化学反应工程习题库计算题举例及详细解答.pptxVIP

化学反应工程习题1.若某铁催化剂上氨合成反应速率由氨脱附所控制，并设表面吸附态有氨及氮，试推演均匀表面吸附动力学方程。解：过程由氨脱附所控制， 则 将上列各式代入， 可得2．Temknh等提出铁催化剂上氨合成反应为下列步骤所组成 式中X代表活性位。若过程的反应速率由 解离吸附控制，试求不均匀表面动力学方程。 解：此时表面化学反应达到平衡，即催化剂上吸附态的吸附平衡分压 根据中等覆盖度情况下不均匀表面吸附理论，当过程为氮的单组分吸附且为控制步骤时，由式可得，3．若一氧化碳变换反应由下列步骤组成而表面化学反应是控制步骤，试推演不均匀表面吸附动力学方程。解：可知表面化学反应吸附时由于水解反应达到平衡 4．乙烷热裂解，实验证明，该反应的总速率对乙烷是一级的。假定该反应的历程为：根据实验，这个历程中的单分子反应速率式可表示为其余的反应均可以从基元过程直接写出相应的反应速率式。解：根据稳定态假定的要求，对于每一个链载体净变化应该为零。即三试相加得: 产物乙烯只是在链增长反应中生成，故它生成的速率就是反应的速率。式中的由上面提出的反应历程，可以说明乙烷裂解反应为一级的。5．以醋酸（A）和正丁醇（B）为原料在间歇反应器中生产醋酸丁酯，操作温度为,每批进料1Kmol的A和4.96Kmol的B，已知反应速率 ，试求醋酸转化率 分别为0.5，0.9，0.99所需的反应时间。已知醋酸与正丁醇的密度分别为 解: （A） （B） （C） （D）对每KmolA而言，投料情况如下表： 该反应为液相反应，反应过程中体积比不变，且每次投料体积为: 醋酸（A）1Kmol60kg正丁醇（B）4.96Kmol368kg计算结果表明，转化率从0.9提高到0.99，反应时间从4.81h延长到52.9h，说明大量反应时间花在高转化率。 分别代入计算可得:计算结果表明，转化率从0.9提高到0.99，反应时间从4.81h延长到52.9h，说明大量反应时间花在高转化率。6.生化工程中酶反应 为自催化反应，反应速率式 ，某温度下 要求 A的最终浓度降到 ，当原料的进料量为 时，求：（1）反应速率达到最大时，A的浓度为多少？解（1）要使反应速率最大 即化简得 （2）采用全混流反应器时，反应器体积是多少？（3）采用平推流反应器时，反应器体积是多大？（2）在全混流反应器中 （3）在平推流反应器中（4）为使反应器体积为最小，将全混流和平推流反应器组合使用，组合方式如何？其最小体积为多少？（4）反应器的组合形式及最小体积 要使反应器体积最小，从CA0到Cam应该用全混流反应器，而后从Cam到CAf串联一个平推流反应器。 全混流反应器体积为平推流反应器体积为7．两个等体积的平推流或全混流反应器形成七种组合，在等温下进行一级不可逆反应，反应速率 平推流反应器与全混流反应器的停留时间 均为1min，计算其最终转化率。解:（a）两个全混流反应器并联，（b）两个全混流反应器串联，（c）与（d）全混流反应器与平推流反应器串联,（e）与（f）两个平推流反应器并联或串联,（g）平推流反应器与全混流反应器并联,8.平行反应 生成P的反应为主反应，P为主产物，求：（1）在全混流反应器中所能得到的最大　　　　；解： （1）全混流反应器求：（2）在平推流反应器中所能得到的最大　　　　；（2）平推流反应器9.纯苯氯化为串联反应，生成物为一氯苯，副产物为二氯苯反应方程式为　　的动力学方程解： 由动力学方程可知，动力学方程各项中均有氯气浓度 ，计算过程中可消除，可用上述推导的一级串联反应 形式的计算公式可进行。 对于理想混合间歇反应器，在理想混合间歇反应器和理想混合连续反应器中进行上述串联反应，求主产物一氯苯的最高含量及此时产物浓度分布情况 对于理想混合连续反应器， 10.达到定态操作的反应器进口物料中，用脉冲法注入示踪有色物料，于出口用比色法测定有色示踪物浓度岁时间变化，见下表。设过程中物料密度不变，试确定物料的平均停留时间分布函数，并计算方差