文档介绍：化学反应工程习题
第一部分:均相反应器基本理论
1、试分别写出N2+3H2=2NH3中用N2、H2、NH3的浓度对时间的变化率来表示的该反应的速率;并写出这三种反应速率表达式之间的关系。
2、?B?R?S的反应,其反应速率表达式为rA?2CACB,22
试求反应速率rB=?;若反应的化学计量式写成A?2B?2R?S,则此时反应速率rA=?为什么?
dPA2??10?2PA kPa/h,问反应d?
1dnA2?kCA速率常数的单位是什么?若将反应速率方程改写为rA??? mol/,该反Vd?
应速率常数k的数值、单位如何?
o4、×103Pa恒压下发生下列反应:C4H10?2C2H4+H2 。反应开始时,系统中含丁烷为116kg,当反应完成50%时,×103Pa/s的速率发生变化,3、某气相反应在400 K时的反应速率方程式为?o试求下列项次的变化速率:(1)乙烯分压;(2)H2的摩尔数;(3)丁烷的摩尔分率。
5、某溶液反应:A+B?C,开始时A与B摩尔数相等,没有C,1小时后A的转化率为75%,当在下列三种情况下,2小时后反应物A尚有百分之几未反应掉?
(1)对A为一级、B为零级反应;
(2)对A、B皆为一级反应;
(3)对A、B皆为零级反应。
6、在一间歇反应器中进行下列液相反应:
A + B = R
A + R = S
已知原料组成为CA0 = 2 kmol/m3,CB0 = 4 kmol/m3,CR0 = CS0 = 0。反应混合物体积的变化忽略不计。反应一段时间后测得CA = 0 .3 kmol/m3,CR = kmol/m3。计算这时B和S的浓度,并确定A 的转化率、生成R的选择性和收率。
7、一级可逆反应A = R在等温下进行。已知CA0 = 500mol/m3,CR0 = 0。若该反应在一间歇反应器中进行,且在反应温度下xAe?。经480 s后测得xA?。(1)试确定此反应的动力学方程;(2);(3)比较计算结果,你有什么体会?
1
8、反应 H2 +C2H4 =C2H6 ,开始时各组分的含量为:2 mol H2、4 mol C2H4、2 mol 惰气,当H2的转化率为50%时,试计算该物系的总 mol 数。
9、在BR中,以硫酸为催化剂使过氧化氢异丙苯分解成苯酚、丙酮。该反应为一级反应,-1,若每小时处理过氧化氢异丙苯3m3,%时所需反应釜的实际体积为多少?每批操作非生产时间为
,装料系数?(因反应过程起泡沫)。
10、反应物质A,按二级反应动力学方程式等温分解,在理想间歇釜式反应器中5min后转化率为50%,试问在该反应器中转化75%的A物质,需要增加多少分钟?
11、在理想置换管式反应器内进行一个一级不可逆等温反应。反应器的有效体积为2 m3, m3/ h的流量进入反应器,测得出口处转化率为60%; m3/ h,其它条件不变,出口处转化率应为多少?
12、在管式反应器中进行一裂解反应A=R+S,实验测得该反应为一级不可逆反应,其动力学方程式为rA?kPPA(mol/),若反应在P=?10Pa,T=546K的条件下进行,反33
应速度常数kP=?10mol/,试计算: -63
(1) 处理量为432m3/%时,所需反应器的VR?
(2) 若反应器的反应管内径为100mm,则管长为多少?
13、在实验室内用一个间歇搅拌的烧瓶进行一级不可逆反应,反应2h后,%。若改用连续化生产,并将反应器放大,选用一个CSTR进行此反应,其它工艺条件不变,平均停留时间为2h,且保持原来的反应速度常数值,试计算该反应的最终转化率。
14、在一容积为120l的连续搅拌釜式反应器中进行如下液相反应:
k??R?S k? rA?kCACB A?B?
/l的进料流分别以相同的流率同时加入反应器中,若反应过程中物料的容积不发生变化,试求出口流中
B的转化率为75%时,两股进料流的流量各是多少?
15、用醋酸酐水解制醋酸是在一多段串联搅拌釜内进行的,,开
-1始时没有醋酸存在,各釜反应均在150℃下进行,此时反应速率常数k=,转化率
达到