习题课 1. 一复合反应
12A?B???P?QkP?2B???R2(?RA)?2rQ?2k1CACB22问：RP?rQ?rR?k1CACB?k2CPCB22RP(k1CACB?k2CPCB)k2CPCBSP??PA?2?1?22(?RA)2k1CACBk1CAk2,P为目的产物，若
2rQ?k1CACBrR?k2CPC2B
2．两台管式反应器和一台全混釜串联，如下图所示，进行一液相均相反应。
xA0=0 xA1 xA2 xA3
Vr1 Vr3 ∞ FA0 FA1 FA2 FA3 Vr2
?2若反应速率(?RA)?kCA，则Vr2和Vr3的计算公式分别为：
Q0CA0(xA2?xA1) Vr2?22kCA0(1?xA2)xA3Vr3?dxA ?22xA2kCA0(1?xA)并在
1 ~xA图上表示。(?RA)3.（书上习题3－7，4－7，4－18，均属于此种类型）
k1A?2B???Rk22A?B???S
2rR?k1CACB2rS?k2CACB
R为目的产物，B的价格远较A贵，且不易分离回收。 （1）如何配料？
（2）用多釜串联，如何进料？ （3）若用半间歇反应器，如何进料？
（4）若用管式反应器，如何进料？ （5）若E1 解：由于B的价格远较A贵，所以应选B为关键组分。 SR??RB2RRk1CACB1?2?111k2CA(?RB)22k1CACB?k2CACB?242k1CBCA?, CB??SR?k2??SR?k1 若用A作为关键组分，得到的最终结论一样。（但这是巧合） 2RRk1CACB1SR??RA??22kC(?RA)k1CACB?2k2CACB1?22Ak1CBCA?, CB??SR?k2??SR?k1 （1）配料时，按理CB0>>CA0有利，B过量好，但B过量后，势必 造成B反应不完，而由于B的价格贵，且不易与产物分离回收，所以B不能过量。 按主反应的化学计量比投料较好。CB0＝2CA0 （2） A B … ∞∞ ∞ (3) A B (4) B A PFR ∞ ∞ (5) E1< E2 , 低温操作有利。 4. 某液相均相反应A ＋ B → P，(-RA)=kCACB；当反应温度100℃ 时，反应速率常数为0.5（mol/L）-1.h-1，进料混合物中A、B的初始浓度均为2mol/L。要求P的产量为80mol/h，最终转化率为80％。求下列几种情况下的反应体积： （1）反应在间歇釜式反应器中进行，辅助时间为1h; （2）反应在全混流釜式反应器中进行； （3）反应在活塞流管式反应器中进行。 解: (1) ? CA0?CB0, ?A??B ?(?RA)?kCACB?kCA t?2111111(?)?(?)?4hkCAfCA00.50.42 CAf?CA0(1?xAf)?2(1?0.8)?0.4 Q0?FA0/CA0 FA0FP80???100mol/hxAf0.80 Q0?FA0/CA0?100/2?50L/h Vr?Q0(t?t0)?50(4?1)?250(L)xAfVr0.8 (2)???102222FA0kCA0(1?xAf)0.5?2?(1?0.8) Vr?10?100?1000(L) (3) ??t?4h Vr?Q0??50?4?200(L) 5．一级不可逆反应，在150℃等温PFR中可得转化率60％，现改用同样大小的CSTR中操作，处理量不变，要求转化率为70％。问此 时CSTR应在什么温度下操作？已知反应活化能为83.7 kJ/mol。 解：PFR 中：k???ln(1?xA)??ln(1?0.6) CSTR中：?＝CA0?CAf‘kCAf?xAfk'(1?xAf)xAfk'0.7 ???2.546k(1?xAf)(?ln(1?xA))0.3(?ln0.4)k'E11 ln?(?')kRTT83.7?10311 ln2.546?(?')8.314423T T'?440.3(K) 6.反应物A进行如下反应： PAQR 反应均为一级，各反应的活化能依次为：E2 k03E3?E1Rln()k02E1?E2 证明：
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