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转化率的定义是什么?
什么是反响速率?写出均相系统反响速率表示方式。
什么是化学动力学方程?怎样理解“反响级数说明浓度对反响速率的敏感程度”,“活化能说明温度对反响速率的敏感程度”?
什么是本征动力学和宏观动力学?两者有何区分与联系?
试说明反响热与活化能的区分与联系。
试写出间歇反响系统中,恒温恒容 0 级、1 级、2 级不行逆反响的积分式。
何谓变容过程?膨胀因子的定义及其物理意义是什么?
什么是简单反响?简单反响通常可分为哪几种类型?
简述气固相催化反响的宏观过程。
依据双膜理论简述气液相反响的宏观过程。
解释以下参数的物理意义:膜内转化系数 γ、增加系数 β、反响相内部总利用率 η。
为什么要建立抱负流淌模型?它与实际流淌状况有哪些区分?在处理过程中作了哪些简化?
抱负转换与抱负混合流淌模型各有什么特征?
何谓返混?形成返混的缘由有哪些?返混对反响过程有什么影响?工程中如何降低返混的程度?
计算题
有一反响,在间歇反响器中进展,经过 8min 后,反响物转化掉 80%,经过 18min 后转化掉 90%, 求表达此反响的动力学方程式。〔n=2〕
解题思路
在间歇反响器中进展等温二级反响 A→B,反响速率方程式为:〔-rA〕= 2mol/(L·s),当c
A A0
分别为 1、5、10mol/L 时,求反响至 cA= 所需的反响时间。〔9900s、9980s、9990s〕
解题思路
等温下在间歇反响器中进展一级不行逆液相分解反响 A→B+C,在 5min 内有 50%的 A 分解,要到达分解率为 75%,问需多少时间?假设反响为二级,则需多少时间?〔n=1 时,τ=10min;n=2 时, τ=15min〕
解题思路
[B]
试推导出该反响的产品生成速率 A2B 的方程式。〔
〕
973K 和 ×103Pa 恒压下发生反响C4H10→2C2H4+H2。反响开头时,系统中含 C4H10 为 116kg, 当反响完成 50%时,丁烷分压以 ×103Pa/s 的速率发生变化,试求以下项次的变化速率:〔1〕乙烯分压;〔2〕H2 的摩尔数;〔3〕丁烷的摩尔分率。〔×103Pa/s;;〕
解题思路
试证明对一级反响,在等温条件下转化率到达 %所需时间为转化率到达50%所需时间的10 倍。又设反响为 0 级或 2 级,两者的时间比为多少?〔n=0 时,时间比为 2 倍;n=2 时,时间比为 1000 倍〕
解题思路
在一均相恒温聚合反响中, ,在34min 内单体均消逝20%。求单体消逝的速率。〔(-rA=/(L·min)〕
解题思路
[A]
不行逆反响 2A+B→A2B 的机理如下:
复习与思考题
解释以下两组概念的物理意义,并说出它们之间的区分与联系:反响时间与停留时间、空时与空速。
反响器的计算方法有哪些?反响器计算的根本方程包括哪几个?
何谓抱负流淌反响器?
简述连续操作管式反响器、连续操作釜式反响器的主要特点。
用图表示间歇操作釜式反响器、连续操作管式反响器与连续操作釜式反响器的推动力。
娴熟写出零级、一级、二级不行逆反响在恒温下分别于间歇操作釜式反响器、连续操作管式反响器与连续操作釜式反响器中进展时的有效体积计算公式。
多只连续操作釜式反响器串联时,反响推动力如何表示?各釜浓度如何计算〔解析计算与图解计算〕?
对同一反响在一样条件下,到达一样转化率,为什么连续操作釜式反响器所需有效体积最大,而连续操作管式反响器所需有效体积最小,多釜串联连续操作釜式反响器的有效体积介于两者之 间?
何谓连续操作釜式反响器的热稳定性?符合什么条件的操作点为稳定操作点?如何分析推断操作点的稳定与不稳定?哪些参数影响热稳定性?
搅拌器的作用是什么?有哪些类型?依据什么原则选型?
搅拌釜式反响器的传热装置有哪些?各有什么特点?
化工厂常用的高温热源有哪些?各适用于怎样的场合?
简述变容状况下,连续操作管式反响器有效体积计算方法。
选择反响器型式和操作方式时,应从哪些方面对反响器性能进展比较?
对平行反响P〔主产物〕
何谓选择性?
试争论平行反响选择性的浓度效应与温度效应。
如何选择适宜的反响器类型与操作方式,提高平行反响选择性?
计算题
反响物 A,按二级反响动力学方程式恒温分解,在间歇操作釜式反响器中 5min 后转化率为 50%, 试问在该反响器中转化 75%的A 物质,需要增加多少分钟?〔10min〕
解题思路
将二级反响动力学方程与BR 恒温恒容的根底设计式联立推导
得反响时间与转化率的关系式。
在试验室内用一个间歇搅拌的烧瓶进展一级不行逆反响,反响 2h 后,转化到达 %。假设将反响器放大,选用一个连续操作釜式反响器进展此反响,其它工艺条件不变,平均停留时间为 2h,试计算该反响的最终出口转化率。〔%〕
解题思路 利用BR 中的条件求得反响速率常数,代入 CSTR
的计算式中即可求得。
,操作条
件下测得化学反响速率常数为 k1=10h-1 , k2=2h-1 ,在反响物料 A 中不含有B,其进料量为 10m3/h,当反响的转化率到达 50%时,平均停留时间和反响器的有效体积各为多少?〔;
〕
V
t = R =
C x
A0 A =
C x
A0 A
V k C
0 1 A
k C
2 B
k C
A0
(1- x
A
) - k C x
A0 A
解题思路
将一级可逆反响动力学方程代入 CSTR 根底设计式求解。
四个体积一样的连续釜式反响器串联操作,进展液相反响,其动力学方程式为(-rA)=·h, 反响物 A 的初始浓度 cA0=1mol/L,物料在反响系统中平均停留时间为 4 小时,试用图解法求最终转化率。〔90%〕
解题思路
有一等温连串反响: 在两个串联的连续操作釜式反响器中进展。每个釜的有效体积为 2L,加料速度为 1L/min,反响物 A 的初始浓度 cA0=2mol/L,两个釜在同一温度下操
作。k1=-1 , k2=-1,试求第一釜和其次釜出口物料浓度。〔第一釜:cA1=1mol/L, cR1=,cS1=;其次釜:cA2=,cR2=,cS2=〕
解题思路
在一恒温间歇操作釜式反响器中进展某一级液相不行逆反响,13min 后反响转化掉 70%,今假设把此反响移到连续操作管式反响器或连续操作釜式反响器中进展,为了到达一样的转化率,所需的空时、空速各为多少?〔连续操作管式反响器中,τ=13min,SV=-1;连续操作釜式反响
器中, =,SV=-1;〕
解题思路
555K, 下,在连续操作管式反响器中进展反响A→P。进料中含有 30%A〔mol%〕,其余为惰性物料,加料流量为 ,动力学方程式为
(-rA)=/(m3· s),为了到达 95%的转化率,试求:〔1〕所需的空速为多少? 〔SV=-1〕;〔2〕反响器有效体积。〔VR=〕
解题思路
醋酐按下式水解为醋酸:(CH3CO)2O+H2O→2CH3COOH,试验测定该反响为一级不行逆反响〔-rA〕
=kcA,在 288K 时,反响速率常数k 为 -1。现设计一抱负反响器,,醋酐的初始浓度 cA0 为 95mol/m3,试问(1)当承受连续操作釜式反响器, 醋酐转化率为 90% 时,反响器的有效体积是多少?〔〕(2)假设用连续操作管式反响器,转化率不变,求反响器
有效体积。()(3)假设选用两个体积一样的连续操作釜式反响器串联操作,使第一釜醋酐转化率为 %,其次釜醋酐转化率仍为 90%,求反响器总有效体积。()
解题思路
进料浓度 cA0=1mol/L 的纯 A 溶液以 v0=10L/min 的流量流经有效体积为 10L 的连续操作管式反响器,发生一级反响,k=-1,求所达的出口转化率。假设为二级反响,k=,则出口转化率又为多少?〔一级反响为 1%;二级反响为 %〕
解题思路
乙烷裂解反响 C2H6→C2H4+H2 在连续操作管式反响器中进展。生产平均操作压力为 ,操作温度为 1073K,试验测得反响速度常数k=/(m3· kPa·s),进料质量流速为
100kg/(m2·s),裂解稀释水蒸汽用量占进料气体体积的 25%。试计算当乙烷转化率为 65%时反响管长。〔〕
解题思路
在连续操作釜式反响器中进展一均相液相反响
A→P,(-rA)=kcA2,反响一小时的转化率为 50%.
假设反响器体积为原来的 6 倍,其它保持不变,则转化率为多少?〔75%〕
假设是体积一样的管式反响器,其它保持不变,则转化率为多少?〔%〕
解题思路