第1章 思考题、习题

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1、第一章反应器基本理论一、思考题1、为什么说间歇釜是药厂最常见的反应设备？2、间歇反应釜的操作特点是什么？3、管式反应器的操作特点是什么？4、连续反应釜的操作特点是什么？5、在停留时间分布中，年龄分布与寿命分布的区别？6、产生返混的原因是什么？7、返混对化学反应的影响？8、理想反应器有哪几种？9、均相反应速度及其表达式？10、间歇釜式反应器的基础设计式？11、为什么利用小试实验数据，可以进行反应釜的放大设计？12、反应器的有效容积VR由哪二部分组成的？13、平推流反应器的基础设计式？14、利用间歇反应器中的数据，能否进行管式反应

2、器的设计与放大？15、全混釜的基础设计式？16、多釜串联反应器的浓度变化折线图？17、多釜串联反应器的基础设计式？18、在简单反应中，反应器型式选择的几条常用原则？19、在平行反应中，反应器的型式和操作方式的选择依据是什么？20、在连串反应中，反应器的型式和操作方式的选择依据是什么？21、停留时间分布密度函数与分布函数的区别与关系？22、平均停留时间和方差的计算？23、无因次时间表示的停留时间分布及其与停留时间分布的关系？24、脉冲法测定停留时间分布的基本原理？25、阶跃法测定停留时间分布的基本原理？26、在平推流模型中，E(

3、τ)和F(τ)的特征如何？27、在全混流模型中，当阶跃法进料量，E(τ)和F(τ)的特征如何？28、如何采用多釜串联模型来判断实际的流动状态？二、习题1．试证明：在间歇釜中进行一级反应，转化率为99.9％所需的反应时间是转化率为50％时所需反应时间的10倍。2．在间歇釜中以硫酸作催化剂、使己二酸与己二醇以等摩尔比、在70℃下进行缩聚反应，动力学方程式为(-rA)=k·CA2其中：k=1.97L/(kmol·min)，CA0=0.004kmol/L。求己二酸的转化率为0.5、0.6、0.8及0.9时所需的反应时间分别为多少？若每

4、天处理己二酸2400Kg，转化率为80％，每批操作的辅助时间为lh，装料系数加0.75，求反应器的容积为多少？答：126.9、190.4、507.6、1142.1min；2157L3．用醋酸和丁醇生产醋酸丁酯，反应式为已知其动力学方程式为(-rA)=k·CA2，式中CA为醋酸的浓度，kmol/L，k=17.4L／(kmol·min)；反应物料配比为HAc:C4H9OH＝1:4.97(摩尔比)，反应前后物料的密度为0.75kg/L，醋酸、丁醇及醋酸丁酯的分子量分别为60、74和l16。要求每天生产2400Kg醋酸丁酯，醋酸的转化

5、率为50％，每批操作的辅助时间为0.5h，装料系数为0.7，求间歇操作反应器的装料容积和总容积。答：1029、1470L4．在平推流反应器中进行等温液相反应A十B—→R，速度方程式为(-rA)=k·CA·CB，k=1.97×10-3L/(kmol·min)，CA0=CB0=4mol/L，如果反应物的体积流量为171L／h，求：(1)、要使转化率为80％，反应器的容积为多少？(2)、若其它条件不变，要使转化率为90％，容积又为多少？(3)、如CA0=CB0=8mol/L，转化率仍为80％，容积为多少？答：1.45、3.36、0.

6、723m35．用全混釜进行均相液相反应2A十B—→R动力学方程式为(-rA)=k·CA2·CB，k=2.5×10-3L2/(kmol2·min)，CA0=2.0mol/L，CB0=3.0mol/L，原料的体积流量为28L/h，求为使转化率达到60％所需的反应器容积。答：145.8L6．在等温操作的间歇釜中进行一级液相反应，13min后反应物转化掉70％。今若将此反应移到平推流或全混流反应器中进行，为达到同样的转化率，所需的停留时间各是多少？答：13、25.2min7．醋酐的水解，当水大量过量时为一级反应，40℃时，k=0.38

7、min-1，如进料浓度为2mol/L，进料量为50L／min，用3个等温等容串联釜，要求转化率为99％，求反应器的容积为多大？答：1437L8．已知用硫酸作催化剂时，过氧化氢异丙苯的分解反应符合一级反应的规律，且当硫酸浓度为0.03mol/L、反应温度为86℃时，其反应速度常数k为8.0×10-2s-1，若原料中过氧化氢异丙苯的浓度是3.2kmol／m3，要求每小时处理3m3的过氧化氢异丙苯，分解率为99.8%，求：(1)、采用间歇釜需要的反应容积；(2)、采用平推流反应器需要的容积；(3)、采用全混釜需要的容积；(4)、采用

8、2个等容积全混釜串联需要的容积；(5)、采用4个等容积全混釜串联需要的容积。答：0.0647、0.0647、5.2、0.445、0.156m39．醋酐稀水溶液在25℃时连续进行水解，其速度方程为(-rA)=0.158CAmol／(cm3·min)，醋酐浓度为1.5×10-4m