化學(xué)反應(yīng)工程習(xí)題答案(編輯修改稿)
2025-02-14 00:51 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 溫區(qū) ,反應(yīng)的控制步驟可能發(fā)生變化 .試分別推導(dǎo) : ? (1) 過(guò)程為氧化步驟控制時(shí)的動(dòng)力學(xué)方程 ? (2) 過(guò)程為還原步驟控制時(shí)的動(dòng)力學(xué)方程 習(xí)題 ? (1)氧化步驟控制 ? 還原反應(yīng)采用擬穩(wěn)態(tài) : ? k2+pCOθOk2pCO2θV=0 ? θV=KpCO/(pCO2+KpCO) K=k2+/k2θO=pCO2/(pCO2+KpCO) ? r=k1+pH2OθVk1pH2 θO ? =(k1+KpH2OpCOk1pH2pCO2)/ (pCO2+KpCO) 習(xí)題 ? (2)還原步驟控制 ? 氧化反應(yīng)采用擬穩(wěn)態(tài) : ? k1+pH2OθVk1pH2θO=0 ? θV=pH2/(K1pH2O+pH2) K1=k1+/k1θO=K1pH2O/(K1pH2O+pH2) ? r=k2+pCOθOk2pCO2 θv ? =(k2+K1pCOpH2Ok2pCO2pH2)/ (K1pH2O+pH2) 習(xí)題 ? 在氧化鉭催化劑上進(jìn)行乙醇氧化反應(yīng)： ? C2H5OH (A) + (B) ? CH3CHO (L) + H2O (M) ? 乙醇和氧分別在兩類(lèi)活性中心 ?1和 ?2上離解吸附，反應(yīng)機(jī)理為： ? C2H5OH + 2?1 = C2H5O?1 + H?1 ? O2 + 2?2 = 2O?2 ? C2H5O?1 + O?2 ? C2H4O + OH?2 + ?1 ? OH?2 + H?1 = H2O?2 + ?1 ? H2O?2 = H2O + ?2 ? 試推導(dǎo)該反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)方程式。 習(xí)題 ? 用純組分 A在一恒容間歇反應(yīng)器中進(jìn)行可逆反應(yīng)A=,實(shí)驗(yàn)測(cè)得反應(yīng)體系的壓力數(shù)據(jù)為 : 時(shí)間 /min 0 2 4 6 8 10 12 14 ∞ pA 1 ? 試確定該反應(yīng)的速率方程式 習(xí)題 ln((CA0CAe)/(CACAe)) = 0120 5 10 15tln((CA0CAe)/(CACAe))? 設(shè)反應(yīng)為一級(jí)可逆反應(yīng) : ? rA=k1CAk2(CA0CA) ? 積分得 : 011l n 1A A eA A eCC ktC C K??? ????????? ????? 作圖 ? K=k1/k2=(CA0CAe)/CAe=4 ? k1= k2= ? rA=(CA0CA) 習(xí)題 ? 有一復(fù)雜反應(yīng) , A B Sk 1 k 3Pk 2Fk 4? 如果幾個(gè)反應(yīng)的指前因子相差不大 ,而活化能E1E2, E1E3,E4產(chǎn)物 S的收率增大 ? 習(xí)題 ? rs=k3CB ? rA=(k1+k2)CA 312()BAkCSk k C? ?? ?? ?3 1 1 2 2332 212 121 BAk k E k EkE CST k k R T Ckk?? ?? ?????? ???? 物料流率 : ? 反應(yīng)時(shí)間 : ? 所需反應(yīng)器體積 : 習(xí)題 m i 110???AAA xxkCthmLv / 24000 ????mLttVV R 6 1 9)( 00 ???習(xí)題 ? 等溫操作的間歇反應(yīng)器中進(jìn)行一級(jí)液相反應(yīng) ,13min后反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率達(dá)到 70%.如果分別在平推流和全混流反應(yīng)器中進(jìn)行此反應(yīng) ,達(dá)到相同轉(zhuǎn)化率 ,所需空時(shí)多少 ? 習(xí)題 ? 解 : 一級(jí)反應(yīng) ,間歇過(guò)程 : ? ln(1/(1x))=kt ? 得 : k= ? 平推流與間歇釜相同 ,為 13min ? 全混流 : ? t=x/k(1x)=(min) 習(xí)題 xxCxvFvFCAAAA ?? ?????? 11)1( 00? ????? xAAAA rdxFVrdVdxF000? ?? ?????????xAAxAAdxxxkCFVdxxkCxFV0222000 22020)1(1)1(1??? ??????????????xxxxkCvVA 11)1l n ()1(2 2200 ????30 /2mm olC A ???: ?k由實(shí)驗(yàn)管式反應(yīng)器得習(xí)題 ? ??????????????xxxxkCvVA 11)1l n ()1(22200 ????? 50%A時(shí) ,yA0=, CA0= mol/m3 ? ε =1, k= ? 單管流量 :,故需管數(shù) :68根 ,并聯(lián) 習(xí)題 l n ( 1 )Ak t x? ? ?一級(jí)反應(yīng) 停留時(shí)間 t= Vsp=1/t= 反應(yīng)器體積 :V= 進(jìn)料物流 : smPRTV / 30 ?? AAA xxktC?? 10時(shí)間 t= 平推流 V0=全混流 20 )1(AAAxxktC??時(shí)間 t= 反應(yīng)器體積 :V= 反應(yīng)器體積 :V= 習(xí)題 ? 乙酸酐在 25℃ 等溫水解 ,加料速度為500ml/min,反應(yīng)速率為 rA=, ? (1)以一個(gè) 5L全混流或兩個(gè) ,那一種情況的轉(zhuǎn)化率大 ? (2)兩個(gè) ,每個(gè)加料速率250ml/min,轉(zhuǎn)化率為多少 ? ? (3) ,求轉(zhuǎn)化率 ? (4)5L平推流反應(yīng)器操作 ,求轉(zhuǎn)化率 ? 習(xí)題 ? (1) 5L全混流 : 得 xA= ? : xA1= ? xA2= ? (2): 停留時(shí)間相同 ,故轉(zhuǎn)化率相同 xA= ? (3):kt=ln(1xA1) 得轉(zhuǎn)化率為 :xA1= ? xA2= ? (4): kt=ln(1xA) 得轉(zhuǎn)化率為 :xA= 0( 1 )AA AAACC xtr k x????1 2 2 12( 1 )A A A AAAC C x xtr k x?????習(xí)題 ? (1) 平推流 : ? 全混流 : ? (2) 二級(jí)反應(yīng) : ? 平推流 : ? 全混流 : )1ln(0 App xkVV ???)1(0AAmm xxkVV??)1l n()1( AAmAppmxxkxkVV????AAApp xxCkVV?? 100200)1( AAAmm xxCkVV??)1( AmppmxkkVV??習(xí)題 ? (2) 189。級(jí)反應(yīng) ? 平推流 : ? 全混流 : ? (2) 1級(jí)反應(yīng) : ? 平推流 : ? 全混流 : ? ?? ?2/12/100 112 ApAp xkCVV ???2/12/100)1( AAmAm xxkCVV?? AAAmppmxxxkkVV???? 1)1( 2/1])1(1[22200ApAp xkCVV ???mAAAm kxxCVV )1(200 ?? AAmppmxxkkVV???2)1(2習(xí)題 ? (3) 一級(jí)反應(yīng)為例 ? 平推流 : ? 全混流 : ? xA=, km= Tm=℃
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