化學(xué)反應(yīng)工程_(郭鍇_著)_課后答案(編輯修改稿)
2024-12-13 09:13 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 15 )1ln ()1()1ln ()1( IFAAAAAPmmpxxxxxkkxVVTTA????????? ? ?? ? 2 0 6 9 2 x p6 1 0 8 4 0 0 0e x p1) n (e x p10 . 6 a n d 1 IFmmmmmmmmmPmPAPm??????????????????????? ??????????????????? ????????????? ?????TTTTTTTTTTTTTRExVVm nnnnkcxFVcVVcVVkcxFVncVVkcxFVncVVkcxFVnAfAfA0m1Am1m2A1m1m1AAA0m2/1A1m2/1m2/1AAA0mA1m2m2AA0Am1,1,2/11,2????????????????????????或 4. 在體積 VR=，進(jìn)行反應(yīng) SRBA21 ?? ??? ???kk ，式《化學(xué)反應(yīng)工程》第二版習(xí)題解答 16 中 k1=7m3kmol1min1， k2=3m3kmol1min1，兩種物料以等體積加入反應(yīng)器中，一種含 m3，另一種含 m3。設(shè)系統(tǒng)密度不變，當(dāng)B 的轉(zhuǎn)化率為 75％時(shí)，求每種物料的流量。 解 ? ?13BA13AB0B13A3A3SR3B3B030A215m i n15m i nmk m o mk m o mk m o mk m o mk m o 2mk m o 2?????????????????????????????????????????????????vvvrccrcccccc半：每一股是總物料量的一? 5. 可逆一級(jí)液相反應(yīng) PA? ??? ?? ，已知 0,mk m o P030 ??? ? cc A ；當(dāng)此反應(yīng)在間歇反應(yīng)器中進(jìn)行，經(jīng)過 8min 后， A 的轉(zhuǎn)化率為 %，而平衡轉(zhuǎn)化率是 %，求此反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)方程式。 解 ? ?? ? xckxcktxctcxccxcccckckckcktcrA02A01A0AA0PA0AAA02A1P2A1AA1dddd)1(dd???????????????? 《化學(xué)反應(yīng)工程》第二版習(xí)題解答 17 ?????????????xxttxttxkkkxxkkktx,0,0d)(d)(dd211211 21)1()(ln121eee0Ae0AAePe21121121??????????????????txkkKxxxcxccckkKtkxkkkkk ? ?PAAA121121212121210 2 8 8 5 7 7 ddm i n0 2 8 8 m i n0 5 7 7 2/0 8 6 6 812111ln1cctcrkkkkkkkkkkkk??????????????????????????????????????????? 6. 平行液相反應(yīng) A→ P rP=1 A→ R rR=2cA A→ S rS=cA2 已知 cA0=2kmolm3， cAf=m3，求下列反應(yīng)器中， cP最大為多少 ? (1) 平推流反應(yīng)器； (2)全混流反應(yīng)器； (3)兩相同體積的全混流反應(yīng)器串聯(lián)，cA1=1 kmolm3。 解 《化學(xué)反應(yīng)工程》第二版習(xí)題解答 18 3A0AfA2AAf0ApPAPAfA0p2A2AASRPPPmk m o 2111)1(1)1(1d)1(1)(d1P F RF o r )1(1211A0Af0AAf??????????????????????????ccccccSccSccScccrrrrScccc 322AfAfA0AfA0pPmk m o )(1)()1(1)()(C S T RF o r ?????????? cccccSc 322P2AfA1P1A1A0Pmk m o )(1)()11(1)12()()(S e r i e si n C S T R F o r t wo?????????????? SccSccc 7. 自催化反應(yīng) A+P→ 2P 的速率方程為： ?rA=kcAcP， k=l m3kmol1min1，原料組成為含 A 13%，含 P 1%（摩爾百分?jǐn)?shù)），且 cA0+cP0= l kmolm3，出口流中 cP= kmolm3，計(jì)算采用下列各種反應(yīng)器時(shí)的空間時(shí)間 (τ=VR/V0)。 (1)平推流反應(yīng)器； (2)全混流反應(yīng)器； (3)平推流與全混流反應(yīng)器的最佳組合；(4)全混流反應(yīng)器與一分離器 的最佳組合。 解 AA2A0AA0AA0PAAAfA i n3A0)1()1( k m o lxxkcxcxkcckcrxxc??????????? 《化學(xué)反應(yīng)工程》第二版習(xí)題解答 19 ? ? ? ?m i ln11111ln1d11111d1dP F RF o r A i nA i nAfAfA0AA0AAAAA0AAA0AfA i nAfA i nAfA i n??????????????????????????????????????????????????? ???xxxxkcxxxkcxxxkcrxcxxxxxx? ? ? ? ? m i 11C S T RF o r AfAf2 0AA i nAf0A ??? ??????? xxkc xxc? ? ?m i lnmk m o )1(m i )(111)1(1dd,1P F RC S T RF o r 2123A1A0A1A11AA i nAf0A1A1AAAAA??????????????????????????????????????????????????xccxxxxkcxxxrrr，有令的極值點(diǎn)相同與由于 ? ?m i )( 1)1(1,0ddC S T RF o r A1A1A i nAfA01AAA??? ????? ??????xxxxkcxx r?分離器 8. 在兩個(gè)串聯(lián)的全混流反應(yīng)器中進(jìn)行一級(jí)反應(yīng)，進(jìn)出口條件一定時(shí)，試證明當(dāng)反應(yīng)器大小相同時(shí)，兩個(gè)反應(yīng)器的總?cè)莘e最小。 證 《化學(xué)反應(yīng)工程》第二版習(xí)題解答 20 AfA0A1Af0A2A1Af2A101A21Af1AAfAf1A21A0A1A1A0A1fAAfA0010d )(d11)(cccccckckccckkcckccckkcckcccrccA ???????????????? ??????? R2R121AfA0AfAfA02AfA0Af0A0A1 111111VVcckkkccccckkcckc?????????? ???????????? ???????? 9. 半衰期為 20 小時(shí)的放射性流體以 的流量通過兩個(gè)串聯(lián)的 40m3全混流反應(yīng)器后，其放射性衰減了多少？ 解 ? ?? ?? ?? ? ? ?? ? 40011402AAAAA0AA0A0AAA01200AA???????????????????總轉(zhuǎn)化率。為第二釜，單釜轉(zhuǎn)化率仍：第一釜代入數(shù)據(jù)對(duì)全混流反應(yīng)器，首先求反應(yīng)速率常數(shù)：期的概念。只有一級(jí)反應(yīng)存在半衰xxxxkcxccrcckeecc kkt? 10. A進(jìn)行平行分解反應(yīng)，其速率式為 ↗ R rR=1 kmolm3min1 A → S rS=2cA kmolm3min1 ↘ T rT=cA kmolm3min1 其中 R 是所要求的目的產(chǎn)物， cA0=1kmolm3。試問在下述反應(yīng)器進(jìn)行等溫操作時(shí)，預(yù)計(jì)最大的 cR為多少 ?(1)全混流反應(yīng)器； (2)平推流反應(yīng)器。 解 低濃度操作對(duì)生成目的產(chǎn)物 R 有利， 對(duì)全混流反應(yīng)器，可在極低的濃度下操作 《化學(xué)反應(yīng)工程》第二版習(xí)題解答 21 1001 1)01(211)()(AfAfAfA0pAfA0R??????????? ccccSccc 對(duì)平推流反應(yīng)器，則盡量使其轉(zhuǎn)化率提高。 ? ?3AAfpAfA0Rmm o 1ln31d31 1A0Af???????? ?cc ccSccc 11. 在 0℃時(shí)純氣相組分 A 在一恒容間歇反應(yīng)器依以下計(jì)量方程反應(yīng)： A→，實(shí)驗(yàn)測(cè)得如下數(shù)據(jù)： 時(shí)間 /s 0 2 4 6 8 10 12 14 ∞ pA/MPa 求此反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)方程式。 解 當(dāng) t→∞ 時(shí)， pAe= 故為可逆反應(yīng)， 設(shè)此反應(yīng)為一級(jí)可逆反應(yīng)，則 ? ?AeAA0Ae21AA02A1P2A1Aln)(pppptkkppkpkpkpktp??????????積分，得 以 (ln(pApAe))對(duì) t 作圖 t 0 2 4 6 8 10 12 14 pA PApAe ln(pApAe) 《化學(xué)反應(yīng)工程》第二版習(xí)題解答 22 ? ?AA0AA21AeAeA0212110)()(ppprkkpppkkKkkty????????????????????? 12. 氣相反應(yīng) A+B=R 的動(dòng)力學(xué)方程為 (?rA)=k(pApB?pR/KP)，式中 2138 Pasmm ol2620e ???? ??????? ??? Tk 112P Pa35 60e ?? ???????? TK 請(qǐng)確定最佳反應(yīng)溫度與轉(zhuǎn)化率之間的關(guān)系。 解 0 2 4 6 8 10 12 14 16
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