路上的每一步3. 花一些時間，總會看清一些事。努力過后，才知道許多事情，堅持堅持，就過來了。只有你自己才能把歲月描畫成一幅難以忘懷的人生畫卷。歲月是有情的，假如你奉獻(xiàn)給她的是一些色彩，它奉獻(xiàn)給你的也是一些色彩。有時候覺得自己像個神經(jīng)病。學(xué)習(xí)參考1. 若不給自己設(shè)限，則人生中就沒有限制你發(fā)揮的藩籬。故，可忽略逆反應(yīng)的影響，同時可不考慮丁醇濃度對反應(yīng)速率的影響。測得不同時間下乙酸轉(zhuǎn)化量如下表所示。h）。L 1h1)318250005880k/h110610098設(shè)反應(yīng)級數(shù)n=1，則－rA=kcA，即k=rA/cA，計算得到k基本上為恒值所以反應(yīng)速率方程為－rA=100cAkmol/（L解：(1)對于CSTR反應(yīng)器，在恒溫恒壓下有其中：，逐點計算xA和rA，列于下表qnA0/(kmolmin)，改變物料流入量測得裂解結(jié)果如下表：qnA0/(kmol根據(jù)表中數(shù)據(jù)，計算lnρA值，并做τ－lnρA曲線τ/min05101520lnρA 圖125 －lnρA的關(guān)系曲線假設(shè)該液相分解反應(yīng)為二級反應(yīng)，則有1/ρA＝kτ1/ρA0根據(jù)表中數(shù)據(jù)，計算1/ρA值，并做τ－1/ρA曲線τ/min051015201/ρA / (L圖124 －t的關(guān)系曲線經(jīng)比較可得，該反應(yīng)為二級反應(yīng)。根據(jù)表中數(shù)據(jù)做ρA－t的曲線如下，發(fā)現(xiàn)沒有線性關(guān)系，假設(shè)錯誤！圖122 －t的關(guān)系曲線假設(shè)一級反應(yīng)－rA=kρA，即dρA/dt=－kρA，lnρA=－kt+lnρA0。因此，計算氣液反應(yīng)速率時，需同時考慮氣膜及液膜阻力。τ＝100－1計算可得 τ＝99 h所以反應(yīng)器體積 V＝qVτ＝30175m3第十四章 某一級不可逆氣固相催化反應(yīng)，當(dāng)cA＝102mol/L，℃時，其反應(yīng)速率為rA＝kcA＝106mol/(scm3)，如果要求催化劑內(nèi)擴散對總速率基本上不發(fā)生影響，問催化劑粒徑如何確定(已知De＝103cm2/s)。但是，反應(yīng)器的攪拌裝置動力較強，實際的混和已滿足完全混和流反應(yīng)器要求。試求所需反應(yīng)器的體積。反應(yīng)開始時A和B的濃度均為2kmol/m3，目標(biāo)產(chǎn)物為P，試計算反應(yīng)時間為3h時A的轉(zhuǎn)化率。A+B=R (1)2A=R+S (2)解：在反應(yīng)式（1）和（2）中，設(shè)A的轉(zhuǎn)化率分別為xA1和xA2則有將題中數(shù)據(jù)cA0＝3000 mol/m3；cA＝250 mol/m3；cR0＝0 mol/m3；cR＝2000 mol/m3代入，求解方程可得xA1＝；xA2＝所以反應(yīng)器出口處A的轉(zhuǎn)化率為xA＝xA1＋xA2＝＋＝B的濃度為 cB＝cB0－cA0xA1＝1749 mol/m3S的濃度為 cS＝cS0+cS0xA2/2＝750 mol/m3 對于由反應(yīng)(1)和(2)構(gòu)成的復(fù)雜反應(yīng)，試給出反應(yīng)組分A、B、Q、P的反應(yīng)速率rA、rB、rQ、rP與反應(yīng)(1)和(2)的反應(yīng)速度r1和r2的關(guān)系。A+B=Q (1)A+2Q=P (2)解：對于反應(yīng)式（1）（2）有其中： 所以，t時刻時A和B的摩爾分?jǐn)?shù)為 氣態(tài)NH3在常溫高壓條件下的催化分解反應(yīng)2NH3=N2+3H2可用于處理含NH3廢氣。解：彼克來準(zhǔn)數(shù)Vermeulen準(zhǔn)數(shù)所以屬于液膜擴散控制。解：溶液中K+的摩爾濃度為[K+]=mol/L所以K離子的去除率為+、K+離子（假設(shè)海水中僅存在這兩種陽離子），已知樹脂中
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