内容发布更新时间 : 2024/12/22 20:50:36星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

cR?(cA0?cAf)Sp?(cA0?cAf)?(1?0)1?11?0?011?2cAf?cAf

对平推流反应器，则尽量使其转化率提高。

cR??cA0?cAf?Sp??1dcAcAf1?3cAfcA011?ln?0.462mol?m331?0

11. 在0℃时纯气相组分A在一恒容间歇反应器依以下计量方程反应：A→

2.5P，实验测得如下数据：

时间/s 0 pA/MPa 0.

1

2 0.08

4 0.0625

6 0.051

8 0.042

10 0.036

12 0.032

14 0.028

∞ 0.020

求此反应的动力学方程式。

解

当t→∞时，pAe=0.2故为可逆反应，设此反应为一级可逆反应，则

dpA?k1pA?k2pP?k1pA?2.5k2?pA0?pA?dt

pAe?pA0积分，得(k1?2.5k2)t?lnpA?pAe?以(-ln(pA-pAe))对t作图

t pA PA-pAe -ln(pA-pAe

) 2 4 6 0.08 0.0620.05

5 1

0.08 0.06 0.0420.03

5 1

2.522.813.158 3.476 3 4 0 0.1

8 0.042 0.022 3.817 10 0.036 0.016 4.135 12 0.032 0.012 4.423 14 0.028 0.008 4.828 20

B Linear Fit of Data1_B5.04.5)4.0eAp-Ap(n3.5l-3.02.50246810121416ty?0.1633t?2.5035??k1?2.5k2?0.1633???K?k12.5(pA0?pAe)2.5(1?0.2)k???10 2pAe0.2k1?0.131k2?0.0131?rA?0.131pA?0.0327?pA0?pA?

12. 气相反应A+B=R的动力学方程为(?rA)=k(pApB?pR/KP)，式中k?3.5?10?8exp???2620??T??mol?m?3s?1Pa?2

K.0?10?12exp??3560?P?7?T??Pa?1

请确定最佳反应温度与转化率之间的关系。

解

21

?r???ppR?A?k?ApB?K?p?????k??pR???????r??pApB?A?Kp????T?????T????????3.5?10-8exp???2620???p??R?????T???pApB??7.0?10?12exp??3560????????T???????T?3.5?10-8exp??2620???T??p?2620?ApB??T2??3.5?10-8?7.0?10?12pRexp???3560?2620??3560?2620??T????T2?????rA??T?02620p?3560?2620??3560?ApB7.0?10?12pRexp??T???3560?2620?7.0?10?12?T?ln?p??ApB3560?2620???pR??T?3560op??3560ln??2620?7.0?10?12pAp????B3560?2620?p?ln??R????3.37?1011pR?p?ApB??设初始时pA0?pB0，pR0?0?A??0.5ppA0?1?xpA0?1?xA?xA??A?1??ppAxA?pB??1??R?AxA??A0A1??AxA?T?35603560op??ln??2620?7.0?10?12pA0?1?xA?2??ln??x?1?0.5x???3.37?1011AA????3560?2620?xA?1?0.5xA????p?1?x2A0A???校核：设pA0?0.05MPa，xA?0.5代入T?221K比较合理。设pA0?0.05MPa，xA?0.75代入T?201K比较合理。22

13. 某液相一级不可逆反应在体积为VR的全混釜中进行，如果将出口物料的一

半进行循环，新鲜物料相应也减少一半，产品物料的转化率和产物生成速率有什么变化？ 解

全混流循环时??cA0xAf?xA0

?rAf出口物料一半与等量的xA=0的物料混合，xA0=0.5xAf。

??cA0xAf?0.5xAf0.5xAf?kcA0?1?xAf?k?1?xAf?2k??xAf1?xAfxAf?2k?

1?2k?与简单地把处理量减半等效。

cA0xAfV0?2k??V0cA0kVR?cA0? ??2?1?2k??21?2k?

-3-1

14. 有一自催化反应A→R， 动力学方程为 ?rA=0.001cAcR kmol·ms。 要

3

求反应在4个0.1m的全混流反应器中进行，反应物初始浓度

3-1

cA0=10kmol·m-3，cR0=0，处理量为5.4 mhr。如何排列这4个反应器（串联、并联、或串并联结合）才能获得最大的最终转化率？最大的转化率是多少？ 解

?rA?0.001cAcR?0.001cA?cA0?cA?d?0.001cA?cA0?cA???0dcA当 d??rA??0, ?rA 最大dcAcA?1cA0?cR?52?cA0?cA??cA?0??cA0?cA10?5??200s0.001cAcR0.001?5?5

将3个反应器并联，??0.1?3?3600?200s，恰好是最佳操作条件。5.4cA?3.486kmol?m?3另外一个串联在后面VRc?c5?cA?A0A?V00.001cAcR0.001cA?5??5?cA?? 23

xA?1?

cA3.486?1??0.6514 cA01012??B???C，k1=0.25hr，k2=0.05hr，进15. 一级不可逆连串反应A?kk-1-1

料流率V0为1mhr，cA0=1kmol·m，cB0=cC0=0。试求：采用两个VR=1m的

全混流反应器串联时，反应器出口产物B的浓度。 解

3-1-33

cA?cA01?1?k1?m?cB?cA0k1?m?1?k1?m??1?k2?m??m?VR1??1hrV011?0.8kmol?m?3?1?0.25?1?0.25第一个反应器出口：cB1??0.1905kmol?m?3?1?0.25??1?0.05?0.8第二个反应器出口：cA2??0.64kmol?m?3?1?0.25?第一个反应器出口：cA1?就第二个反应器对B作物料衡算：V0cB2?V0cB1??k1cA2?k2cB2?VR从中解出cB2：cB2?k1cA2VR?V0cB10.25?0.64?0.1905??0.3338kmol?m?3V0?k2VR1?0.05

16. 某气相基元反应：

A+2B→P

已知初始浓度之比cA0:cB0=1:3，求解

dxA的关系式。 dt 24