解：（1）设A为关键组分，目的产物P的瞬时选择性为：
（１）若a=1，求下列情况下的总选择性： （a）活塞流反应器：因为有
（b）连续釜式反应器
，因此，
，则
，且化学计量系数相同，所以
(c)PFR,且B侧线分段进料，器内B的浓度等于1kmol/m3。则
，
4.6 （1）写出绝热管式反应器反应物料温度与转化率的微分方程；
（2）在什么情况下该方程可化为线性代数方程，并写出方程。回答问题（1），（2）时必须说明所用的符号意义； （3）计算甲苯氢解反应873K，氢与甲苯的摩尔比为5，反应热
的绝热温升。原料气温度。比热容数据如下：
在（3）的条件下，如甲苯最终转化率达到70％，试计算绝热反应器的出口温度。 解：（1）绝热管式反应器反应物料温度T与转化率XA的微分方程：
式中
（A）
为反应物料在基准温度下与反应
为基准温度下的热效应；
温度T之间的热容；为组分A的出示质量分率；MA为组分A的分子量。
随物料组成及温度的变化，即用平均温度及平均
（2）如果不考虑热容组成下的热容
代替，则积分（A）式得
（B）
为初始转化率；
式中：T0为反应入口；
当
，
为
组成
下平均值，
，则
常数
（3）求绝热温升。已知始摩尔分率
，A表示关键组分甲苯，其初
=1/6，为计算方便将（B）式改写成：
此时，
（C）
是以摩尔数为基准的，选入口T0为基准温度，须求出反应热
，以转化1mol甲苯为计算基准，则有：
基准温度T0到出口温度反应物料的平均热容为：
（D）
式中各组分热容为各组分从基准温度至出口温度的平均热容。其绝热温升：
（E）
55.65K?
因为反应出口未知，所以需将(C),(D)及(E)式联立试差求解得：(当
时)
时，绝热反应器的出口温度：
在（3）的条件下，当
4.7 现有反应体积为1m3的活塞流反应器两个，拟用来分解浓度为3.2kmol/m3的过氧化氢异丙苯溶液以生产苯酚和丙酮。该反应为1级不可逆反应，并在86℃等温下进行。此时反应速率常数等于0.08s-1。过氧化氢异丙苯溶液处理量为2.4m3/min，试计算下列各种情况下过氧化氢异丙苯的转化率。 （1）两个反应器串联操作；
（2）两个反应器并联操作，且保持两个反应器的原料处理量相同，即均等 于1.2m3/min；
（3）两个反应器并联操作，但两者原料处理量之比为1:2，即一个为0.8m3/min个为1.6m3/min
（4）用一个反应体积为2 m3的活塞流反应器代替；
（5）若将过氧化氢异丙苯的浓度提高到4 kmol/m3保持不变，那么，上列各种情况的计算结果是否改变？相应的苯酚产量是否改变？
（6）比较上列各项的计算结果并讨论之，从中你得到那些结论？ 解：（1）两个反应器串联操作如图示：
总反应体积为： 将有关数据代入即得 (2)结果同（1）。 (3)第一个反应器，
第二个反应器，
两个反应器出口混合后：
，
(4)用一个反应体积为2m3 代替时，其结果同（1）。 (5)当
提高到4
时，由
可知，转化率与
无关，所以，
上列各种情况计算结果不变。而对苯酚产量：（以摩尔流量表示） 说明苯酚产量与
成正比，即产量增加。
（6）上列各种情况计算结果比较看出：（a）几个PFR串联与用一个大的PFR，只要保持二者的总体积相同，其效果是一样的。（b）在并联时，只要保持
，其结果也是相同的。但
下降的。（c）对一级反应最终转化率与正比关系
4.8 在常压和高温下在管式反应器中进行纯度为90％的甲烷高温热裂解反应：
（A） （B） （D） 其速率方程为：
时，其总转化率是
无关，但目的产物的参量与
成
其速率常数为：
试问： （1）若以C2H4 为目的产物，忽略第三步反应，C2H4 的最大收率为多少？ （2）若考虑第三步反应，C2H4 的最大收率是否改变？ （3）用图表示各组分浓度随空时的变化关系；
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