師范類《化工基礎(chǔ)》PPT 化學(xué)反應(yīng)工程基礎(chǔ)習(xí)題解答市公開課一等獎(jiǎng)省名師優(yōu)質(zhì)課賽課一等獎(jiǎng)?wù)n件

第七章習(xí)題下冊(cè)P19：4，6下冊(cè)P44：3，4，7，9，1110/10/1第四章習(xí)題4.乙烷進(jìn)行熱裂解，其活化能為75kJ/mol，問923K時(shí)分解速率比773K時(shí)快多少倍？(設(shè)指前因子A為常數(shù))。解：依據(jù)不一樣溫度下速率常數(shù)之比為：即923K時(shí)分解速率比773K時(shí)快5.7倍。10/10/2第四章習(xí)題6.設(shè)某反應(yīng)速率方程式為rA=0.85cA2，其單位為kmol.m-3.s-1。當(dāng)A初始濃度分別為(1)1kmol.m-3；(2)5kmol.m-3，若要求A殘余濃度為0.01kmol.m-3，問各需要多少時(shí)間？當(dāng)rA=0.05cA2時(shí)，又怎樣？解：二級(jí)反應(yīng)濃度與反應(yīng)時(shí)間關(guān)系為：速率常數(shù)為0.85時(shí)：cA0=1kmol.m-3時(shí)cA0=5kmol.m-3時(shí)速率常數(shù)為0.05時(shí)：計(jì)算表明：當(dāng)最終濃度很小時(shí)，反應(yīng)時(shí)間與初始濃度關(guān)系不大。10/10/3第四章習(xí)題3.在間歇攪拌釜式反應(yīng)器中，用醋酸和丁醇生產(chǎn)醋酸丁酯，反應(yīng)方程式為：其反應(yīng)物配比為：n(醋酸)：n(丁醇)=1：4.97。假設(shè)反應(yīng)物密度在反應(yīng)前后不變，均為750kg.m-3，反應(yīng)在373K時(shí)進(jìn)行，轉(zhuǎn)化率達(dá)50%時(shí)需34.5min，而加料、卸料、清洗等輔助時(shí)間為30min，現(xiàn)要求天天生產(chǎn)2400kg醋酸丁酯（分離損失不計(jì)），試計(jì)算反應(yīng)釜容積（φ=0.85）。解：醋酸、丁醇、醋酸丁酯摩爾質(zhì)量分別為60、74、116。含1mol醋酸初始溶液體積為：則醋酸初始濃度為：10/10/4第四章習(xí)題處理物料流量為：反應(yīng)體積為：實(shí)際反應(yīng)器容積為：10/10/5第四章習(xí)題4.在平推流反應(yīng)器中進(jìn)行等溫液相反應(yīng)：A+B→P，反應(yīng)系二級(jí)反應(yīng)，速率方程式為rA=kcAcB。在反應(yīng)進(jìn)行溫度下反應(yīng)速率常數(shù)k=0.97×10-3m3.kmol-1.min-1。cA=cB=4kmol.m-3。當(dāng)反應(yīng)物體積流量qv=0.171m3.h-1時(shí)，試問：（1）要使反應(yīng)物A轉(zhuǎn)化率xA=80%時(shí)，平推流反應(yīng)器有效容積為多少？（2）當(dāng)其它條件不變時(shí)，xA為90%時(shí)，它有效容積為多少？（3）當(dāng)反應(yīng)物A和B初始濃度cA0=cB0=8kmol.m-3。而xA仍為80%時(shí)，它有效容積為多少？解：按二級(jí)反應(yīng)在平推流反應(yīng)器內(nèi)空間時(shí)間計(jì)算式有：其中10/10/6第四章習(xí)題cA0=cB0=4，xA=0.8時(shí)：cA0=cB0=4，xA=0.9時(shí)：cA0=cB0=8，xA=0.8時(shí)：10/10/7第四章習(xí)題7.在某全混流反應(yīng)器中進(jìn)行均相液相反應(yīng)：A→P，其動(dòng)力學(xué)方程為rA=kcA2，轉(zhuǎn)化率為50%。（1）假如反應(yīng)器體積為原來6倍，其它保持不變，則轉(zhuǎn)化率為多少？（2）假如體積相同，換成平推流反應(yīng)器，其它保持不變，則轉(zhuǎn)化率為多少？解：在全混流反應(yīng)器中進(jìn)行二級(jí)反應(yīng)，其反應(yīng)體積為：反應(yīng)器體積變?yōu)樵瓉?倍時(shí)，其轉(zhuǎn)化率為xA’，則有兩式相比：10/10/8第四章習(xí)題設(shè)換成相同體積平推流反應(yīng)器時(shí)，轉(zhuǎn)化率為，則有：與全混流反應(yīng)器計(jì)算相比為：解得：解得：10/10/9第四章習(xí)題9.醋酐按下式水解為醋酸：(CH3CO)2O+H2O→2CH3COOH。依據(jù)試驗(yàn)測(cè)定，反應(yīng)為一級(jí)反應(yīng)：rA=kcA。在288K時(shí)，反應(yīng)速度常數(shù)k=0.0806min-1；在313K時(shí)，k=0.380min-1?，F(xiàn)設(shè)計(jì)一全混流反應(yīng)器，天天處理溶液量為14.4m3，進(jìn)料醋酐初始濃度cA0=0.095kmol.m-3，試問：(1)當(dāng)醋酐轉(zhuǎn)化率xA=80%時(shí)，反應(yīng)溫度為288K，反應(yīng)器容積為多少？(2)當(dāng)溫度提升到313K，反應(yīng)器容積取(1)所得容積時(shí)，醋酐轉(zhuǎn)化率為多少？(3)當(dāng)反應(yīng)溫度為288K，而醋酐轉(zhuǎn)化率為90%時(shí)，反應(yīng)器容積應(yīng)為多少？(4)改用平推流反應(yīng)器，在288K時(shí)，xA為80%、90%時(shí)反應(yīng)器容積各為多少？(5)288K時(shí)，選取等容積兩釜串聯(lián)，xA為90%時(shí)，求每釜容積及總?cè)莘e。10/10/10第四章習(xí)題解：(1)全混流反應(yīng)器中：288K，xA=0.80時(shí)醋酐水解為一級(jí)反應(yīng)。物料體積流量為：(2)上述全混流反應(yīng)器中：313K時(shí)解得：(3)全混流反應(yīng)器中：288K，xA=0.90時(shí)10/10/11第四章習(xí)題(4)平推流反應(yīng)器中：288K，xA=0.80、xA=0.90時(shí)xA=0.80：xA=0.90：(5)兩個(gè)等容釜串聯(lián)：288K，xA2=0.90時(shí)解得：10/10/12第四章習(xí)題每釜體積為：總反應(yīng)體積為：10/10/13第四章習(xí)題11.在四個(gè)串聯(lián)反應(yīng)釜中進(jìn)行醋酐水解反應(yīng)，反應(yīng)系一級(jí)反應(yīng)，各釜溫度以下表：

釜號(hào)1234T(K)283288298313k(min-1)0.05670.08060.1580.380各釜容積為0.80m3，進(jìn)料醋酐濃度cA0=4.5kmol.m-3，進(jìn)料量為0.1m3.min-1，求：(1)各釜出口濃度為多少？(2)假如各釜溫度都保持在288K，則用0.80m3