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1、精选优质文档-倾情为你奉上习题：银催化剂上进行甲醇氧化为甲醛的反应：2CH3OH+O22HCHO+2H2O2CH3OH+3O22CO2+4H2O进入反应器的原料中，甲醇：空气：水蒸气2：4：1.3。反应后甲醇转化率为72，甲醛的收率为69.2。试计算：（）选择率；（）出口组成。解：（）(2) 设原料中甲醇、空气、水蒸气的物质的量分别是2mol、4mol和1.3mol.则生成甲醛所耗的甲醇的物质的量为20.692=1.384mol副反应消耗的甲醇为:20.72-1.384=0.056mol由反应计量方程式可知:n（H2O）=1.3+1.384+20.056=2.796（mol）n（CO2）=0.
2、056mol ;n(HCHO)=1.384moln(CH3OH)=2(1-0.72)=0.56（mol）n(O2)=40.21-1.3840.5-0.0561.5=0.064（mol）n(N2等)=40.79=3.16（mol）则总的物质量为 n= 0.56+0.064+1.384+2.796+0.0563.16=8.02（mol）y(CH3OH) =0.56/8.02=6.98% y(O2) =0.064/8.02=0.80%y(HCHO) =1.384/8.02=17.26% y(H2O) =2.796/8.02=34.86%y(CO2) =0.056/8.02=0.70%y(N2) =
3、3.16/8.02=39.40%习题1：丁烯制丁二烯，已知反应的步骤为（）请分别导出（A）（C）为控制步骤的均匀吸附动力学方程。（）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=C4H8 B=C4H6 C=H2(A) 为控制步骤： (C) 为控制步骤 （B） 的情况，当反应物和产物的吸附都很弱时，即故可见，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300，7.09Mpa下，k=0.09s-1，Deff=7.0410-4cm2/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:
4、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=。 =0.942=0.69 内扩散因子为0.692-6 某催化剂在500下进行，已知本征反应速率rA=7.696 10-5mol/（gs），（式中的符号为MPa），催化剂为5mm5mm园柱体，=0.8g/cm3，颗粒外表面A的分压=0.MPa，粒内组分A的有效扩散系数=0.025cm2/s。求催化剂的内扩散有效因子。解： =7.696 10-5mol/（gs）， V=nRT= rA=7.69610-17(RT)2 mol/（gs） =7.69610-17(RT)2 /(gmols) =7.69610-1
5、7（RT）2 0.8106 /mols根据Kjaer近似解， = =0.1493=0.99 3-2 在等温间歇反应器中进行皂化反应 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0.02mol/L，反应速率常数为5.6L/（minmol），要求最终转化率为0.95，试求当反应器体积为、时，所需的反应时间是多少？ 解： 设A的转化率为，B的转化率为 ， ， t=-=169.6 mint与反应体积无关。、所需反应时间均为169.6min 3-3 在平推流反应器中进行等温一级反应，出口转化率为0.9，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
6、率是多少？ 解：对于平推流反应器： 对于全混流反应器： =2.3 =0.6973-6 已知某均相反应，反应速率/（molmin），物料密度恒定为0.75g/ml，加料流量为7.14L/min，=7.14mol/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0.25的全混流反应器。（2）一个0.25的全混流反应器，后接一个0.25的平推流反应器。（3）一个0.25的平推流反应器，后接一个0.25的全混流反应器。（4）两个0.25的平推流反应器串联。解：（1） =35mm， 设转化率为=4.35 =0.622 =7.14（1-0.622）=2.7mol/L =1.64
7、=1.44 （2） =35min=4.35 =0.622 =7.14（1-0.622）=2.7mol/L =2.7（1-0.62）=1.026 （3） =35min =0.813 =7.14(1-0.813)=1.34 =0.816 =0.347 =1.34（1-0.347）=0.875 （4） =0.813=1.340.449 =1.34（1-0.449）=0.738 3-7 液相自催化反应AP,反应速率，进料体积流量进料浓度。问当=0.98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） =2（1-0.98）=0
8、.04 ！ =457.47 （s） （2） （3）即 3-11 对平行反应AL ;AM ;AN 。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 ； （2） 采用平推流反应器则 解： （1） 对L物料衡算：对A物料衡算： 当 时，最大。此时，不取。又 当=0 最大， 此时（2） 对L物料衡算： 对A物料衡算： 当=0 最大， 此时312在平推流反应器中进行基元反应 L为目的产物，已知 ，求L的最大收率及最优接触时间。解：由常微分方程的通解，可解得：41 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01min，
9、210min和大于3min的物料所占的分率。解： 01min： 210min： min的 43解：题目改为：k （原题数值太大，计算结果失去合理性，疑为印刷之误） PFR: CSTR: 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+BP，已知，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） 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？t/s123456810152030415267C（t）957819090867767473215731解：（1） (2) 平推流 即 可求得：
10、多釜串联： 可达到转化率为83.6%4-6 用脉冲注入法，在反应器入口液体中加入KMnO4 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时间/min05101520253035404550KMnO4浓度/（g/0261212105210.50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/值 解： 47解：（1）（2）先计算转化率达0.3所需的反应时间。根据可知：（min）再计算停留时间小于17.8min的粒子所占分率。16.3%即为不合格产品所占分率。（3） 代入数据： 即不合格产品所占分率为5%49解：题目改：k0.25s1 扩散模型计算： ， 多级模型计算
11、 PFR: CSTR: 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。由，反应器既偏离PFR，又偏离CSTR，与计算结果相符。51解：（1）（A）=（B）=0（都是平衡点，速率为零）（2）FED（反应早期的最佳速率，大于反应晚期的最佳速率）（3）E（题目改为G M E N各点中，哪一点的速率最大）（E是最佳温度点，在相同的转化率下，其反应速率最快）（4）H（根据动力学方程可知，在温度一定时，转化率越低，正反应比逆反应越有“优势”，净速率越快）（5）M（在相同转化率下，M更接近最佳温度，故速率更快）（6）无法判断（都在最佳温度附近，速率均低于E点，但无法比较）52解： （1）设体积不变，则：，可求出： 显然不可能达到0.9（2）最佳温度曲线；尽可能高温53解：代入数值，得：故：若欲使转化率达0.9，必须必须降低温度才有可能。 即：T=441K168专心-专注-专业