化学反应工程习题解答-第五版
习题１－１：银催化剂上进行甲醇氧化为甲醛的反应：
2CH3OH+O2→2HCHO+2H2O
|
2CH3OH+3O2→2CO2+4H2O
进入反应器的原料中，甲醇：空气：水蒸气＝2：4：。反应后甲醇转化率为72％，甲醛的收率为％。试计算：（１）选择率；（２）出口组成。
解：（１）
69.2%
96.1%
72%
Y
S
x
===
(2) 设原料中甲醇、空气、水蒸气的物质的量分别是2mol、4mol和.则生成甲醛所耗的甲醇的物质的量为2×=
副反应消耗的甲醇为:2×由反应计量方程式可知:
n（H2O）=++2×=（mol）
n（CO2）= ;
!
n(HCHO)=
n(CH3OH)=2×=（mol）
n(O2)=4×（mol）
n(N2等)=4×=（mol）
则总的物质量为n= ++++＋=（mol）
y(CH3OH) ==%
y(O2) ==%
【
y(HCHO) ==%
y(H2O) ==%
y(CO2) ==%
y(N2) = =%
]
习题1—６：丁烯制丁二烯48462C H C H H +，已知反应的步骤为
4848484624646()()()()()()()()
()
A C H C H
B
C H C H H C C H C H +++ （１）请分别导出（A ）（C ）为控制步骤的均匀吸附动力学方程。
（２）请分别导出（B ）为控制步骤的均匀吸附动力学方程,若反应物和产物的吸附都很弱，问此时反应对丁烯是几级反应 解：记 A=C 4H 8 B=C 4H 6 C=H 2 (A) 为控制步骤：
00B C B C A A B C
B C
(1) 1(2) 11(3)
(4) 1A
A A A aA dA aA A dA A
A A A
B B A B B p p
aA A dA A
p
A A
B B
p
r r r k p k b p b p b p b p b p p p p p K p p K p p k p k b K r p p b b p K θθθθ***
*
*
--=＝＝＝,＝＋＋＋＋，＝－＝
＋＋
'
(C) 为控制步骤
0*
*
A C
B C
A B C
A C
(1) 1(2) 11(3) (4) 1B
B
B dB aB dB B aB B B B A A B B A A B p B p A p dB B
aB A p A A B
r r r k k p b p b p b p b p b p K p p p K p p p K p k b k p p r K p b p b p θθθθ**
*
--=＝＝＝,＝＋＋＋＋，＝－＝
＋＋
（B ）
''1A A B B c A A B c A A B B
kb p k b p p r k k p b p b p θθ-=-=
++
的情况，当反应物和产物的吸附都很弱时，即11A A B B
b p b p ++≈ 故'A A A B B c
r kb p k b p p =-
可见，反应对于A为一级。
2-5. 乙烯直接水和制乙醇可视为对乙烯的一级不可逆反应，在300℃，
下，k=，D eff =×10-4cm 2/s ，采用直径与高为5mm 的圆柱形催化剂，求内扩散有效因子。
^
解:对于一级不可逆反应,颗粒催化剂的内扩散有效因子与颗粒的几何形状无关,一律可按球
形计算,此时φ=
Vp
Sp
Vp Sp =22.222.2R R R R R
πππ+=3
R
∴φ=
3
R 0.5
3
ξ=111(3)3th φφφ??-????=111
0.492(30.942)30.492th ??- ?????=
∴ 内扩散因子为
2-6 某催化剂在500℃下进行，已知本征反应速率r A =× 10-52A p mol/（g ·s ），（式中A p 的符
号为MPa ），催化剂为φ5mm ×5mm 园柱体，p ρ=cm 3，颗粒外表面A 的分压A P =，粒内组分A 的有效扩散系数eff D =s 。求催化剂的内扩散有效因子。
解： A r =× 10-52
A p mol/（g ·s ），
A P V=nRT ?A P =
n
RT V
=A C RT ∴ r A =×10-17(RT)22
A C ? mol/（g ·s ）
:
∴ W K =×10-17(RT)2 6m /(g ·mol ·s)
V K =W K ·p ρ=×10-17（RT ）2 ××106 3m /mol ·s 根据Kjaer 近似解， φ
=32.5103-? = ∴ξ=111(3)3th φφφ??
-?
???
=
!
3-2 在等温间歇反应器中进行皂化反应325325CH COOC H NaOH CH CHCOONa C H OH +→+ 该反应对乙酸乙酯和氢氧化钠均为一致，反应开始时乙酸乙酯和氢氧化钠的浓度均为L ，反应速率常数为（min ·mol ），要求最终转化率为，试求当反应器体积为31m 、32m 时，所需的反应时间是多少 解： A B C D +=+
A A
B r k
C C =?? 设A 的转化率为A x ，B 的转化率为B x
000A A A A A A n n n x n n --?=
= 000
B B B
B B B n n n x n n --?== ∵ 00A B n n = ， A B n n ?=? ，
、
∴ A B C C =
t=0
Af
x A
A a
dx C r ?
=020
Af
x A
A A dx C k C ??
=01(1)A Af kC x --0
1A k C = min t 与反应体积无关。 ∴31m 、所需反应时间均为
3-3 在平推流反应器中进行等温一级反应，出口转化率为，现将该反应移到一个等体积的全混流反应器中进行，且操作条件不变，问出口转化率是多少 解：对于平推流反应器：
:
1ln
1Af k x τ=-
B
v v τ=
对于全混流反应器： ''
1Af Af
x k x τ=
- 0
R
v v τ=
∴ 1ln
1Af x -='1Af Af
x x -=
∴ '
Af x =
3-6 已知某均相反应，反应速率2
,17.4A A r kC k ml ==/（mol ﹒min ），物料密度恒定为ml ，加料
流量为min ，0A C =L ，反应在等温下进行，试计算下列方案的转化率各为多少
*
(1) 串联两个体积3m 的全混流反应器。
（2）一个3m 的全混流反应器，后接一个3m 的平推流反应器。 （3）一个3m 的平推流反应器，后接一个3m 的全混流反应器。 （4）两个3m 的平推流反应器串联。 解：
（1） 0R v v τ==
3
0.251027.14
?=35mm ， 设转化率为12,f f x x 12
011
(1)
f A f x k C x τ=
-?121(1)f f x x -= ?1f x = ∴ 101(1)A A f C C x =-=×（）=L
<
22221221
(1)(1)
f f A f f x x k C x x τ=
?--= ∴ 20.467f x = 12(1)Af A f C C x =-= ∴ 0(1)0.80Af A Af Af C C x x =-?= （2） 00.251000
7.14
R V V τ?=
==35min 12011
(1)f A f x k C x τ=-?121(1)f f x x -= ?1f x = ∴ 101(1)A A f C C x =-=×（）=L
221221
1.64(1)(1)f f A f f x x k C x x τ=?=--
∴
20.62
f x =
"
12(1)Af A f C C x =-=×（）=
∵
0(1)
Af A Af C C x =-
∴ 0.856Af x = （3） 00.251000
7.14
R v v τ?=
==35min 1011
(1)f A f x k C x τ=
?-1f x =
∴ 101(1)A A f C C x =-=×=
22121
(1)f A f x k C x τ=
-?22
2(1)f f x x -=
∴ 2f x =
.
∴ 12(1)Af A f C C x =-=×（）= ∵
0(1)
Af A Af C C x =-
∴ 0.877Af x = （4） 35min τ=
1011
(1)
f A f x k C x τ=?-1f x =
101(1)A A f C C x =-=
2121
(1)
f A f x k C x τ=
?-2f x
∴ 12(1)Af A f c C x =-=×（）=
·
∵
0(1)
Af A Af C C x =-
0.897Af x =
3-7 液相自催化反应A →P,反应速率23
,10/()A A p r kc c k m kmol s -==?，进料体积流量
300.002/,V m s =进料浓度3002/,0.01A p c kmol m c ==。问当A x =时，下列各种情况下的反应器体
积。
(1) 单个平推流反应器； （2）单个全混流反应器；
（3）两个等体积全混流反应器串联。
%
解：
（1） Af c =2×（）=
00 2.01A A p p p A c c c c c c -=-?=-
0.04
000
2
1
(2.01)(2.01)
Af
Af
x x A
A A
A A A
A A A A dx dx dc c c r kc c k
c c τ-===
--?
?
?
！！！！
=
[]2
0.041ln ln(2.01)2.01A A c c k
--= （s ） 30.815R V m = （2） 0032
0.00220.98
4.97()()100.04(2.010.04)
A Af R A f
V c x V m r -??=
=
=??- （3）
0120012211()()
(2.01)(2.01)
A A A A R A A A A V c c V c c V kc c kc c --==-- @
即
11122
11111
0.04221
0.0788 2.012A A A A A A A A c c c c c c c c ---=≈=--
∴10.3014A c =
3-11 对平行反应A →L 1L r =;A →M 2M A r c =;A →N 2
N A r c =。其中L 为目的产物，在等温操
作中证明：
（1） 采用全混流反应器则 max 0L A c c =； （2） 采用平推流反应器则 max 00/(1)L A A c c c =+ 解： （1） （
（2）
对L 物料衡算：00()()Lf R
Lf L f R A f
c V V c r V V r =??
=
对A 物料衡算：00000()()A Af
R A Af A f R A f
c c V V c V c r V V r -?=+??
= ∴ ()
002
()1
()()()
1L f
Lf
A Af A Af A f
Af
r c c c c c r c
=-?=-?+
当
0Lf Af
dc dc =时，Lf c 最大。
此时021Af A c c =+，不取。 又 00Af A c c ≤≤
∴当Lf c =0 L c 最大， 此时max 0L A c c =
（3） 对L 物料衡算： 000()L L L L R L L R v C v C dC r V v dC r V =+-??=
~
对A 物料衡算： 000()A A A A R A A A v C V c dc r v v dc r V =++?=- ∴ L
L A A
r dc dc r =-
? 00
2
00111
(1)11Af
Af
L
A A c c c L L L A A A A Af A c c r c dc dc dc r c c c ==-=-=-+++??? ∴当Lf c =0 L c 最大， 此时max 00/(1)L A A c c c =+
3－12 在平推流反应器中进行基元反应
L 为目的产物，已知213k k k =+ ，求L 的最大收率及最优接触时间。 解：20k t
A A c c e
-=
(
212102k t L
A L A L dc k c k c k c e k c dt
-=-=-
由常微分方程的通解，可解得：22210()k t k t k t L
A c e k c e e dt c --=?+?
4－1 有一理想搅拌釜式搅拌器，已知反应器体积为100L ，流量为10L/min ，试估计离开反应器的物料中，停留时间分别为0～1min ，2～10min 和大于3min 的物料所占的分率。 解：100
10min 10
m t =
= 1/()1m t F t e -=-
0～1min ： 1/10(1)10.0952F e -=-=
2～10min ：10/102/101/51(10)(2)(1)(1)0.4509F F e e e e -----=---=-= 30≥min 的 30/1031(30)1(1)0.0498F e e ---=--==
~
4－3解：题目改为：k ＝37.510-? （原题数值太大，计算结果失去合理性，疑为印刷之误）
00()1440.11920.524010.02888.0336 4.0
0.10.510.08.0 4.0
()
6158.4
272.5()22.6
m tC t t C t s ∞
∞
?+?+?+?+?=
=
++++=
=∑∑
()()00
()
11()
kt
kt A e
C t x e t E t dt C t ∞
-∞
-∞=-=-
∑?∑
3
3
3
33
7.510
144
7.510
1927.510
240
7.5102887.510336
0.10.510.08.0 4.0
122.6
0.33960.10.23690.50.165310.00.11538.00.0805 4.0122.6
0.865
e e e e e ------??-??-??-??-???+?+?+?+?=-
?+?+?+?+?=-
= PFR:37.510272.5
110.870m
kt A
x
e
e
---??=-=-=
CSTR: 311
110.671117.510272.5
A m x kt -=-
=-=++??
4-4 用脉冲示踪法测得实验反应器的停留时间分布关系如下表所示，今有一液相反应
A+B →P ，已知0
0A B c c ，若此反应在具有相同停留时间的平推流反应器中进行，转化
率可达99%，试计算：
（1） 该反应器的平均停留时间及方差； （2） ！
（3）
若实验反应器以多釜串联模型描述，可达到的转化率为多大
解：（1） 0
()
5283
()7.98()662
()
t c t t tE t dt s c t ∞
∞
∞
?=?=
=
=∑?
∑ $
22
2222200
()81932
()()()7.9860()662
()
t
t c t t E t dt t t s c t σ∞
∞
∞
=-=
-=
-=∑?∑
2
2
20.9422t m
t
θσσ=
=
(2) 2
1
1.096m θ
σ=
=
平推流 1k A x e
τ
-=- 即
7.980.991k e -=-
可求得：10.577k s -= 多釜串联：
1.096
111
1()110.8367.9811(/)10.577()1.096m
m B m x k k t m τ??????=-=-=-=????++????
+??
?
可达到转化率为%
:
4-6 用脉冲注入法，在反应器入口液体中加入KMnO 4 示踪物，从加入示踪物开始，测得出口物料中示踪物浓度如下表
设示踪物加入对流型无影响，试确定液体在反应器中的平均停留时间及De/uL 值 解：
()
1022.5()20.25()50.5
()
t c t t tE t dt s c t ∞
∞
∞
?==
==∑?∑
2222
2
220
()
23962.5
()()()20.2564.44()
50.5
()
t
t c t t E t dt t t s c t σ∞∞
∞
?=?-=
-=-=∑?∑
∴ 2
2
22
64.44
0.15720.25t m
t θσσ==
= 222De Pe uL θσ=
=? ∴ 0.0785De uL
= （
4－7解： （1）11
110.667110.02100
A m x kt =-
=-=++? （2）先计算转化率达所需的反应时间。 根据 1ln
1Af kt x =- 可知：
1111
ln ln 17.810.0210.3
Af t k x ===--（min ） 再计算停留时间小于的粒子所占分率。
17.8/100(17.8)10.163F e -=-=
% 即为不合格产品所占分率。 （3）2/2()11m
t t m t F t e
t -??
=-+????
!
代入数据：217.8/100
217.8(17.8)110.050100F e
-????=-+=???
?
即不合格产品所占分率为5%
4－9解：题目改：k ＝－1
00()112538410586674839 2.210 1.5120.6
1234567891012
()
245
3.657()67
m tC t t C t s ∞
∞
?+?+?+?+?+?+?+?+?+?+?=
=
++++++++++=
=∑∑
2
2200
222222222222
22()
()
112538410586674839 2.210 1.5120.6
3.6571234567891012
1471.6 3.6578.591()
67t m t C t t C t s σ∞
∞=
-=
?+?+?+?+?+?+?+?+?+?+?=-++++++++++=-=∑∑ 2
2
22
8.591
0.64243.657
t m
t θσσ=
=
= 扩散模型计算：
222() 3.1130.6424
e uL Pe D θσ=
===
， 1.475β=== ()()()220
410.49
(1)11122A
A A C x Pe Pe C exp exp β
ββββ=-==????+-----+????
????
）
10.490.51A x =-=
多级模型计算
22
1
1
1
1.5570.6424
m m
θθσσ=
=
=
=
1.557
1111110.51311(/)10.25(3.657/1.557)m
m
Am m x k k t m τ??????
=-=-=-=
? ? ?+++???????
PFR:
0.253.657110.599m kt A x e e --?=-=-=
CSTR: 11
110.478110.25 3.657
A m x kt =-
=-=++? 全混流计算结果转化率偏大，全混流偏小，扩散与多级模型接近。
σ=，反应器既偏离PFR，又偏离CSTR，与计算结果相符。由20.6424
θ
化学反应工程试题集及复习题
化学反应工程考试总结 一、填空题： 1.所谓“三传一反”是化学反应工程学的基础，其中“三传”是指质 量传递、热量传递和动量传递，“一反”是指反应动力学。 2.各种操作因素对于复杂反应的影响虽然各不相同，但通常温度升 高有利于活化能高的反应的选择性，反应物浓度升高有利于反应级数大的反应的选择性。 3.测定非理想流动的停留时间分布函数时，两种最常见的示踪物输 入方法为脉冲示踪法和阶跃示踪法。 4.在均相反应动力学中，利用实验数据求取化学反应速度方程式的 两种最主要的方法为积分法和微分法。 5.多级混合模型的唯一模型参数为串联的全混区的个数N ，轴 向扩散模型的唯一模型参数为Pe（或Ez / uL）。 6.工业催化剂性能优劣的三种最主要的性质是活性、选择性和稳 定性。 7.平推流反应器的E函数表达式为 , () 0, t t E t t t ?∞= ? =? ≠ ?? ，其无 因次方差2θσ= 0 ，而全混流反应器的无因次方差2θσ＝ 1 。 8.某反应速率常数的单位为m3 / (mol hr )，该反应为 2 级 反应。 9.对于反应22 A B R +→，各物质反应速率之间的关系为 (-r A)：(-r B)：r R＝ 1：2：2 。
10.平推流反应器和全混流反应器中平推流更适合于目的产 物是中间产物的串联反应。 →+，则其反应速率表达式不能确11.某反应的计量方程为A R S 定。 12.物质A按一级不可逆反应在一间歇反应器中分解，在67℃时转化 50％需要30 min, 而在80 ℃时达到同样的转化率仅需20秒，该反应的活化能为 3.46×105 (J / mol ) 。 13.反应级数不可能（可能/不可能）大于3。 14.对于单一反应，在相同的处理量和最终转化率条件下，选择反应 器时主要考虑反应器的大小；而对于复合反应，选择反应器时主要考虑的则是目的产物的收率； 15.完全混合反应器（全混流反应器）内物料的温度和浓度均一， 并且等于（大于/小于/等于）反应器出口物料的温度和浓度。 二.单项选择 10.(2) B 1、气相反应CO + 3H2CH4 + H2O进料时无惰性气体，CO与2H以1∶2 δ=__A_。 摩尔比进料，则膨胀因子CO A. -2 B. -1 C. 1 D. 2 2、一级连串反应A S P在间歇式反应器中，则目的产物P C___A____。 的最大浓度= max ,P
化学反应工程课后答案
1 绪 论 1.1在银催化剂上进行甲醇氧化为甲醛的反应： 进入反应器的原料气中，甲醇：空气：水蒸气=2：4：1.3（摩尔比），反应 后甲醇的转化率达72%，甲醛的收率为69.2%。试计算 （1） （1） 反应的选择性； （2） （2） 反应器出口气体的组成。 解：（1）由（1.7）式得反应的选择性为： （2）进入反应器的原料气中，甲醇：空气：水蒸气=2：4：1.3（摩尔比）， A P 出口甲醇、甲醛和二氧化碳的摩尔数n A 、n P 和n c 分别为： n A =n A0(1-X A )=7.672 mol n P =n A0Y P =18.96 mol n C =n A0(X A -Y P )=0.7672 mol 结合上述反应的化学计量式，水（n W ）、氧气（n O ）和氮气（n N ）的摩尔数分别为： n W =n W0+n P +2n C =38.30 mol n O =n O0-1/2n P -3/2n C =0.8788 mol n N =n N0=43.28 mol 1. 1. 2其主副反应如 下： 由于化学平衡的限制，反应过程中一氧化碳不可能全部转化成甲醇，为了提高原料的利用率，生产上采用循环操作，即将反应后的气体冷却，可凝组份变为液体即为粗甲醇，不凝组份如氢气及一氧化碳等部分放空，大部分经循环压缩 原料气 Bkg/h 粗甲醇 Akmol/h
100kmol 放空气 体 原料气和冷凝分离后的气体组成如下：（mol） 组分原料气冷凝分离后的气体 CO 26.82 15.49 H 2 68.25 69.78 CO 2 1.46 0.82 CH 4 0.55 3.62 N 2 2.92 10.29 粗甲醇的组成为CH 3OH 89.15%,(CH 3 ) 2 O 3.55%,C 3 H 9 OH 1.10%,H 2 O 6.20%,均为 重量百分率。在操作压力及温度下，其余组分均为不凝组分，但在冷凝冷却过程中可部分溶解于粗甲醇中，对1kg粗甲醇而言，其溶解量为CO 2 9.82g,CO 9.38g,H 2 1.76g,CH 4 2.14g,N 2 5.38g。若循环气与原料气之比为7.2（摩尔比）， 试计算： （1）（1）一氧化碳的单程转换率和全程转化率； （2）（2）甲醇的单程收率和全程收率。 解：（1）设新鲜原料气进料流量为100kmol/h，则根据已知条件，计算进料原料 i i i i i m i i 。 M’ m =∑y i M i =9.554 又设放空气体流量为Akmol/h，粗甲醇的流量为Bkg/h。对整个系统的N 2 作衡算 得： 5.38B/28×1000+0.1029A=2.92 (A) 对整个系统就所有物料作衡算得： 100×10.42=B+9.554A (B) 联立（A）、（B）两个方程，解之得 A=26.91kmol/h B=785.2kg/h 反应后产物中CO摩尔流量为
化学反应工程试题
化学反应工程试题 Company number：【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】
化学反应工程原理 一、选择题 1、气相反应CO + 3H 2CH 4 + H 2O 进料时无惰性气体，CO 与2H 以1∶2摩尔 比进料，则膨胀因子CO δ=__A_。 A. -2 B. -1 C. 1 D. 2 2 、一级连串反应A S P 在间歇式反应器中，则目的产物P 的最大 浓度=max ,P C ___A____。 A. 122)(210K K K A K K C - B. 22/1120]1)/[(+K K C A C. 1 22)(120K K K A K K C - D. 22/1210 ]1)/[(+K K C A 3、串联反应A → P （目的）→R + S ，目的产物P 与副产物S 的选择性 P S =__C_。 A. A A P P n n n n --00 B. 00A P P n n n - C. 00 S S P P n n n n -- D. 00 R R P P n n n n -- 4、全混流反应器的容积效率η=时，该反应的反应级数n___B__。 A. ＜0 B. =0 C. ≥0 D. ＞0 5 、对于单一反应组分的平行反应A P(主) S(副)，其瞬间收率P ?随A C 增大 而单调下降，则最适合的反应器为____B__。 A. 平推流反应器 B. 全混流反应器
C. 多釜串联全混流反应器 D. 全混流串接平推流反应器 6、对于反应级数n ＞0的不可逆等温反应，为降低反应器容积，应选用 ____A___。 A. 平推流反应器 B. 全混流反应器 C. 循环操作的平推流反应器 D. 全混流串接平推流反应器 7 、一级不可逆液相反应A 2R ，30/30.2m kmol C A =， 出口转化率 7.0=A x ，每批操作时间h t t 06.20=+，装置的生产能力为50000 kg 产物R/天，R M =60，则反应器的体积V 为_C_3m 。 A. B. C. D. 8、在间歇反应器中进行等温一级反应A → B ，s l mol C r A A ?=-/01.0，当 l mol C A /10=时，求反应至l mol C A /01.0=所需时间t=____B___秒。 A. 400 B. 460 C. 500 D. 560 9、一级连串反应A → P → S 在全混流釜式反应器中进行，使目的产物P 浓度最 大时的最优空时=opt τ_____D__。 A. 1212)/ln(K K K K - B. 1221) /ln(K K K K - C. 2112)/ln(K K K K D. 211K K 10、分批式操作的完全混合反应器非生产性时间0t 不包括下列哪一项 ____B___。 A. 加料时间 B. 反应时间 C. 物料冷却时间 D. 清洗釜所用时间 11、全混流反应器中有___B__个稳定的定常态操作点。
化学反应工程作业
49. 现有一有效容积为0.75m 3 的搅拌釜反应器，其内设置有换热面积为5.0m 2 的冷却盘管。欲利用改反应器来进行A →R 的一 级不可逆的液相反应，其速率常数)(9.5525exp 100788.11 9-??????-?=h T k ， 反应热molA J H r /20921)(=?-，原料液中A 的浓度l mol C A /2.00=，但 不含反应产物R 。此原料液的密度ρ=1050g/l ；定压比热929 .2=P C （J/g ·℃）。要求原料液的进料流率为h m v /33 =，反应器 出口的反应液中l mol C A /04.0=。总传热系数U=209.2（KJ/m 2 ·h ·℃）。所用的冷却介质的温度为25℃。试求满足上述反应要求所需的反应温度以及料液的起始温度T 0。 解： 50. (CH 3CO)2 (A) + H 2O(B)2CH 3COOH(C) 乙酸酐发生水解，反应温度25℃，k=0.1556 min -1 ，采用三个等体积的串联全混流釜进行 反应，每个釜体积为1800 cm 3 ，求使乙酸酐 的总转化率为60%时，进料速度0v 。 解： 51. 串联全混流反应器进行一级不可逆 反应，假定各釜容积、温度相同， ,9.0,10),(92.0301===-A x h m h k γ试计算N 为1，
2，3的反应有效容积，如不考虑非生产性操作时间的条件下分批式反应器的有效容积。 解： 52.应用两个按最优容积比串联的全混流釜进行不可逆的一级液相反应，假定各釜的容积和操作温度都相同，已知此时的速率常数k=0.92h -1 ，原料液的进料速度0v =10m 3 /h ，要求最终转化率 =A x 0.9，试求 V 1、V 2和总容积V 。 解：对于一级不可逆反应应有 210101 11) 1(1)1(1)1( A A A A A A A x kC x kC x x r -=??????-?? =?-? 代入 ???? ????----= ?-?+-i A i A i A i A i A i A r r x x x r ,1,1 ,,,,111)1 ( 得 ? ?????----=-)1(1 )1(11 )1(110200 12 10A A A A A A A A x kC x kC x x x kC 整理得 02212 1=+-A A A x x x ∵9.02=A x ， ∴6838.01=A x ∴ ) (35.2)6838.01(92.06838 .0)1(111h x k x A A =-=-= τ )(5.233101m v V ==τ ) (35.2)9.01(92.06838 .09.0)1(2122h x k x x A A A =--=--= τ )(5.233202m v V ==τ 总容积)(473 21m V V V =+= 53. 用两串联全混流反应器进行一个二级不可逆等温反应，已知
(完整版)化学反应工程习题
化学反应工程习题 第一部分：均相反应器基本理论 1、试分别写出N 2+3H 2=2NH 3中用N 2、H 2、NH 3的浓度对时间的变化率来表示的该反应的速率；并写出这三种反应速率表达式之间的关系。 2、已知某化学计量式为 S R B A 2 121+=+的反应，其反应速率表达式为B A A C C r 5 .02=，试求反应速率B r =？；若反应的化学计量式写成S R B A +=+22，则此时反应速率A r =？为什么？ 3、某气相反应在400 o K 时的反应速率方程式为2 21061.3A A P d dP -?=- τ h kPa /，问反应速率常数的单位是什么？若将反应速率方程改写为2 1A A A kC d dn V r =?-=τ h l mol ./，该反应速率常数k 的数值、单位如何？ 4、在973 o K 和294.3×103Pa 恒压下发生下列反应：C 4H 10→2C 2H 4+H 2 。反应开始时，系统中含丁烷为116kg ，当反应完成50%时，丁烷分压以235.4×103Pa /s 的速率发生变化， 试求下列项次的变化速率：（1）乙烯分压；（2）H 2的摩尔数；（3）丁烷的摩尔分率。 5、某溶液反应：A+B →C ，开始时A 与B 摩尔数相等，没有C ，1小时后A 的转化率为75%，当在下列三种情况下，2小时后反应物A 尚有百分之几未反应掉？ （1）对A 为一级、B 为零级反应； （2）对A 、B 皆为一级反应； （3）对A 、B 皆为零级反应。 6、在一间歇反应器中进行下列液相反应： A + B = R A + R = S 已知原料组成为C A0 = 2 kmol/m 3，C B0 = 4 kmol/m 3，C R0 = C S0 = 0。反应混合物体积的变化忽略不计。反应一段时间后测得C A = 0 .3 kmol/m 3，C R = 1.5 kmol/m 3。计算这时B 和S 的浓度，并确定A 的转化率、生成R 的选择性和收率。 7、一级可逆反应A = R 在等温下进行。已知C A0 = 500mol/m 3，C R0 = 0。若该反应在一间歇反应器中进行，且在反应温度下667.0=Ae x 。经480 s 后测得333.0=A x 。（1）试确定此反应的动力学方程；（2）计算A x 分别达到0.6和0.65所需的反应时间；（3）比较计算结果，你有什么体会？
化学反应工程试卷及答案
. 化学反应工程试卷及答案 一、填空题（共25分,每空1分） 1．化学反应工程学不仅研究化学反应速率与反应条件之间的关系， 即 ，而且着重研究传递过程对 的影响，研究不同类型反应器的特点及其与化学反应结果之间的关系。 2．反应器按型式来分类可以分为管式反应器、 和 。 3．对于反应D C B A 432+=+，反应物A 的消耗速率表达式为 ；反应产物C 的生成速率表达式为： 。 4．反应器设计计算所涉及的基础方程式就是动力学方程式、 和 。 5．间歇釜反应器中进行如下反应： P A → (1) 1 1n A A C k r = 1E S A → (2) 22n A A C k r = 2E 在Ao C 和反应时间保持不变下，降低反应温度，釜液中S p C C /增大，表明活化能1E 与2E 的相对大小为 ；在温度和反应时间保持不变下，增高反应浓度，釜液中S p C C /增大，表明反应级数1n 、2n 的相对大小为 。 6．单位时间内由颗粒外表面传递至气相主体的热量可由牛顿冷却定律表达，其表数学表达式为 。 7．全混流反应器稳定的定常态操作点的判据为 、 。 8．对催化剂性能影响最大的物理性质主要是 、 和孔体积分布。 9．复合反应包括三个基本反应类型，即并列反应、平行反应和_____________。 10．在停留时间相同的物料之间的均匀化过程，称之为 。而停留时间不同的物料之间的均匀化过程，称之为 。 11．对于反应级数0
化学反应工程网上作业四套答案全
作业名称：2015年春季网上作业2 出卷人：SA 作业总分：100 通过分数：60 起止时间： 学员成绩：95 标准题总分：100 标准题得分：95 详细信息： 题号:1 题型:单选题（请在以下几个选项中选择唯一正确答案）本题分数:5 内容: 图形: A、 B、 C、 D、 标准答案:B 学员答案:D 本题得分:0 题号:2 题型:单选题（请在以下几个选项中选择唯一正确答案）本题分数:5 内容: 对简单不可逆二级反应，根据要求的处理量、初浓度和转化率，所需的（）反应器体积最小。 A、间歇釜 B、平推流 C、全混流 D、循环反应器（β=1） 标准答案:B 学员答案:B 本题得分:5
题号:3 题型:单选题（请在以下几个选项中选择唯一正确答案）本题分数:5 内容: 在CSTR中，停留时间小于平均停留时间的流体粒子占全部粒子的百分比为（）%。 A、36.8% B、 32.6% C、 67.4% D、 63.2% 标准答案:D 学员答案:D 本题得分:5 题号:4 题型:单选题（请在以下几个选项中选择唯一正确答案）本题分数:5 内容: 可逆放热反应最优温度序列的实施，可采用多段绝热，（）的方法。 A、段间蒸发 B、段间加热 C、段间出料 D、段间冷激 标准答案:D 学员答案:D 本题得分:5 题号:5 题型:单选题（请在以下几个选项中选择唯一正确答案）本题分数:5 内容: CSTR中进行放热反应，其热平衡条件是（）。 A、Qg=0 B、 Qg<> C、 Qg>Qr D、 Qg=Qr 标准答案:D
学员答案:D 本题得分:5 题号:6 题型:单选题（请在以下几个选项中选择唯一正确答案）本题分数:5 内容: 若一气固相催化反应过程，本征级数为n级。当内扩散影响严重时，则其表观反应级数表现为（）。 A、n/2级 B、 n级 C、 (n+1)/2级 D、(n+1)级 标准答案:C 学员答案:C 本题得分:5 题号:7 题型:单选题（请在以下几个选项中选择唯一正确答案）本题分数:5 内容: 下列不存在返混的反应器是（ )。 A、间歇釜 B、流化床 C、全混釜 D、循环反应器 标准答案:A 学员答案:A 本题得分:5 题号:8 题型:单选题（请在以下几个选项中选择唯一正确答案）本题分数:5 内容: 图形: A、
《化学反应工程》第五版(朱炳辰)课后习题答案
第一章 1.1在银催化剂上进行甲醇氧化为甲醛的反应： 3222CH OH O 2HCHO 2H O +→+ 32222CH OH 3O 2CO 4H O +→+ 进入反应器的原料气中，甲醇：空气：水蒸气=2：4：1.3（摩尔比），反应后甲醇的转化率达72%，甲醛的收率为69.2%。试计算 （1） （1） 反应的选择性； （2） （2） 反应器出口气体的组成。 解：（1）由（1.7）式得反应的选择性为： 0.629Y S 0.961196.11% X 0.720==== （2）进入反应器的原料气中，甲醇：空气：水蒸气=2：4：1.3（摩尔比）， A P 出口甲醇、甲醛和二氧化碳的摩尔数n A 、n P 和n c 分别为： n A =n A0(1-X A )=7.672 mol n P =n A0Y P =18.96 mol n C =n A0(X A -Y P )=0.7672 mol 结合上述反应的化学计量式，水（n W ）、氧气（n O ）和氮气（n N ）的摩尔数分别为： n W =n W0+n P +2n C =38.30 mol n O =n O0-1/2n P -3/2n C =0.8788 mol n N =n N0=43.28 mol
1. 1. 2工业上采用铜锌铝催化剂由一氧化碳和氢合成甲醇，其主副反应如下： 23CO 2H CH OH +? 23222CO 4H (CH )O H O +?+ 242CO 3H CH H O +?+ 24924CO 8H C H OH 3H O +?+ 222CO H O CO H +?+ 由于化学平衡的限制，反应过程中一氧化碳不可能全部转化成甲醇，为了提高原料的利用率，生产上采用循环操作，即将反应后的气体冷却，可凝组份变为液体即为粗甲醇，不凝组份如氢气及一氧化碳等部分放空，大部分经循环压缩 Bkg/h 粗甲醇100kmol 放空气体 原料气和冷凝分离后的气体组成如下：（mol ） 组分 原料气 冷凝分离后的气体 CO 26.82 15.49 H 2 68.25 69.78 CO 2 1.46 0.82 CH 4 0.55 3.62 N 2 2.92 10.29 粗甲醇的组成为CH 3OH 89.15%,(CH 3)2O 3.55%,C 3H 9OH 1.10%,H 2O 6.20%,均为重量百分率。在操作压力及温度下，其余组分均为不凝组分，但在冷凝冷却过程中可部分溶解于粗甲醇中，对1kg 粗甲醇而言，其溶解量为CO 2 9.82g,CO 9.38g,H 2 1.76g,CH 4 2.14g,N 25.38g 。若循环气与原料气之比为7.2（摩尔比），试计算： （1） （1） 一氧化碳的单程转换率和全程转化率； （2） （2） 甲醇的单程收率和全程收率。 解：（1）设新鲜原料气进料流量为100kmol/h ，则根据已知条件，计算进料原料
化学反应工程试题..
2010-2011学年第二学期末考试试题（A 卷） 一、选择题（30分，每题1.5分） 1、―三传一反‖是化学反应工程的基础，其中所谓的―一反‖是指 （ D ）。 A ．化学反应 B. 反应工程 C. 反应热力学 D. 反应动力学 2、对于反应sS pP b B aA +?→?+， 则P r = ___A__ ()A r -。 A. a p ， B. a p ， C. p a , D. p a 3、气相反应A + B → 3P + S 进料时无惰性气体，A 与B 以1∶1 摩尔比进料，则膨胀因子A δ=（Ｄ ） A. –2 B. –1 C. 1 D. 2 4、气相反应2A + B → 3P + S 进料时无惰性气体，A 与B 以2∶1 摩尔比进料，则膨胀率A ε=（ Ｃ ） A. –1 B . –1/2 C. 1/3 D.4/3 5、反应2421042H H C H C +→，反应速率常数10.2-=s k ，则反应级数n=（ Ｂ） A. 0 B. 1 C. 2 D. 3 6、串联反应A → P （目的）→R + S ，目的产物P 的得率X P =（ Ａ）。 A. 00A P P n n n - B.A A P P n n n n --00 C.00S S P P n n n n -- D.0 R R P P n n n n -- 7、分批式操作的间歇反应器非生产性时间0t 不包括下列哪一项（ Ｂ ）。 A. 加料时间 B. 反应时间 C. 物料冷却时间 D. 清洗釜所用时间 8、对于反应级数n ＜0 的不可逆等温反应，为降低反应器容积，应选用（Ｂ）。 A. 平推流反应器 B. 全混流反应器 C. 循环操作的平推流反应器 D. 全混流串接平推流反应器 9、对于单一反应组分的平行反应 ，其瞬间收率P ? 随C A 增大而单调下降，则最适合的反应器为( Ａ )。 A. 平推流反应器 B. 全混流反应器
最新化学反应工程试卷
化学反应工程试题 班级姓名学号号 一、请在下列各题中各选择一个最适当的答案（每题1分，共40分） 1.（）不是反应程度的特点 A 总为正值 B 各反应组分的反应程度相同 C 随反应时间而变 D 与反应计量系数无关 2.-r A=kC A n中，式中的负号意味着（） A 反应速率常数为负值 B 反应速率随浓度的下降而减小 C 公式表示的是A的消耗速率 D dc A/dt为正值 3.返混的定义是（） A 不同空间位置的粒子的混合 B 不同停留时间的粒子的混合 C 参与不同反应的粒子的混合 D 不同反应器内粒子的混合 4.自催化反应当转化率为零时反应速率（） A 最大 B 出现极值点 C 为负值 D 为0 5.平推流反应器中诸参数不随（）而变 A 反应物的组成 B 反应器的轴向位置 C 反应器的空间时间D反应器的径向位置 6.在平推流反应器进行某一变容反应，若εA>0，则空间时间τ将（）平均停 A 等于 B 小于 C 大于 D 接近于 7.对反应级数大于零的单一反应，对同一转化率，其反应级数越小，全混流反 应器与平推流反应器的体积比（）。 A 不变 B 变大 C 变小 D 不好说 8.复合反应的瞬时选择性定义为（） A 生成目的产物消耗的反应物与所有消耗
的反应物的比值 B 生成副产物消耗的反应物与生成目的产物 消耗的反应物的比值 C 目的产物的净生成速率与反应物的消耗 速率的比值 D 副产物的生成速率与目的产物的净生成速 率的比值 9.空间时间的定义是（） A 停留时间与非生产时间的和 B 实际反应时间与真实停留时间的和 C 反应器有效容积与入口体积流率的比值 D 反应物微元在反应器内经历的时间 10. 11.平推流反应器的无因次方差为（） A 1 B 2 C －1 D 0 12.对反应级数大于零的单一反应，随着转化率的增加，所需全混流反应器与平 推流反应器的体积比（） A 不变 B 增加 C 减小 D 不一定 13.由脉冲示踪实验可以直接获得的是（） A 停留时间分布函数 B 停留时间分布密度函数 C 平均停留时间 D 方差 14.非理想流动反应器的方差随偏离平推流反应器的程度而（） A 减少 B 增大 C 先增大后减少 D 不变 15.非理想流动反应器的停留时间分布函数曲线是（） A 单调递减的 B 单调递增的 C 有极大值的 D 不好说 16.所谓对比时间是指（）
化学反应工程考试试卷及答案
一、填空（40分） （1）气相反应A＋3B→2C，则δ= δ= 。ΒA dC A?r?,前提是（2）反应速率常数有时可以表为。A dt （3）空间速度是指 ___________ ， 空间时间是指 __________。 （4）反应具有最佳温度曲线， 最佳温度曲线是指 __________ 。 4.0克／cm5）多孔性球形颗粒10克，半径1cm，系由密度为（孔隙率3的材料制成。 则其孔容积V= ,θ= g 。假密度ρ= 2?0.218?，如果采用扩散模型，则）已知某非理想流动反应器其停留时间分布的方差 （6?Pe=_______,如果采用多级全混流模型，则m=_______ （7）催化剂微孔内的气体扩散有＿＿＿＿扩散，＿＿＿＿扩散、＿＿＿＿扩散、 及＿＿＿＿扩散等多种形式。。 L r?2C AL A C1mol/L, ，进料反应进行至，（8）复合反应＝A02C2r?M AM x?0.5, s = 时。如果该反应在在固体催化剂中进行时，由瞬时选择性LA。于内扩散的影响，选择性会t?E(t)dt?F(?)?F(0)?）（9,，。 0． （10）内扩散效率因子ζ和Thiele模数Φ的数值通常有如下关系： 外扩散和化学动力学控制时ζ1，Φ值较； 内扩散强烈影响时ζ1，Φ值较。 （11）CO中温变换反应器属于固定床里的反应器。固定床按气体流动方向， 可以分为和反应器。 492－＝/s, =1.5×1012）某一级不可逆的气液反应过程，已知k=10mm/s,D（LL则当k 时，该反应属于快反应，反应区主要在，工业上可选用 反应器或反应器；当k 时，该反应属于慢反应，这时反应区主 要在，工业上可选用或反应器。 L2r?1.0CC BAL L 13AB为主产物，则适＋（，）对于平行反应2r?2.0CC M BAA CC 的要求是宜的操作条件对和。BA （14）返混是指
化学反应工程试卷
2010—2011学年第二学期期末考试试卷 一、填空（20×1ˊ=20ˊ） 1、搅拌釜式反应器主要由壳体 、 、 、换热装置四大部分组成。 2、化学动力学方程一般用表达式),(T c f r i =±表示，说明影响反应速率最主要的影响因素是 、 。 3、填料塔中的填料性能优劣衡量三要素：效率、 及 。填料综合性能评价最好的是 。 4、催化剂必须具备 、 、长寿命这三个条件。 5、气固催化反应过程化学吸附速率方程式： 、若固体吸附剂仅吸附组分A ，朗缪尔吸附等温方程： 。 6、搅拌器按 、 来进行选型。 气液相分散过程选用 ，低黏度均相液体混合选用 。 7、在系统中进行一连串反应 ，组分 A 的生成速率方程 式： 、组分B 的生成速率方程式： 。 8、搅拌釜式反应器的换热装置有 、蛇管、 、列管、回流冷凝式。 9、催化剂非球形颗粒面积相当直径计算公式a d = 。 10、催化剂失活是由玷污、烧结、 、中毒等原因造成的。 二、问答题（5×5ˊ=25ˊ） 1、 均相反应器有哪些？如何选择均相反应器？ 2、怎样理解“反应级数表明浓度对反应速率的敏感程度，活化能表明温度对反应速率的敏感程度？ 12k k A B C ??→??→
3、气固相催化反应过程分为几个步骤并简述？ 4、理想流动模型分为哪两种类型，并简述这两种类型的各自特征？ 5、固定床催化反应器的床层空隙率ε的概念？影响因素是什么？为什么空隙率ε是固定床反应器的重要参数？ 三、计算题（10ˊ+15ˊ+15ˊ+15ˊ=55ˊ） 【3-1】 等温下在间歇反应器中进行一级不可逆液相反应A B + C ，在5min 内有40%的A 分解，在达到分解率为80%，（1）问需要多少时间？（2）若反应为二级反应，则需要多少时间？ 【3-2】在总长为4m 的固定床反应器中，反应气体以8 kg/(m 2.s)的质量流速通过床层，流体的黏度 ，流体的密度 。如果床层中催化剂颗粒的直径为2.5mm ，床层的堆积密度为754kg/m 3，催化剂的表观密度为1300kg/m 3，求：（1）催化剂床层的空隙率ε ？（2）流体流动的修正雷诺数eM R ？（3）床层的压力降p ? ？ 【3-3】在体积312.0m V R =的连续操作釜式反应器中进行反 应 ，式中min /731?=kmol m k 、min /332 ?=kmol m k ，A 、B 两种物料以等体积加入反应器中，其中A 摩尔浓度为3/8.2m kmol ，B 摩尔浓度为3/6.1m kmol 。设反应前后系统密度不变，当B 的转化率为75％时，（1）推导出该反应原料A 的反应速率A r 表达式？（2）求物料中A 、B 物料的流量？ 【3-4】 在搅拌良好的间歇操作釜式反应器中，用乙酸和丁醇生产乙酸丁酯，其反应式为： CH 3COOH + C 4H 9OH CH 3COOC 4H 9 + H 2O 反应在恒温条件下进行，温度为373K ，进料比为乙酸∶丁醇 = 1∶6（mol ），以少量H 2SO 4为催化剂。当使用过量丁醇时，该反应以乙酸（下标以A 计）表 示的动力学方程式为2)(A A kc r =-。在上述条件下，反应速率常数30.015/(min)k m Kmol =?,反应物密度3/750m kg =ρ（假设反应前后不变） 。32.46/f kg m ρ= 1 2k k A B R S ??→++←??51.810f Pa s μ-=?
《化学反应工程》第五版(朱炳辰)课后习题答案
第一章 1.1在银催化剂上进行甲醇氧化为甲醛的反应： 3222CH OH O 2HCHO 2H O +→+ 32222CH OH 3O 2CO 4H O +→+ 进入反应器的原料气中，甲醇：空气：水蒸气=2：4：1.3（摩尔比），反应后甲醇的转化率达72%，甲醛的收率为69.2%。试计算 （1） （1） 反应的选择性； （2） （2） 反应器出口气体的组成。 解：（1）由（1.7）式得反应的选择性为： 0.629Y S 0.961196.11% X 0.720==== （2）进入反应器的原料气中，甲醇：空气：水蒸气=2：4：1.3（摩尔比），当进入反应器的总原料量为100mol 时，则反应器的进料组成为 A P ）式可得反应器出口甲醇、甲醛和二氧化碳的摩尔数n A 、n P 和n c 分别为： n A =n A0(1-X A )=7.672 mol n P =n A0Y P =18.96 mol
n C =n A0(X A -Y P )=0.7672 mol 结合上述反应的化学计量式，水（n W ）、氧气（n O ）和氮气（n N ）的摩尔数分别为： n W =n W0+n P +2n C =38.30 mol n O =n O0-1/2n P -3/2n C =0.8788 mol n N =n N0=43.28 mol 所以，反应器出口气体组成为： 1. 1. 2工业上采用铜锌铝催化剂由一氧化碳和氢合成甲醇，其主副反应如下： 23CO 2H CH OH +? 23222CO 4H (CH )O H O +?+ 242CO 3H CH H O +?+ 24924CO 8H C H OH 3H O +?+ 222CO H O CO H +?+ 由于化学平衡的限制，反应过程中一氧化碳不可能全部转化成甲醇，为了提高原料的利用率，生产上采用循环操作，即将反应后的气体冷却，可凝组份变为液体即为粗甲醇，不凝组份如氢气及一氧化碳等部分放空，大部分经循环
化学反应工程复习题 热力学
第一章 绪论 1. 化学反应工程是一门研究______________的科学。（化学反应的工程问题） 2. 化学反应工程是一门研究化学反应的工程问题的科学，既以_______作为研究对象，又以_______为研究对象的学科体系。（化学反应、工程问题） 3. _______是化学反应工程的基础。（ 三传一反） 4. 化学反应过程按操作方法分为_______、_______、_______操作。（分批式操作、连续式操作、半分批式） 5. 化学反应工程中的“三传一反”中的三传是指_______、_______、_______。（传质、传热、动量传递） 6. 不论是设计、放大或控制，都需要对研究对象作出定量的描述，也就要用数学式来表达个参数间的关系，简称_______。（数学模型） 7. 在建立数学模型时，根据基础资料建立物料、热量和动量衡算式的一般式为_______。（累积量=输入量-输出量） 8.“三传一反”是化学反应工程的基础，其中所谓的一反是指_______。（D ） A ．化学反应 B. 反应工程 C. 反应热力学 D. 反应动力学 9.“三传一反”是化学反应工程的基础，下列不属于三传的是_______。（A ） A. 能量传递 B. 质量传递 C. 热量传递 D. 动量传递 第二章 均相反应动力学 1. aA + bB pP + sS 对于反应，则=P r _______)(A r -。（ a p ） 2.着眼反应组分K 的转化率的定义式为_______。（ 00K K K K n n n -= χ） 3. 化学反应速率式为β αB A C A C C K r =-，用浓度表示的速率常数为C K ，假定符合理想气体状态方程，如用压力表示的速率常数P K ，则C K =_______P K 。（) ()(βα+RT ） 4. 活化能的大小直接反映了______________对温度的敏感程度。（反应速率） 5. 一个可逆的均相化学反应，如果正、逆两向反应级数为未知时，采用______________法来求反应级数。（初始速率法） 6. 平行反应A P(主) S(副)均为一级不可逆反应，若主E ＞副E ，选择性S p 与_______无关，仅是_______的函数。（浓度、温度） 7. 如果平行反应 A P(主) S(副)均为一级不可逆反应，若主E ＞副E ，提高选择性P S 应 _______。(提高温度) 8. 一级连串反应A S K 1 K 2 P 在平推流反应器中，为提高目的产物P 的收率，应 ______12/k k 。（降低） 9.化学反应O H CH H CO 2423+?+，其中化学反应计量系数为-1的是哪种物质______。（A ） A. CO B. 2H C. 4CH D. O H 2 10.对于一非恒容均相化学反应αA A αB B ，反应组分A 的化学反应速率 =-A r _______。（A ） A. Vdt dn r A A -=- B. Vdt dn r B A -=- C. dt dC r A A -=- D. dt dC r B A -=-
化学反应工程练习题
化学反应工程练习题 一．填空 1.对反应速率与浓度成正效应的反应分别采用全混流、平推流、多级串联全混流反应器其反应器体积的大小关系为__________。 2. 拟均相模型：对于多相催化反应，忽略催化剂内外__________和__________的差异，将反应当成均相反应。 3.反应器处在非稳定的操作状态下，当操作参数有小的扰动，反应器的局部地方或整个反应器中的温度便会大幅度地上升的现象，称为__________。 4. 对于恒容的平推流管式反应器__________、__________、__________一致。 5.全混流反应器的空时τ是__________与__________之比。 6.消除外扩散影响最有效的措施是__________；消除内扩散影响最有效的措施是__________。 7. 在有滞留区存在的釜式反应器E(θ)图中，，当θ=0时，E(θ)=__________1（填<，>或=）。 8. 平推流反应器的F 函数的无因次时间表达式为__________，其无因次方差σ2＝__________，而全混流反应器的无因次方差σ2＝__________。 9.脉冲示踪法根据检测到的浓度变化曲线可以直接得到__________曲线，阶跃示踪法根据检测到的浓度变化曲线可以直接得到__________曲线。 10. 某一级不可逆气固催化反应，在反应温度150℃下，测得k P =5s -1,有效扩散系数D eA =0.2cm 2/s 。当颗粒直径为0.1mm 时，内扩散系数为 。 11. 一级不可逆液相反应，A → 2R ，L kmol C A /3.20=， 出口转化率7.0=A X ，每批操作时间2.06h ，装置的生产能力为50000 kg 产物R/天，=60，则反应器的体积V 为_______。 12. 某二级液相反应A+B==C ，已知在间歇全混釜反应器中达到x A =0.99需反应时间为 10 min ，在平推流反应器中进行时，空时τ=__________。 R M
化学反应工程纸质作业
化学反应工程纸质作业 第一章（摩尔衡算）作业： P1-11A 在一个连续流动的反应器中反应： A B 等温进行，计算当进料的摩尔流率为5mol/h, 假设反应速率-r A 为： （a ） -r A =k ， k=0.05mol/h.L 时 （b ） -r A =kC A ， k=0.0001s -1 时 （c ） -r A =kC A 2， k=3 L/mol.h 时 消耗99%的组分A （即C A =0.01C A0）时，对CSTR 和PFR 反应器需要的反应器体积。 进料的体积流量为10L/h 。[注意：F A =C A v 。当体积流量恒定时，v=v 0, 因此，F A =C A v 0。故C A0=F A0/v 0=（5 mol/h ）/(10L/h)=0.5mol/L 。] 第二章（转化率和反应器尺寸）作业： 在体积为2.5 m 3的理想BR 中进行液相反应：A B P +→，反应温度维持在75℃，实验测定反应速率方程为：A A B r k C C -=，32.7810/.-=?k l mol s ，004/==A B C C mol l ， 0684/min =A F mol 求：（1）反应器中A 的转化率达80%时所需的时间。 （2）上述反应在PFR 中进行，A 的转化率达80%时所需反应器体积。 （3）上述反应在CSTR 中进行，A 的转化率达80%时所需反应器体积。 （4）上述反应在两个串联的PFR 中进行，A 的转化率分别为50％和80%时所需反应器体积。 （5）上述反应在两个串联的CSTR 中进行，A 的转化率分别为50％和80%时所需反应器体积。
化学反应工程习题解答-第五版
习题１－１：银催化剂上进行甲醇氧化为甲醛的反应： 2CH3OH+O2→2HCHO+2H2O 2CH3OH+3O2→2CO2+4H2O 进入反应器的原料中，甲醇：空气：水蒸气＝2：4：。反应后甲醇转化率为72％，甲醛的收率为％。试计算：（１）选择率；（２）出口组成。 解：（１） 69.2% 96.1% 72% Y S x === (2) 设原料中甲醇、空气、水蒸气的物质的量分别是2mol、4mol和.则生成甲醛所耗的甲醇的物质的量为2×= 副反应消耗的甲醇为:2×由反应计量方程式可知: n（H2O）=++2×=（mol） n（CO2）= ; n(HCHO)= n(CH3OH)=2×=（mol） n(O2)=4×（mol） n(N2等)=4×=（mol） 则总的物质量为n= ++++＋=（mol） y(CH3OH) ==% y(O2) ==% y(HCHO) ==% y(H2O) ==% y(CO2) ==%
y(N2) = =%
习题1—６：丁烯制丁二烯48462C H C H H +?，已知反应的步骤为 484848462 4646()()()()()()()()() A C H C H B C H C H H C C H C H +++??? （１）请分别导出（A ）（C ）为控制步骤的均匀吸附动力学方程。 （２）请分别导出（B ）为控制步骤的均匀吸附动力学方程,若反应物和产物的吸附都很弱，问此时反应对丁烯是几级反应 解：记 A=C 4H 8 B=C 4H 6 C=H 2 (A) 为控制步骤： 00B C B C A A B C B C (1) 1(2) 11(3) (4) 1A A A A aA dA aA A dA A A A A B B A B B p p aA A dA A p A A B B p r r r k p k b p b p b p b p b p p p p p K p p K p p k p k b K r p p b b p K θθθθ*****--=＝＝＝,＝＋＋＋＋，＝－＝ ＋＋ (C) 为控制步骤 0 0**A C B C A B C A C (1) 1(2) 11(3) (4) 1B B B dB aB dB B aB B B B A A B B A A B p B p A p dB B aB A p A A B r r r k k p b p b p b p b p b p K p p p K p p p K p k b k p p r K p b p b p θθθθ** *--=＝＝＝,＝＋＋＋＋，＝－＝＋＋ （B ） ''1A A B B c A A B c A A B B kb p k b p p r k k p b p b p θθ-=-=++ 的情况，当反应物和产物的吸附都很弱时，即11A A B B b p b p ++≈ 故'A A A B B c r kb p k b p p =- 可见，反应对于A 为一级。