化学反应工程习题与答案 - 图文

题目编号： 0104 第 1 章 2 节 页码 难度系数： A (A B C三级，A简单，C最难) 题目：用过氧化氢异丙苯分解反应生产苯酚、丙酮，以0.03?molL?的H2SO4催化剂在86℃下操作，处理33mh，cA0=3.2kmolm???3?，要求达到的转化率为xA?0.998，已知上述条件下反应速度常数k?0.08采用间歇釜操作时铺助生产时间为每批反应1?h?，求所需间歇釜、平推流反应器与全混釜反应器的有效体积多少。动力学方程式为???A??kcA，催化剂对反应速度的影响已包含在k中。 解题过程与步骤： 解：间歇釜： t?11ln k1?xA =11=77.68s ?ln0.081?0.998' VR?V0t?t ?? =3??3600?77.68?=3.065m3 3600 平推流反应器： 全混釜反应器： _xA11?V0 ??ln VR???V0?k?1?xA?k1?xA =77.68s =0.9983? 0.08??1?0.998?3600 VR?77.68? 333=0.065m =5.198m 3600 题目编号： 0106 第 1 章 2 节 页码 难度系数： A (A B C三级，A简单，C最难) 2?????kc题目：在理想连续操作釜式反应器中，进行某一均相液相反应A→R，AA，转化率可达50%。若现 用一体积相同的理想连续操作管式反应器进行反应，其他保持不变，求转化率可增至多少？ 解题过程与步骤： 解：连续操作釜式： 连续操作管式反应器： '__xx'AA ????V???V VRR???V0 '2kcA01?xAkcA0?1?xA? xA VR??V0 2kcA0?1?xA? 'xx'AA ?体积相同 ?VR?VR ?V0??V0 ''kcA01?xAkcA01?xA 'x0.5'A x?0.667 ? A2'?1?0.5?1?xA 计算的最后结果数字： 0.667 题目 ：在一全混釜反应器中进行液相反应2A+B→R，反应过程视为等容过程，反应动力方程式为?? ??kc2?cmolL?min，c为3molL，在323k时，，原料液组成c为2molL，体积流量V为28Lh，??????AABA0B00试求：⑴xA?60%时VR是多少？⑵定性说明如果xA?90%，VR如何变化？⑶定性说明若改用三台混釜反应器串联操作，xA仍为60%，VR又如何变化。

题目：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，转化率达到99.9%。若改用连续化并将反应器放大，选用一个全混釜反应器进行此反应，其它工艺条件不变，平均停留时间为2h，且保持原来应速度常数值，试计算该反应的最终转化率。 解题过程与步骤： 解：t=2h xA?99.9% ??2h 间歇釜式反应器间接操作： 连续操作： _xA11 t?ln ?? 'k1?xAk1?xA'_??xA11 2=ln 2= 'k1?0.9993.4538776391?xA'?? k?3.453877639 xA?0.874 计算的最后结果数字： 0.874 '题目：液相反应A+B→R+S，已知VR?1L，V0?0.5lmin，cA0?cB0?0.05molL，?????kcA，2 Lk?100?min求⑴反应在平推流反应器中出口转化率。⑵若用全混流反应器中得相同转化率，反应体积多 mol VR?1L所达到的转化率为多少？ 大？⑶若用全混流反应器中 解题过程与步骤： 解：⑴.平推流： xA ? ? VR???V0 kcA0?1?xA? xAV1 ? ?R==2min 2? V??100?0.05?1?x0.50A xA?0.9091 ⑵.全混流： _xA0.9091 ? ?=22.00min ?22100?0.05??1?0.9091? kcA0?1?xA? _ V R?V0??=0.5×22.00=11L ⑶.全混流： __V1 ?VR???V0 ???R==2min V00.5 ''_xxAA? ?? ''kcA01?xA100?0.05?1?xA 题目： 等温等容条件下，间歇釜式反应器反应时间与平推流反应器空间时间的计算式相同，'xA?0.7298 两者的生产能力相同。 正确答案：错

题目：全混流连续操作反应器，反应器内温度、浓度处处均匀一致，故所有物料粒子在反应器内的停留时间 相同。正确答案：错 题目： 相同条件下，分别用下列反应器处理物料，比较反应器有效容积的大小。 ①单段全混流反应器（VR1） ②四个体积相同的全混流反应器串联（VR2） ③两个体积相同的全混流反应器串联（VR3） ④平推流反应器（VR4） 则（VR4）＞（VR2）＞（VR3）＞（VR1） 正确答案：错 题目：设备放大，造成微元停留时间分布和返混程度改变，放大时反应结果恶化。 正确答案： 对 ??????