第二章****题 1. 动力学方程的实验测定时,有采用循环反应器的,为什么? 答:循环反应器行为与全混流反应器相同,可以得到反应速率的点数据, 而且反应器进出口浓度差比较大,对分析精度要求不很高。 2. 为什么可逆吸热反应宜选平推流反应器且在高温下操作, 而可逆放热反应却不是? 根据可逆放热反应的特点,试问选用何种类型反应器适宜? 为什么? 答:可逆吸热反应的反应速率与化学平衡都随温度的升高而升高,高温下操作对二者都有利。可逆放热反应的化学平衡随温度的升高向反应物方向移动,对达到高转化率不利。对此类反应,可选用多段绝热反应器或换热条件较好的管式反应器。 3. 一级反应 A→P ,在一体积为 V P 的平推流反应器中进行,已知进料温度为 150 ℃, 活化能为 84kJ · mol -1, 如改用全混流反应器, 其所需体积设为 V m, 则V m/V p 应有何关系? 当转化率为 时, 如果使 V m=V p, 反应温度应如何变化? 如反应级数分别为 n =2, 1/2 ,?1时, 全混流反应器的体积将怎样改变? 解:)1 ln( )1( ) exp( )1 ln( )1( )1( CSTR )1 ln( 11 d1)( d PFR ) exp( )( AA Apm AA A p m A0A A A0 m A A0 0A A A0 0A A A0 P A 0AAxx x RT E RT E xxk kxV V xkc xF V xkcx xkcr xF V c RT Ek kcr xx???????????????????????? 1 )1 ln( )1( )1 ln( )1( IF AA AA A P m mpxx x xxk kxV V TT A?????????????K07 .432 15 .423 02064 .0 15 .423 876 .23 4929 .0 15 .423 876 .23 exp 6109 .0 637 .115 .423 15 .423 314 .8 84000 exp 1 ) ln( exp 1 and 1 IF m m m m m m m m mP mP AP m????????????????????????????????????????????????????????????T TT T T T T T T TT TTR E xV Vmn nn n kc xFVcV V cV V kc xF Vn cV V kc xF Vn cV V kc xF Vn Af Af A0 m1A m1 m 2A1m 1m1A A A0 m 2/1A1m 2/1m2/1A A A0 m A1m 2m2A A0A m1 ,1 ,2/1 1,2????????????????????????或 4. 在体积 V R = 3 的全混流反应器中, 进行反应 SRBA???????? k k ,式中 2 k 1 =7m 3 kmol -1 min -1,k 2 =3m 3 kmol -1 min -1 ,两种物料以等体积加入反应器中,一种含 ·m -3 ,另一种含 ·m -3 。设系统密度不变,当 B的转化率为 75 %时,求每种物料的流量。解?? 13BA 13 A B0B 13 A 3 A 3 SR 3 B 3 B0 30Ahrm24 .02 48 .0 hrm48 .015 60 12 .0 min 15 04 .0 min m kmol 04 . m kmol m kmol . m kmol . m kmol m kmol ?????????????????????????????????????????????????vv v r c c c半: 每一股是总物料量的一? 5. 可逆一级液相反应 PA??????, 已知0,m kmol P0 30????cc A ; 当此反应在间歇反应器中进行, 经过 8min 后,A 的转化率为 % , 而平衡转化率是 % ,求此反应的动力学方程式。解???? xckxckt xct c xcc kckckckt cr A0 2 A0 1 A0 A A0 P A0 A A A0 2A1P2A1 AA1d dd d )1( d d???????????????? 3 ?????????????xxtt xttxkkk x xkkkt x, 0,0d)( d )(d d 211 2118333 .02 2667 .01 667
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