2022年反应工程习题答案 .pdf

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1、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

2、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_。 （A）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. 均相反应是指 _。 （参与反应的物质均处于同一相）2.aA + bBpP + sS对于反应，则Pr_)(Ar。 （ap）3. 着眼反应组分K的转化率的定义式为_。 （00KKKKnnn）4. 当计量方程中计量系数的代数和等于零时，这种反应称为_，否则称为 _。 （等分

3、子反应、非等分子反应）5. 化学反应速率式为BACACCKr，用浓度表示的速率常数为CK，假定符合理想气体状态方程，如用压力表示的速率常数PK，则CK=_PK。 （)()(RT）6.化学反应的总级数为n， 如用浓度表示的速率常数为CK， 用逸度表示的速率常数fK， 则CK=_fK。 （nRT)(）7. 化学反应的总级数为n，如用浓度表示的速率常数为CK，用气体摩尔分率表示的速率常数yK，则CK=_yK。（npRT）8. 在构成反应机理的诸个基元反应中，如果有一个基元反应的速率较之其他基元反应慢得多，他的反应速率即代表整个反应的速率，其他基元反应可视为处于_。 （拟平衡常态）9. 当构成反应机理

4、的诸个基元反应的速率具有相同的数量级时，既不存在速率控制步骤时，可假定所有各步基元反应都处于_。 （拟定常态）10.活化能的大小直接反映了_对温度的敏感程度。 （反应速率）11.一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）12. 生成主产物的反应称为_，其它的均为 _。 （主反应、副反应）13. 平行反应AP(主)S(副)均为一级不可逆反应，若主E副E，选择性 Sp与_无关，仅是 _的函数。 （浓度、温度）14.如果平行反应)()(副主SAPA均为一级不可逆反应，若主E副E，提高选择性PS应_ _。( 提高温度 ) 15.一级连串反应ASK1K

5、2P在全混流釜式反应器中，则目的产物P 的最大浓度max,PC_、opt_。 （22/11201)/(KKCA、211KK）16. 一 级 连 串 反 应ASK1K2P在 平 推 流 反 应 器 中 ， 则 目 的 产 物P 的 最 大 浓 度m ax,PC_ 、optt_。 （)/(21122kkkkk、1212)/ln(kkkk）17. 一级连串反应ASK1K2P在间歇式全混流反应器中，则目的产物P 的最大浓度max,PC_、optt_。 （)/(21122kkkkk、1212)/ln(kkkk）18.一级连串反应ASK1K2P在平推流反应器中，为提高目的产物P 的收率，应 _12/kk。

6、 （降低）19. 链反应的三个阶段为_、_、_。 （链的引发、链的传播、链的终止）20. 下列属于均相反应的是_。 （B）精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 28 页A. 煤炭燃烧 B. 氢气燃烧 C. 离子交换 D. 加氢裂解21. 下列属于均相反应的是_。 （A）A. 乙酸乙酯水解 B. CuO的还原 C. 加氢脱硫 D. 电石水解22. 下列属于均相反应的是_。 （C）A. 催化重整 B. 催化裂解 C. HCl与 NaOH 的中和D. 水泥制造23. 下列属于非均相反应的是_。 （D ）A. 乙酸乙酯水解 B. 氢气

7、燃烧 C. HCl与 NaOH 的中和D. 催化裂解24. 下列属于非均相反应的是_。 （B ）A. 乙酸和乙醇的酯化 B. 加氢脱硫 C. 氢气燃烧 D. 烃类气相裂解25. 化学反应OHCHHCO2423，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. OH226. 化学反应OHNHNO222222，其中化学反应计量系数为+2 的是哪种物质 _。 （D）A. NO B. 2H C. 2N D. OH227. 对于一 非恒容 均相化学反应AABB，反应组分A 的化学反应速率Ar_。 （A）A. VdtdnrAA B. VdtdnrBA C.

8、dtdCrAA D. dtdCrBA28. 对于一非恒容均相化学反应AABB，反应产物B 的化学反应速率Br_。 （B）A. VdtdnrAB B. VdtdnrBB C. dtdCrAB D. dtdCrBB29. 对于反应aA + bBpP + sS，则Pr_)(Ar。 （A）A. |ap B. ap C. pa D. pa|30. 对于反应aA + bBpP + sS，则Pr_)(Br。 （C）A. pb B. bp C. | bp D. pb |31. 气相反应 4A + B 3R + S进料时无惰性气体，A与 B以 31 的摩尔比进料，则膨胀因子A=_。 （C）A. 1/4 B. 2

9、/3 C. 1/4 D. 2/3 A=Vi/|VA|=反应产物与反应物的化学计量系数之和/ 所求物的化学计量数32. 气相反应 A + B 3P + S进料时无惰性气体，A与 B以 11 摩尔比进料，则膨胀因子A=_。 （D）A. 2 B. 1 C. 1 D. 2 33. 气相反应 2A + B 3P + S进料时无惰性气体，A与 B以 21 摩尔比进料，则膨胀因子A=_。 （C ）A. 1 B. 1/2 C. 1/2 D. 1 34. 气相反应 2A + B 3P + S进料时无惰性气体，A与 B以 32 摩尔比进料，则膨胀因子B=_。 （D ）A. 1 B. 1/3 C. 2/3 D. 1

10、 35. 气 相 反 应CO + 3H2CH4 + H2O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=_。 （A）A. 2 B. -1 C. 1 D. 2 36. 气相反应2NO + H2N2 + H2O2进料时无惰性气体，NO与2H以 12 摩尔比进料，则膨胀因子NO=_。 （B）A. 1 B. 1/2 C. 1/2 D. 1 37. 气相反应N2 + 3H22NH3进料时无惰性气体，2N与2H以 23 摩尔比进料，则膨胀因子2H=_。（B）A. 1 B. 2/3 C. 2/3 D. 1 38. 化学 反 应 速 率 式 为BACA

11、CCKr，如 用浓度表示的速率常数为CK， 用压 力 表 示 的速 率 常数 为PK， 则CK=_PK。 （B）A. )()(RT B. )()(RT C. )()(RT D. )(RT39. 化学反应速率式为BACACCKr，如用浓度表示的速率常数为CK，用压力表示的速率常数为PK， 则精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 28 页PK=_CK。 （D）A. )(RT B. )()(RT C. )()(RT D. )()(RT求反应级数看单位40. 反应C4H102C2H4 + H2，10.2sk，则反应级数n=_。 （B

12、）A. 0 B. 1 C. 2 D. 3 41. 反应 A + B C，已知115.0sk，则反应级数n=_。 （B）A. 0 B. 1 C. 2 D. 3 42. 反应 3A P ，已知slmolk/15.0，则反应级数n=_。 （A）A. 0 B. 1 C. 2 D. 3 43. 反应CH3COOH + CH3CH2OHCH3COOC2H5 + H2O， 已知molslk/3.2， 则反应级数n=_。（C）A. 0 B. 1 C. 2 D. 3 44. 反应N2 + 3H22NH3，已知molslk/81.0，则反应级数n=_。 （C）A. 0 B. 1 C. 2 D. 3 45. 反应N

13、aOH + HClNaCl + H2O，已知molslk/1.0，则反应级数n=_。 （C）A. 0 B. 1 C. 2 D. 3 46. 反应 A + B C，已知slmolk/45.0，则反应级数n=_。 （A）A. 0 B. 1 C. 2 D. 3 47. 下列属于平行反应的是_。 （C）A. A + B P B.RBPPBA C.AP(主)S( 副) D.A + B P = R + S 48. 串联反应 A P（目的） R + S ，目的产物 P 的得率PX=_。 （B）A. AAPPnnnn00 B. 00APPnnn C. 00SSPPnnnn D. 00RRPPnnnn49. 串

14、联反应 A P（目的） R + S ，目的产物 P 与副产物 S的选择性PS=_。 （C）A. AAPPnnnn00 B. 00APPnnn C. 00SSPPnnnn D. 00RRPPnnnn50. 串联反应 A P（目的） R + S ，目的产物 P 的总收率P=_。 （A）A. AAPPnnnn00 B. 00APPnnn C. 00SSPPnnnn D. 00RRPPnnnn51. 如果平行反应AP( 主)S(副)均为一级不可逆反应，若主E副E，提高选择性PS应_。 （B）A. 提高浓度B. 提高温度 C. 降低浓度 D. 降低温度52. 如果平行反应AP(主)S(副)均为一级不可逆

15、反应，若主E副E，提高收率P应_。 （C）A. 提高浓度 B. 降低浓度 C. 提高温度 D. 降低温度53. 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_。 （D）A. 1212)/ln(KKKK B. 1221)/ln(KKKK C. 2112)/ln(KKKK D. 211KK54. 一级连串反应ASK1K2P在全混流釜式反应器中，则目的产物P的最大浓度max,PC_。 （B）精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 28 页A. 122)(210KKKAKKC B. 22/ 1

16、1201)/(KKCA C. 122)(120KKKAKKC D. 22/12101)/(KKCA55. 一级连串反应ASK1K2P在间歇式反应器中，则目的产物P的最大浓度max,PC_。 （A）A. 122)(210KKKAKKC B. 22/ 11201)/(KKCA C. 122)(120KKKAKKC D. 22/12101)/(KKCA56. 一级连串反应ASK1K2P在平推流管式反应器中，则目的产物P 的最大浓度max,PC_。 （A）A. 122)(210KKKAKKC B. 22/ 11201)/(KKCA C. 122)(120KKKAKKC D. 22/12101)/(KK

17、CA57. 一级连串反应A P S 在间歇式反应器中进行，使目的产物P浓度最大时的反应时间optt_。 （D）A. 211KK B. 1221)/ln(KKKK C. 2112)/ln(KKKK D. 1212)/ln(KKKK58. 一级连串反应A P S 在平推流管式反应器中进行，使目的产物P浓度最大时的反应时间optt_。 （C）A. 211KK B. 1221)/ln(KKKK C. 1212)/ln(KKKK D. 2112)/ln(KKKK59. 下列反应没有涉及到链反应的是_。 （B）A. 石油裂解 B. 酯化反应 C. 烃类氧化 D. 聚合反应60. 简述均相反应及其动力学的研

18、究内容？答：参与反应的各物质均处于同一个相内进行的化学反应称为均相反应。均相反应动力学是研究各种因素如温度、催化剂、反应物组成和压力等对反应速率、反应产物分布的影响，并确定表达这些影响因素与反应速率之间定量关系的速率方程。61. 简述链锁反应所具有的基本特征？答： 1）链反应具有三个阶段：链的引发、链的传播和链的终止；2）链的引发和传播均需要通过游离原子或游离基；3）游离原子和游离基均具有较高活性，容易受器壁或其它惰性物的作用而重新生成稳定的分子，从而使链反应终止。62. 反应 2NO + 2H2 = N2 + 2H2O ，实验测得速率方程为：222HNONCkC。试设定能满足实验结果的反应机

19、理。解：机理（ 1） ：222212OHNHNOk（慢）OHHOHk222222（快）22211HNONCCk所以与实验结果相同机理（ 2） ：222ONNO（快速）2222225OHNHONk（慢速）OHHOHk222226（快）达拟平衡态，为速控步骤222255HONNCCk由得23422NOONCkCk24322NOONCkkC代入22222435HNOHNONCkCCCkkk此机理与实验结果相同，选机理（2） ，因其无叁分子反应，而机理（1）是。63. 由 A和 B进行均相二级不可逆反应AA+BB = SS，速率方程：A=dtdCABACkC。求：（1）当BABACC00时的积分式（2

20、）当BAABBACC00时的积分式解： （1）CA与 CB之比保持恒定BABABACCCC00精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 28 页所以ABABCC0AACCBAACCdCkt0022AAAACCCCAAAABACdCtkCdCktkkAB积分得011AACCtk写成转化率时)1(10AAACtk（2）)1 (0AAACC)1 ()1 (10000ABABABABBCCCCC式中：ABABBAABCC001积分得AABCkt11ln)1(110164. 反应 A B 为 n 级不可逆反应。 已知在 300K 时要使 A

21、的转化率达到20% 需 12.6 分钟，而在 340K 时达到同样的转化率仅需 3.20 分钟，求该反应的活化能E。解：nAAAkCdtdCrAACCtnAAtdtCdC00即ktCCnnAnA1011111达 20% 时，08. 0AACCtMtCnknnA11) 125.1()1(1110式中 M 为常数6.121300Mk2.31340Mk)34013001(314.86.12/2. 3/lnln300340EMMkkE=29.06（kJ/mol）65. 考虑下述连串反应:CkBkA21，已知上述反应中每一步均为一级反应，试求A、B和 C 的浓度随间变化的函数式。解: 对于反应物A，应有

22、 : AACkdtdC1积分得)exp(10tkCCAA对于 B, 应有BABABCktkCkCkCkdtdC210121)exp(将上式两端乘以)exp(2tk可得dttkkCkdttkCkdCtkABB)exp()exp()exp(1201222精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 28 页即dttkkCktkCdAB)exp()exp(12012将上式积分得 , 1)exp()exp(1201212tkkCkkktkCAB)exp()exp(210121tktkCkkkCAB0ACBACCCC)(0BAACCCCC)ex

23、p()exp(1212111220tkkkktkkkkCA第三章理想反应器1. 理想反应器是指 _、_。 理想混合（完全混合）反应器、平推流（活塞流或挤出流）反应器 2. 具有良好搅拌装置的釜式反应器按_反应器处理，而管径小，管子较长和流速较大的管式反应器按_反应器处理。（理想混合反应器、平推流）3. 分批式完全混合反应器操作的优化分析是以_、_为目标进行优化的。 （平均生产速率RY最大、生产经费最低）4. 全混流反应器的空时是_与_之比。 （反应器的有效容积、进料流体的容积流速）5. 全混流反应器的容积效率为_与_之比。 （反应时间t 、空时 ）6. 全混流反应器的放热速率GQ=_。 （pr

24、ACvHrV0)(）7. 全混流反应器的移热速率rQ=_。 （)()1(000PmPcvU A TTcvUAT）8. 全混流反应器的定常态操作点的判据为_。 （rGQQ）9. 全混流反应器稳定的定常态操作点的判据为_、_。 （rGQQ、dTdQdTdQGr）10. 全混流反应器的返混_。 （最大）11. 平推流反应器的返混为_。 （零）12. 对于恒容的平推流管式反应器_、_、_一致。 （平均停留时间、反应时间、空时）13. 对于恒容的 _管式反应器平均停留时间、反应时间、空时一致。（平推流）14. 如果将平推流反应器出口的产物部分的返回到入口处与原始物料混合，这类反应器为_的平推流反应器。

25、（循环操作）15对于循环操作的平推流反应器，当循环比 0 时为 _反应器， 而当时则相当于_反应器。 （平推流、全混流16.对于循环操作的平推流反应器，当循环比 0 时反应器内返混为_，而当 时则反应器内返混为_。（零、最大）17. 对于绝热操作的放热反应，最合适的反应器类型为_。 （全混流串平推流）18. 对于反应级数n0 的反应，为降低反应器容积，应选用_反应器为宜。（全混流）19. 对于反应级数n0 的反应，为降低反应器容积，应选用_反应器为宜。（平推流）20. 对于自催化反应，最合适的反应器为_。 （全混流串平推流）21. 对于可逆的放热反应，使反应速率最大的反应温度optT_。 （)

26、()1(ln)(002001012AARAACCEkCEkREE）22.对于可逆的放热反应，达到化学反应平衡时的温度eT_。 （)()1(ln)(0000012AARAACCkCkREE）23. 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24. 在 间 歇 反 应 器 中 进 行 等 温 二 级 反 应A B，slmolCrAA/01.02， 当lm o lCA/10时 ， 求 反 应 至lmolCA/01.0所需时间t=_ 秒。 （D）P58A. 8500 B. 8900 C. 9000

27、D. 9900 25. 在 间 歇 反 应 器 中 进 行 等 温 一 级 反 应A B，slmolCrAA/01.0， 当lmolCA/10时 ， 求 反 应 至lmolCA/01.0所需时间t=_ 秒。 （B）精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 28 页A. 400 B. 460 C. 500 D. 560 26. 在全混流反应器中，反应器的有效容积与进料流体的容积流速之比为_。 （A）A. 空时 B. 反应时间 t C. 停留时间 t D. 平均停留时间t27. 全混流反应器的容积效率大于 1.0 时，且随着A的增大而

28、增大，此时该反应的反应级数n_。 （A）A. 0 B. =0 C. 0 D. 0 28. 全混流反应器的容积效率小于 1.0 时，且随着A的增大而减小，此时该反应的反应级数n_。 （D）A. 0 B. =0 C. 0 D. 0 29. 全混流反应器的容积效率=1.0 时，该反应的反应级数n_。 （B）A. 0 B. =0 C. 0 D. 0 30. 全混流釜式反应器最多可能有_个定常态操作点。 （C）A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 31. 全混流反应器中有_个稳定的定常态操作点。 （B）A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 32. 对于_的反应器在恒容反应过程的平均停留时间、反应时间

29、、空时是一致的。（D）A. 间歇式反应器 B.全混流反应器 C. 搅拌釜式反应器 D. 平推流管式反应器33. 一级不可逆液相反应A2R，30/30.2mkmolCA， 出口转化率7.0Ax， 每批操作时间htt06.20，装置的生产能力为50000 kg 产物 R/天，RM=60， 则反应器的体积V为_3m。（C） V=50000/2*2.3*0.7*60*(24/2.06) A. 19.6 B. 20.2 C. 22.2 D. 23.4 P58 34. 对于自催化反应，最合适的反应器为_。 （D）A. 全混流反应器 B. 平推流反应器C. 循环操作的平推流反应器 D. 全混流串接平推流反应

30、器35. 对于绝热操作的放热反应，最合适的反应器为_。 （D）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36. 对于反应级数n0 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37. 对于反应级数n0 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38. 对于可逆放热反应，为提高反应速率应_。 （C）A. 提高压力 B. 降低压力 C.

31、 提高温度 D. 降低温度39. 对于单一反应组分的平行反应AP( 主)S( 副)，其瞬间收率P随AC增大而单调增大，则最适合的反应器为_。 （A）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40. 对于单一反应组分的平行反应AP(主)S(副)，其瞬间收率P随AC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41. 简述理想反应器的种类？答：通常所指的理想反应器有两类：理想混合（完全混合）反应器和平推流（活塞流或挤出流）反应器。所谓完全混合流反应器是指

32、器内的反应流体瞬间达到完全混合，器内物料与反应器出口物料具有相同的温度和浓度。所谓平推流反应器是指器内反应物料以相同的流速和一致的方向进行移动，不存在不同停留时间的物料的混合，所有的物料在器内具有相同的停留时间。42. 简述分批式操作的完全混合反应器？答：反应物料一次性投入反应器内，在反应过程中， 不再向器内投料，也不出料，待达到反应要求的转化率后，一次性出料，每批操作所需生产时间为反应时间与非生产性时间之和，非生产性时间包括加料、排料和物料加热、冷却等用于非反应的一切辅助时间。43. 简述等温恒容平推流反应器空时、反应时间、停留时间三者关系？答：空时是反应器的有效容积与进料流体的容积流速之比

33、。反应时间是反应物料进入反应器后从实际发生反应的时刻起到反应达某一程度所需的反应时间。停留时间是指反应物进入反应器的时刻算起到离开反应器内共停留了多少时间。由于平推流反应器内物料不发生返混，具有相同的停留时间且等于反应时间，恒容时的空时等于体积流速之比，所以三者相等。44. 对于可逆放热反应如何选择操作温度？答： 1）对于放热反应，要使反应速率尽可能保持最大，必须随转化率的提高，按最优温度曲线相应降低温度； 2 ）这是由于可逆放热反应，由于逆反应速率也随反应温度的提高而提高，净反应速率出精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 2

34、8 页现一极大值； 3）而温度的进一步提高将导致正逆反应速率相等而达到化学平衡。45. 对于反应，21ARCkr，1E；ASCkr2，2E，当1E2E时如何选择操作温度可以提高产物的收率？答：对于平行反应ARTEEARTERTESRRCekkCekekrrS12212010/20/10，所以，当1E2E时应尽可能提高反应温度，方可提高 R的选择性，提高R 的收率。46. 在间歇釜中一级不可逆反应，液相反应A 2R，AAkCrkmol/m3h，k=9.52 109exp-7448.4/T h-1，0AC2.3 kmol/m3，RM60，0RC0，若转化率Ax0.7 ，装置的生产能力为50000

35、kg 产物 R/天。求 50等温操作所需反应器的有效容积？（用于非生产性操作时间t0=0.75 h ）解：反应终了时R的浓度为)/(22.3230mkmolxCCAARAxAAxAAAxkxdxkkCdxCtAA11ln11100092.0502734.7448exp1052. 99k)(31.17.011ln92.01ht24500000ttMVCRR)(2.226022.32406.2500003mV47.CH2 = CHCH = CH2(A) + CH2 = CHCOOCH3(B)COOCH3(C)该反应在全混流反应器中进行，以 AlCl3为催化剂，反应温度 20， 液料的体积流速为0.

36、5 m3/h ， 丁二烯和丙烯酸甲酯的初始浓度分别为0AC96.5 mol/m3，0BC184 mol/m3，催化剂的浓度为DC6.63 mol/m3。速率方程DAACkCr，式中 k=1.15 10-3 m3/mol ks，若要求丁二烯转化率为40% 。求： 1）反应器的体积V； 2）容积效率 。解： 1） A + B C DAADAAACxkCCkCdtdCr)1(0对于全混流反应器DAADAAAAAAACxkxCxkCxCrxC)1()1 (000)(28.24)(4.8763.6)4.01 (1015.14.03hks0vVhmv/5.0303014.125.028.24mvV 2）在

37、分批式反应器内的反应时间为)(671104. 000ksxdxkCrdxCtAxAADAAA766.04.8767t48. 在全混流反应器中一级不可逆反应，液相反应A 2R，AAkCrkmol/m3h，k=9.52 109exp-7448.4/T h-1，0AC2.3 kmol/m3，RM60，0RC0，若转化率Ax0.7 ，装置的生产能力为50000 kg 产物 R/天。求 50等温操作所需反应器的有效容积和它的容积效率？（用于非生产性操作时间t0=0.75 h ）解： （1）进料速度 v0 AARxCC02RAARMxvCCv2450000200060,7 .0, 3 .20RAAMxC以

38、hmv/78.10)7. 03.226024/(5000030（2）反应器有效容积V 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 28 页)1 (00AAAAAxkxkCxCvV3034.27)1(mxkxvVAA(3)AxAAxAAAxkxdxkkCdxCtAA11ln11100092.0502734.7448exp1052.99k)(31.17.011ln92.01ht516. 054.213.1t49. 现有一有效容积为0.75m3的搅拌釜反应器， 其内设置有换热面积为5.0m2的冷却盘管。 欲利用改反应器来进行AR的一级不可

39、逆的液相反应， 其速率常数)(9 .5525exp100788.119hTk， 反应热molAJHr/20921)(，原料液中 A的浓度lmolCA/2. 00， 但不含反应产物R。 此原料液的密度=1050g/l ； 定压比热929.2PC（J/g ） 。要求原料液的进料流率为hmv/330， 反应器出口的反应液中lmolCA/04.0。 总传热系数U=209.2 （KJ/m2 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T0。解： 1) 计算反应温度T kCCAA11018)375.0()104.022.0()1(0AACCk根据9.5525e

40、xp100788.19TkKT6.3082）)()(00PmrAcvTTUAHrVTTKT4 .297929.210503)16.2986 .308(52.2092092175.004.0186.308050. (CH3CO)2 (A) + H2O(B)2CH3COOH(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 cm3，求使乙酸酐的总转化率为60% 时，进料速度0v。解：初始浓度为0AC，离开第一釜为1AC，依次为2AC、3AC。1101)(AAArCC11)(AAkCr11101110111111kxkCCkC

41、CCAAAAAA对第二釜21211kCCAA对于等体积釜串联2122202)1(11)1(1kxkCCAAA同理33)1 (11kxA=2.3 （min）min)/(6.7823.2180030cmVv精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 28 页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),(92.0301Axhmhk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：利用NiNAkx)1(11,N(个) 1 2 3 V（3m） 97.

42、8 47.0 37.6 若采用分批式thkA503.29.011ln92.0111ln1时为其中1N,VVtBh78.9108 .97303.258.9778.9503.2mVB52. 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=10m3/h ，要求最终转化率Ax0.9 ，试求 V1、V2和总容积 V。解：对于一级不可逆反应应有21010111)1(1)1(1)1(AAAAAAAxkCxkCxxr代入iAiAiAiAiAiArrxxxr,1,1,111)1(得)1(1)1(11)1(1

43、102001210AAAAAAAAxkCxkCxxxkC整理得022121AAAxxx9.02Ax，6838.01Ax)(35.2)6838. 01 (92.06838.0)1(111hxkxAA)(5.233101mvV)(35.2)9 .01 (92.06838.09.0)1(2122hxkxxAAA)(5.233202mvV总容积)(47321mVVV53. 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 在 操 作 温 度 下,10,30. 2),(92. 03030113hmvmkmolChkmolmkA要 求 出 口xA=0.9 ， 计 算 该

44、 操 作 最 优 容 积 比)(21VV和总容积 V。解：31202120111)1 (2)1 (1)1(AAAAAAAxkCxkCxxr代入111)1(1,2,0,1 ,1 ,1 ,AAAAAArrxxxr)1(1)1(11)1(221 ,2021 ,201 ,31,20AAAAAAAxkCxkCxxkC精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 28 页741. 0099. 001. 33112131AAAAxxxxhxkCxxAAAA22.5)741.01(3. 292.1741.0)1(2210011hxkCxxAAAA5

45、1.7)9 .01(3.292.0741.09 . 0)1(2220122695.051. 722.52121VV总容积021vVVV33.127)22.551. 7(10mV54. 应用管径为D=12.6cm 的管式反应器来进行一级不可逆的气体A 的热分解反应，其计量方程为A=R+S ；速率方程为AAkCr； 而k=7.8 109exp-19220/T(s-1), 原 料 为 纯 气 体A, 反 应 压 力P=5atm 下 恒 压 反 应 ,T=5000C。Ax0.9,0AF=1.55kmol/h,求所需反应器的管长L, 停留时间 t ，空时 （理想气体） 。解：反应气体的进料体积流速为：)

46、/(66.195773082.055.1300hmPRTFvA反应流体在管内的体积流速为：PRTxyFPFRTvAAA/)1(00此处：00AFF（纯气体）；0.10Ay，1112A，PRTCA 0100/)1(AAACxFv而)1()1 ()1()1(0000AAAAAAAAAAxCxxFCxFvFCAxAAAxdxxkvV00)1()1 (1)(0083.0)(88.2911ln21hsxxkAA)(0 .13)126.0(14.388.291046.544423202mDvDVL)(57.1811ln1110sxkxdxktAxAAA55.液相原料中反应物A进入平推流反应器中进行RA2的

47、反应，已知slm o lCrlVlm o lCAAA2005.0,2,1。求： 1）当出口浓度lmolCA5.0时的进料流0v。2) 当进料流量min5.00lv时出口浓度AfC。解： 1）AxAAAArdxvCVFV0000sCCCdCrdxCACCAAAxAAAAAA20)11(05.0105.0020002）svVCCAA2405.0602)11(05.0100lmolCCCAAA077.01311311211210精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 28 页56. 自催化反应 A + R 2R， 其速率方程为：RA

48、ACkCr， 在 70下等温地进行此反应， 在此温度下 k=1.512 m3/kmol h；其它数据如下：0AC0.99 kmol/m3；0RC0.01 kmol/m3；0v10 m3/h ；要求反应的转化率Ax0.99 。试求： 1）在全混流反应器中反应所需的容积；2）在平推流反应器中反应所需的容积。解：令0101. 099. 001.000ARCCa)1(0AAAxCC)(000AAAARRxaCxCCC)(1 (20AAAAxaxkCr1）全混流反应器所需的容积)(661)99. 00101. 0)(99.01(99.0512.199.010)(1 (300mxaxkCxvVAAAA2）

49、平推流反应器所需的容积AAAxAxAAAAdxxaxakCvxaxdxkCvVAA11111)(1(0000000001.1ln100ln0101.199. 0512.110ln11ln)1(00axaxakCvVAAA)(8.603mV57. (A) (P) (S) 66HCk1ClHC56k3246ClHC反 应 速 度AACkdtdC1；PAPCkCkdtdC21， 在 恒 温 恒 容 下 求 (a) 平 推 流 (b) 全 混 流 , 求PS， 其 中)(0 .111hk,),(1),(5.0012hvVhk000SPCC,lmolCA/10。解:(a)lmolkCCAA/368.0e

50、xp102101kkCkCAP(12kkee)=5.011()0.15. 0ee=0.477mol/)477. 0368.0(1)(0PAASCCCC=0.155mol/l SPPCCS=155.0477.0=3.08 (b)(00AACCv=VCKA1101kCCAA=101KCA (11kK) )(210PAPCkCkVCv211kCkCAP=210111kkCkAAC=0.5mol/l PC=0.333mol/l SC=0.167mol/l SPPCCS=2.0 58. (A) (P) (S) 66HCk1ClHC56k3246ClHC反应速度AACkdtdC1；PAPCkCkdtdC2