发布时间 : 星期三 文章化学反应工程习题精选与解答更新完毕开始阅读73eeda4fc281e53a5902ff17
11ln?0.549s4.65?3.741?0.99 xk14.65??yk3.74 22）t?x?0.549CA0 y?0.441CA0 0.549CA0S??55.4%0.441CA0
64.在1000K于恒温恒压反应器中进行下述分解反应：
反应速率常数0.082 l/mol·min，初始时含纯的RCH2OH，其初始压力为2.026×105Pa，求 1）1） 将20%的RCH2OH分解所需时间； 2）2） RCH2OH的浓度降低20%所需的时间。
解： RCH2OH(g)?RCHO(g)?H2(g)
A B C t=0 nA0 0 0 t=t nA0-x x x
n总?nA0?x
由k可知该反应为二级反应
2nAdx2?kCA?k2V VdtnRTV?总P 理想气体
k(nA0?x)2dx?dt(nA0?x)RT/P (nA0?x)dxkPdt?2RT (n?x)∴A0RCH2OH(g)?RCHO(g)?H2(g)
将其积分
RT?2xx?t??ln(1?)??kP?nA0?xnA0? x?20%当nA0，带入得t=138min
?x0tkPdt?nA0?x?dx???22?0RT(nA0?x)??(nA0?x)
nA0?x0.8nA0nA0??0.8CA0对于V，应有(nA0?x)RT/PnA0RT/P
nA09，带入得t=66.1min ①分 当
65. 等温间歇反应器反应时间与反应物浓度的关系在间歇反应器中进行等温二级反应
2A?B,?rA?0.01CAmol/(l?s)当CA0为1mol/l时，求反应至CA?0.01mol/l所需时间。
x?dCA2?0.01CAdt解: 1111???0.01t?CACA00.011 t=9900s
rA??kC,kP,则其二者关系如何？ 66. 对于aA + bB → cC反应，以浓度Ci,Pi表示速率式中常数nRTV?总P 解： 理想气体
PAaPBb)()(a?b)ab?kC(ab?k(RT)?r?kCCPPB RTRTCACABA
ab ?rA?kPPAPB
?(a?b)k(RT)?kP C
2r?Cr?2CSAPA67.平行反应 ，其中，，已知CA0?2.0mol/l，
P(主) S(副)CP0?CA0?0，求在平推流反应器中的CP,max？
rdCP2?P?P???rA2?CA?dCA 解：
对上式进行积分得 CA2CP???dCACA02?CA
当CA?0时，产物P的浓度最大。 ∴
CP,max??20A2dCA?2ln2?1.386mol/l2?CA
K168. 一级连串反应APK2S，?rA?k1CA，rP?k1CA?k2CP，进料流率为v0，
CP0?CA0?0，反应在恒温恒容的条件下进行，求在全混流釜式反应器中目的产物P的最大浓度CP,max？
CA0?CACA0?CA?k1CA1?k1? 解：全混釜
对物料P作物料衡算v0CP0?v0CP?VrP
??CPk1??则有CA0(1?k1?)(1?k2?) dCP?0当dt时，产物P有极大值
CP,max?CA0[(K2/K1)1/2?1]2
69.液相反应A→R在一全混釜中进行，CA0?1mol/l，反应速率常数k?1l/mol?s求：
1）1） 平均停留时间为1S时该反应器的xA；
2）2） 若A的v0?1l/s，xA?56%，求反应器的体积。
CxCx??A0A?2A0A2?rAkCA(1?xA) 解：1）
2k?C?CA?CA0?0 A∴
CA??0.618mol/l2k? C?CAxA?A0?38ê0
?1?1?4k?CA0VCA0?CA1/2??2v0kCAkCA0(1?xA)2 2）
带入得??2s
V?2v0?2l
70.液相反应A + B→P + S在一全混釜中进行，速率常数k?0.05l/mol?s，CA0?CB0?1.0mol/l;求：
??1）xA?50%时，反应器的容积；
2）若进料流量为1l/min，CA?0.5mol/l;求进口料液中A的浓度。
解：1）由k?0.05l/mol?s可知该反应为二级反应
且二者的反应按1：1的比例进行反应
C?CACA0xAx??A0??A2?rAkCACBkCA
v0xA1V??v0???2l20.5k(1?xA)
xVC?CACA0xA???A0??A2v0?rAkCACBkCA 2）
带入得??120
V?2v0?2l CA0?120?0.05?0.25?0.5?2mol/l
71.磷化氢的均相气相分解4PH3 → P4 + 6H2，在310℃时2atm时速率方程?rA?0.1CAmol/s?l，磷化氢以200kg/h的速率在平推流反应器内反应，求转化率为80%时所需反应器体积？
xAdxVA??0?rA 解：FA07?4?0.754 yA0?1 P2CA0?A0??0.042mol/lRT0.082(310?273) 200?1000FA0??1.634mol/s34?3600
1?xACA?CA01??AyA0xA xAFA00.81.75dxAV?FA0??[()?0.75]dxA?862l01?xA0.1CA0?01?xA0.1CA01?0.75xA∴
?A?
第四章 非理想流动
1.停留时间分布的密度函数在t＜0时，E（t）=_______。（0） 2.停留时间分布的密度函数在t≥0时，E（t）_______。（＞0） 3.当t=0时，停留时间分布函数F（t）=_______。（0） 4.当t=∞时，停留时间分布函数F（t）=_______。（1） 5.停留时间分布的密度函数E（θ）=_______E（t）。（t） 12226.表示停留时间分布的分散程度的量???_______?t。（t） 7.反应器物料的停留时间的分布曲线是通过物理示踪法来测定的，根据示踪剂的输入方式不同分为_______、_______、_______、_______。（脉冲法、阶跃法、周期示踪法、随机输入示踪法） 8.平推流管式反应器t?t时，E（t）=_______。（∞） 9.平推流管式反应器t?t时，E（t）=_______。（0） 10.平推流管式反应器t?t时，F（t）=_______。（1） 11.平推流管式反应器t＜t时，F（t）=_______。（0） 212.平推流管式反应器其E（θ）曲线的方差???_______。（0） 2??_______。t13.平推流管式反应器其E（t）曲线的方差（0） 1?tet14.全混流反应器t=0时E（t）=_______。（） 2?15.全混流反应器其E（θ）曲线的方差??_______。（1） 2216.全混流反应器其E（t）曲线的方差?t?_______。（t） 2??17.偏离全混流、平推流这两种理想流动的非理想流动，E（θ）曲线的方差为_______。
t（0～1）
18.当流体在半径为R的管内作层流流动时，在径向存在流速分布，轴心处的流速以u0记，
ru0[1?()2]R） 则距轴心处距离为r的流速ur?_______。（19.当流体在半径为R的管内作层流流动时，管壁处的流速uR?_______。（0）
t2320.流体在半径为R的管内作层流流动的停留时间分布密度函数E（t）=_______。（2t）
t1?()22t） 21.流体在半径为R的管内作层流流动的停留时间分布函数F（t）=_______。（
CA22.脉冲示踪法测定停留时间分布C0对应曲线为_______。（E（t）曲线）
CA23.阶跃示踪法测定停留时间分布C0对应曲线为_______。（F(t)曲线）
24.非理想流动不一定是由_______造成的。（返混）
25.非理想流动不一定是由返混造成的，但返混造成了_______。（停留时间分布）
26.为了模拟返混所导致流体偏离平推流效果，可借助这种轴向返混与扩散过程的相似性，在_______的基础上叠加上轴向返混扩散相来加以修正，并认为的假定该轴向返混过程可以用费克定律加以定量描述，所以，该模型称为_______。（平推流、轴向分散模型）
uL27.在轴向分散模型中，模型的唯一参数彼克莱准数Pe?_______。（Ez） 28.在轴向分散模型中，模型的唯一参数彼克莱准数愈大轴向返混程度就_______。（愈小） 29.轴向分散模型的偏微分方程的初始条件和边界条件取决于采用示踪剂的_______、_______、_______的情况。（输入方式、管内的流动状态、检测位置） 30.轴向分散模型的四种边界条件为_______、_______、_______、_______。（闭—闭式边界、开—闭式边界、闭—开式边界、开—开式边界）
2y?x2erf(y)?edx?0?31.误差函数erf的定义式为______________。（）
2y?x2erf(y)?edx?0?32.误差函数的定义式为，则erf(??)?_______，erf(0)?_______。