【正文】 有如下化學(xué)反應(yīng)CH4+C2H2+H2=C2H4+CH4(I) (A) (B) (P) (I)在反應(yīng)前各組分的摩爾數(shù)分別為nI0=1mol；nA0=2mol；nB0=3mol；nP0=0，求化學(xué)膨脹率（用兩種方法）。m3s1，式中pA 的單位為kPa。m3(?rA)/kmol kmol解17 間歇操作的液相反應(yīng)A→R，反應(yīng)速率測定結(jié)果列于下表。解16 在100℃下，純A在恒容間歇反應(yīng)器中發(fā)生下列氣相反應(yīng):2A→R+SA組分分壓與時(shí)間關(guān)系見下表:t/sec020406080100120140160pA /MPa試求在100℃，進(jìn)口物流中包含20%惰性物，A組份流量為100molmol1。m3。已知一次加入反應(yīng)物料50kg，其中(CH3CO)2O的濃度為216molm3。A轉(zhuǎn)化率達(dá)50％，輔助生產(chǎn)時(shí)間為30min，每天生產(chǎn)2400kg醋酸丁酯（忽略分離損失），計(jì)算反應(yīng)器體積。反應(yīng)過程中的任意時(shí)刻都可以作為初始時(shí)刻和終了時(shí)刻。m3反應(yīng)到1kmolm3時(shí)，反應(yīng)到某一濃度需要285s，初始濃度為1kmol由cA0cB0=：t1188線性回歸：Y = A + B * XParameterValueErrorAB12 丁烷在700℃，：C4H10→2C2H4+H2(A) (R) (S)起始時(shí)丁烷為116kg，當(dāng)轉(zhuǎn)化率為50%時(shí)，求此時(shí)。m3cB/kmol解11 .A和B在水溶液中進(jìn)行反應(yīng)，在25℃下測得下列數(shù)據(jù)，試確定該反應(yīng)反應(yīng)級數(shù)和反應(yīng)速度常數(shù)。解9 反應(yīng)，在恒容下用等摩爾H2，NO進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測得以下數(shù)據(jù)總壓/MPa半衰期/s26518613510467求此反應(yīng)的級數(shù)。m3，cA飽和= kmol試求此反應(yīng)器中液相體積為5m3時(shí)C的生成量。反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程為：?rA=kcAcB?，F(xiàn)以氣相分壓來表示速率方程，即(?rA)=kPpApB2，求kP=?（假定氣體為理想氣體）7 有一反應(yīng)在間歇反應(yīng)器中進(jìn)行，經(jīng)過8min后，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化掉80％，經(jīng)過18min后，轉(zhuǎn)化掉90％，求表達(dá)此反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)方程式。5 現(xiàn)有如下基元反應(yīng)過程，請寫出各組分生成速率與濃度之間關(guān)系。3 若將反應(yīng)速率寫成，有什么條件?答：化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行不引起物系體積的變化，即恒容。非基元反應(yīng)的活化能沒有明確的物理意義，僅決定了反應(yīng)速率對溫度的敏感程度?；磻?yīng)的反應(yīng)級數(shù)是該反應(yīng)的反應(yīng)分子數(shù)。基元反應(yīng)符合質(zhì)量作用定律。《化學(xué)反應(yīng)工程》第二版習(xí)題解答第一章習(xí)題1 化學(xué)反應(yīng)式與化學(xué)計(jì)量方程有何異同?化學(xué)反應(yīng)式中計(jì)量系數(shù)與化學(xué)計(jì)量方程中的計(jì)量系數(shù)有何關(guān)系?答：化學(xué)反應(yīng)式中計(jì)量系數(shù)恒為正值，化學(xué)計(jì)量方程中反應(yīng)物的計(jì)量系數(shù)與化學(xué)反應(yīng)式中數(shù)值相同，符號相反，對于產(chǎn)物二者相同。2 何謂基元反應(yīng)?基元反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)方程中活化能與反應(yīng)級數(shù)的含義是什么?何謂非基元反應(yīng)?非基元反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)方程中活化能與反應(yīng)級數(shù)含義是什么?答：如果反應(yīng)物嚴(yán)格按照化學(xué)反應(yīng)式一步直接轉(zhuǎn)化生成產(chǎn)物，該反應(yīng)是基元反應(yīng)?；磻?yīng)的活化能指1摩爾活化分子的平均能量比普通分子的平均能量的高出值。一切不符合質(zhì)量作用定律的反應(yīng)都是非基元反應(yīng)。非基元反應(yīng)的反應(yīng)級數(shù)是經(jīng)驗(yàn)數(shù)值，決定了反應(yīng)速率對反應(yīng)物濃度的敏感程度。4 為什么均相液相反應(yīng)過程的動(dòng)力學(xué)方程實(shí)驗(yàn)測定采用間歇反應(yīng)器?答：在間歇反應(yīng)器中可以直接得到反應(yīng)時(shí)間和反應(yīng)程度的關(guān)系，而這種關(guān)系僅是動(dòng)力學(xué)方程的直接積分，與反應(yīng)器大小和投料量無關(guān)。 (1)A+2B?C A+C? D (2)A+2B?C B+C?D C+D→E (3)2A+2B?CA+C?D解.(1) (2) (3) 6 氣相基元反應(yīng)A+2B→2P在30℃和常壓下的反應(yīng)速率常數(shù)kc=104m6kmol2s1。8 反應(yīng)A(g) +B(l)→C(l)氣相反應(yīng)物A被B的水溶液吸收，吸收后A與B生成C。由于反應(yīng)物B在水中的濃度遠(yuǎn)大于A，在反應(yīng)過程中可視為不變，而反應(yīng)物A溶解于水的速率極快，以至于A在水中的濃度恒為其飽和溶解度。已知k=1m3kmol1hr1，cB0=3kmolm3，水溶液流量為10m3hr1。解Y = A + B * XParameterValueErrorAB10 考慮反應(yīng)，其動(dòng)力學(xué)方程為試推導(dǎo)在恒容下以總壓表示的動(dòng)力學(xué)方程。時(shí)間/s1188∞cA/kmolm30解由cAcB=+B→產(chǎn)物進(jìn)行設(shè)為二級反應(yīng)積分得：以對t作圖若為直線，則假設(shè)正確。解13 某二級液相不可逆反應(yīng)在初始濃度為5kmolm3時(shí)，反應(yīng)到同一濃度需要283s，那么，從初始濃度為5kmolm3需要多長時(shí)間？解t=285283=2s反應(yīng)前后體積不變的不可逆反應(yīng)，已經(jīng)反應(yīng)掉的部分不會(huì)對反應(yīng)產(chǎn)生任何影響。14 在間歇攪拌槽式反應(yīng)器中，用醋酸與丁醇生產(chǎn)醋酸丁酯，反應(yīng)式為：反應(yīng)物配比為：A(mol):B(mol)=1:，反應(yīng)在100℃下進(jìn)行?；旌衔锩芏葹?50kg解15 反應(yīng)(CH3CO)2O+H2O→2CH3COOH在間歇反應(yīng)器中15℃下進(jìn)行。m3，物料密度為1050kg反應(yīng)為擬一級反應(yīng)，速率常數(shù)為k=107 exp(?E/RT) min1，E=求xA=，在等溫操作下的反應(yīng)時(shí)間。hr1，達(dá)到95%轉(zhuǎn)化率所需的平推流反應(yīng)器的體積。欲使反應(yīng)物濃度由cA0=m3需多少時(shí)間?cA/kmolm3min1解圖解積分101018 一氣相分解反應(yīng)在常壓間歇反應(yīng)器中進(jìn)行，在400K和500K溫度下，其反應(yīng)速率均可表達(dá)為?rA=23pA2 mol求該反應(yīng)的活化能。解方法一方法二20 ，在平推流管式反應(yīng)器中進(jìn)行氣相反應(yīng)A→P，已知進(jìn)料中含A 30%（摩爾分?jǐn)?shù)），其余為惰性物料，m3s1為了達(dá)到95％轉(zhuǎn)化率，試求：(1) 所需空速為多少?(2) 反應(yīng)器容積大小?解21 液相一級不可逆分解反應(yīng)A→B+C于常溫下在一個(gè)2m3全混流反應(yīng)器（CSTR，MFR，連續(xù)攪拌槽式反應(yīng)器）中等溫進(jìn)行。m3，體積流量為1m3hr1，出口轉(zhuǎn)化率為80%。操作人員為此緊急停止反應(yīng)器進(jìn)料。試計(jì)算生產(chǎn)恢復(fù)時(shí)反應(yīng)器內(nèi)物料的轉(zhuǎn)化率為多少？解22 第