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1、第一章 绪论 1-1 解：（1）反应的选择性为：%11.969611.0720.0629.0XYS（2）进入反应器的原料气中，甲醇：空气：水蒸气=2：4：（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：组分 摩尔分率 yi0 摩尔数 ni0(mol)CH3OH 2/（2+4+）=空气 4/（2+4+）=H2O（2+4+）=总计 1 100 设甲醇的转化率为 XA，甲醛的收率为 YP，反应器出口 CH3OH、CH3CHO 和 CO2的摩尔数 nA、nP和 nc分别为：nA=nA0(1-XA)=mol nP=nA0YP=mol nC=nA0(XA-YP)=mol 结合
2、上述反应的化学计量式，H2O（nW）、O2（nO）和 N2（nN）的摩尔数分别为：nW=nW0+nP+2nC=mol nO=nO0-1/2nP-3/2nC=mol nN=nN0=mol 所以，反应器出口气体组成为：组分 摩尔数（mol）摩尔分率%CH3OH HCHO H2O CO2 O2 N2 1-3 解：以 100mol 进料为基准，并设 x 和 y 分别表示环氧乙烷和二氧化碳的生成量，根据题目给的进料组成和化学计量关系列式：OHCOHC4224221 (1)OHCOOHC22242223 (2)可列出下表：组成 反应器进口/%反应器出口/%C2H4 15 O2 7 总计 100 由于反应器
3、出口气体中乙烯和氧的摩尔分数已知，所以可列出下面两个方程：131.02100215xyx 及 048.021002327xyx 解得：x=y=乙烯的转化量为：+2=所以，乙烯的转化率为：15=%环氧乙烷的收率为：15=%反应的选择性为：S=.1333=%1-5 解：由丁二烯氧化反应可知，反应过程中，反应混合物的总物质的量发生变化。如果进料为 100mol，则由氮平衡可算出反应后混合气的量为：mol4.1031.260.27100 其中，正丁烯的量=丁二烯的量=若以反应器进料为基准，则正丁烯的转化率%1.7505.7758.105.7X 丁二烯的收率%4.6405.706.06.4Y 丁二烯的选
4、择性%75.85751.0644.0XYS 1-6 解：设原料的进料量为 100Kg/h，则有质量守恒，出反应器的量也为 100Kg/h，则出反应器的 HCHO为 h，C4H6O2为 h：转化率%84%100106.110X 单程收率%37.53%100301028665.7y 循环气 反应器 纯产品 新鲜气 总收率%54.63%100306.11028665.7Y 选择性%54.63%100%84%37.53XyS 第二章 均相反应动力学 2-3 解：反应物 A 的消耗速率应为两反应速率之和，即)25.101(6.14.166.122AAAADRACCCCrrR 由dtdCRAA得：)25.
5、101(6.1AAACCdtdC 对上式积分：0025.101125.101)1(ln)1ln()125.1025.101(6.10AAAAACCAACCXXdCCCtAA ht3958.06.16332.0 2-4 解：（1）由题意可将反应速率表示为:DCBA42 BACCkCr 对于恒容过程，则有 LmolCCLmolRTPCXCCCXCCABAAAABBAAA/10528.910382.244/10382.2102310314.82.01013.02)1(33003300000 当8.00AX时 LmolXCCAAA/10767.42.010382.2)1(430 LmolXCCCAAB
6、B/10717.58.010382.2210528.9233300 LmolCkCrRBAcC/10447.510717.510764.42634 LmolrRCD/10179.210447.54456（2）对于恒压过程，是个变容反应过程，由（）式可求得总摩尔数的变化 212141AtA 反应物 A 的原始分率：2.04110Ay 由（）式可求得转化率为80%时的浓度：LmolXyXCCAAAAAA/10609.38.02.021)8.01(10382.21)1(4300 LmolXyXCCCAAAAABB/10331.48.02.0218.010382.2210528.912533000 L
7、molCkCrBAA/10126.310331.410069.32654 LmolrRCC/10126.36 2-8 解：在初始浓度相同的条件下，有：2211tktk 又 RTEAek )11(ln1221TTRTEkk 则 1221ln)11(ttTTRE 代入数据，得 molkJE/074.98 2-13 解：对二级反应 PBA 有 )(00AABABAAACCCkCCkCdtdCr 对上式积分 )11ln()(100ABABXXCCkt a）.1000AABCCCM时，002ABCC 当5.0AX时，25.01BX,ht31104.5；当9.0AX时，45.02BX,ht221027.2；当99.0AX时，495.03BX,ht231023.5。b）.5000AABCCCM时，006ABCC 当5.0AX时，083.01BX,ht3110616.1；当9.0AX时，15.02BX,ht321072.5；当99.0AX时，165.03BX,ht231018.1 讨论：在初始物料相同的条件下，要求的转化率越高则所需要的反应时间越长，而且在高转化率时增大一定的转化率所需的时间较低转化率时要长得多；在转化率一定的条件下，过量比越大，所需要的反应时间越短。