《化学反应工程》化学反应工程纸质作业答案

《《化学反应工程》化学反应工程纸质作业答案》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、化学反应工程纸质作业答案第一章(摩尔衡算》作业答案:P1-11A在一个连续流动的反应器中反应：AB等温进行，计算当进料的摩尔流率为5mol/h,假设反应速率■心为：(a)・rA=k,k=0.05mol/h.L吋(b)£=0.0001s"时(c)k=3L/mol.h时消耗99%的组分A(即CA=0.01CA0^时，对CSTR和PFR反应器需要的反应器体积。进料的体积流量为10L/ho[注意：Fa=Cav.当体积流量恒定时，尸巾，因此，Pa~Cav()o故Cao=Fa(/^o=(5mol/h)/(10L/h)=0.5mol/Lo](a)在CSTR中，组分A的摩尔平衡方程为：V=匚一"'kk

2、对PFR,组分A的摩尔平衡方程为:Q.05mol/h.Lv=G-c.p=C』，-O.OlCa=099vCAo=099X0LlhZ5mollL=9Q£摩尔流率与体积流率之间的关系：Fa=Cav由于体积流率"恒定’故有：寫令峠对零级不可逆反应，反应速率可写为：-口=£将力代入方程得到：v^=rA=-k整理得：--dCA=dV反应器入口的条件：当"0时CA=CA0给出方程：V=y(C40-CJk将Cw、卩和£的数值代入方程，得：V=——(1-0.01)x0.5fnol/L=99L0.05mol!h^L(b)在CSTR中，组分A的摩尔平衡方程为:10£//2?=2750£F二3_Cj_g_0.

3、01%二口kCAZ：x0.01xC4()k0.0001x3600/2'根据(a)中PFR的求解方法，得出一级不可逆反应的V的表达式:将Ca。、Ca、v和k的数值代入方程，得到:1Z10L/h[1V=In=127.9厶0.0001x3600/厂0.01(c)在CSTR中，组分A的摩尔平衡方程为：伙=匚一“iOL/h心y丄需晋=9900迓=9900沆5沏/厶kC266000L根据(a)屮PFR的求解方法'得出一级不可逆反应的V的表达式：V=-(—~—将Ca。、Ca、卩和£的数值代入方程，得到:第二章（转化率和反应器尺寸）作业答案:在体积为2.5n?的理想BR中进行液相反应：A+BtP,反应

4、温度维持在75°C,实验测定反应速率方程为:-r.=kCACB,k=2.g『llmol.s,CAQ=CBQ=4mol/1,Fa()=684加〃min求：（1）反应器中A的转化率达80%时所需的时间。（2）上述反应在PFR中进行，A的转化率达80%时所需反应器体积。（3）上述反应在CSTR中进行，A的转化率达80%时所需反应器体积。（4）上述反应在两个串联的PFR中进行，A的转化率分别为50%和80%时所需反应器体积。（5）上述反应在两个串联的CSTR中进行，A的转化率分别为50%和80%时所需反应器体积。解：由于A和B的初始浓度相同，而且反应过程二者的反应量相同，所以在整个反应过程中

5、Ca=Cb，所以反应速率可表达为N%=U『心cIXa二「dXA40-rAVVJo-rA40JoKC；dXAXA0.8（1）由BR设计方程可得反应所需的时间为:KC^(-Xa)2=kCA()(-XA)~2.78x10-3x4x(1-0.8)-3597(5)(684/60)x0.8(2)±CSTR的设计方程可得反应器的体积为：y—耳人_‘a()一a—八•’八八'…_51259(L)-rAM：(l-Xj2.78x10~3x4x4x(1-0.8)2*（3）由PFR的设计方程可得反应器的体积为:684/60x0.8宀吒至「急『伐产倉心诂=2和"：4；4；（_呦皿5.2（厶）A0°A（4）由

6、PFR的设计方程可得当转化率为50%时反应器的体积为:耳（）0.5684/60x0.5V=半侥=2.78xl0：；x4；4；0-0.5）=右宀厶）当转化率由50%到80%时所需反应器的体积为：“0dXA_耳00.8心0.5，2J0.5A0^dXA0.5684/600.80.5y=Ff…r=•mI—…r—=F)nrnr_=(_nrnr_)"Jo5-qKC；Jos(1_X』2KCq(1-0.8)KC^(1-0.5)2.78x10^x4x4(1-0.8)(1-0.5)(5)由CSTR的设计方程可得当转化率为50%时反应器的体积为：768.9(厶)y=厲oX八_■,4()…八=八…八厂、…

7、=5126(L)-rAM；o(l-Xj2.78x10~3x4x4x(1-0.5)2*(684/60)x0.5当转化率由50%到X0%时所需反应器的体积为:v="°(Xa2一XJ=宜―叽)=(0.684x1000/60)x(0.8-0.5)=冋厶)kC：o(l-x加)22.78x10_3x4x4x(1-0.8)2第三章(速度定律和化学计量方程)作业答案:P3-12a(1)将0作为计算的基准，建立等压等温流动系统中等摩尔M和比进料时下列反应的完整的