y?
丁二烯的选择性 s?
y0.644??85.75% x0.751 1-6解：
设原料的进料量为100kg/h，则有质量守恒，出反应器的量也为100kg/h，则出反应器的hcho为1.6kg/h，c4h6o2为7.65kg/h： 10?1.6
?100%?84% 107.65 ?2
单程收率 y??100%?53.37% 10307.65
?2总收率y??100%?63.54% 10?1.630
y53.37%??100%?63.54% 选择性s?x84% 转化率x?
第二章均相反应动力学
2-3解：反应物a的消耗速率应为两反应速率之和，即 2
ra?rr?2rd?1.6ca?16.4ca?1.6ca(1?10.25ca) dcadca
?1.6ca(1?10.25ca) 由ra??得： ? dtdt
对上式积分： 1?
(1?x)?a?ca10.25ca0110.25 1.6t???(?)dca??ln(1?xa)?ln? ca01ca10.25ca?1?1? ?10.25ca0?
0.6332t??0.3958h 1.6
??? ???
2-4解：（1）由题意可将反应速率表示为: a?2b???c?4d rc?kcacb 对于恒容过程，则有
ca?ca0(1?xa)cb?cb0?2ca0xaca0cb0 当xa0?0.8时
pa00.1013?0.2?3
???2.382?10mol/lrt8.314?10?3?1023
?4ca0?4?2.382?10?3?9.528?10?3mol/l
ca?ca0(1?xa)?2.382?10?3?0.2?4.767?10?4mol/l
cb?cb0?2ca0xa?9.528?10?3?2?2.382?10?3?0.8?5.717?10?3mol/l r?3c?rc?kcacb?2?4.764?10?4?5.717?10?5.447?10?6mol/l r5d?4rc?4?5.447?10?6?2.179?10?mol/l
（2）对于恒压过程，是个变容反应过程，由（2.49）式可求得总摩尔数的变化 ?a??
?t1???4?1?2?2 a1 反应物a的原始分率： y1 a0? 1?4
?0.2 由 （ 2.52 ） 式 可 求 得 转 化 率 为 80% 时 的 浓 度
cca0(1?xa)2.382?10?3?(1?0.8)a?1????3.609?10?4mol/l aya0xa1?2?0.2?0.8
ccb0?2ca0xa9.528?10?3?2?2.382?10?3?0.85b?1??y?.2?0.8?4.331?10?mol/l
aa0xa1?2?0r?6a?kcacb?2?3.069?10?4?4.331?10?5?3.126?10mol/l r6c?rc?3.126?10?mol/l
2-8解：在初始浓度相同的条件下，有：k1t1?k2t2 又 k?ae?ert ∴ ln
k1k??ert(1t?1) 22t1 则 e??r( 1t?1
t)lnt2 12t1
代入数据，得e?98.074kj/mol 2-13解：对二级反应 a?b? ??p 有 rdca a??dt
?kcacb?kca(cb0?ca0?ca) 对上式积分 t?1 k(c)1?xb1?x) b0?ca0a a）. m? cb0?ca0
c?1时，cb0?2ca0 a0
当x0.5时，x?3
a?b1?0.25,t1?5.4?10h； ：
当xa?0.9时，xb2?0.45,t2?2.27?10?2h； 当xa?0.99时，xb3?0.495,t3?5.23?10?2h。 b）. m? cb0?ca0
?5时，cb0?6ca0 ca0
?1?0.083,t1??1.616?10?3h； 当xa?0.5时，xb ?2?0.15,t2??5.72?10?3h； 当xa?0.9时，xb ?3?0.165,t3??1.18?10?2h 当xa?0.99时，xb
讨论：在初始物料相同的条件下，要求的转化率越高则所需要的反应时间越长，而且在高转
化率时增大一定的转化率所需的时间较低转化率时要长得多；在转化率一定的条件下，过量比越大，所需要的反应时间越短。
【篇三：化学反应工程 第三章习题答案】
积为1m的间歇操作釜式反应器中，环氧丙烷的甲醇溶液
进行反应a→2b+c。已知由反应器流出的物料中含有a、b和c， 与水反应生成丙二醇
caf?0.04mol/l。试求：在反应器内条件下，a、b和c的反应速率？ h2cochch3?h2o?h2cohchohch3
该反应对环氧丙烷为一级，反应温度下的速率常数为0.98h ?1
，原料液
中环氧丙烷的浓度为2.1kmol/m3
，环氧丙烷的最终转化率为90%。若辅助时间为0.65h，一天24h连续生产，试求丙二醇的日产量为多少？ 解h2cochch3 ?h2o?h2cohchohch3 ( a ) ( b )一级反应
t?1klnc1111c?ln1?x?ln?2.35h afkaf0.981?0.9
v?vt?t?1m3?1m3 0/h
0(2.35?0.65)h3
丙二醇日产量=24v0ca0xaf ?1 =243
?2.1?0.9?15.12kmol/天 mb
?76kg/kmol
丙二醇日产量q?76?15.12?1149 .12kg/天 3-2一个含
有a和b液体(ca0?0.10mol/l、cb0?0.04mol
/l) 以体积流量2l/min流入容积vr=10l的全混流反应器，物料在最佳的条件下 vr10l 解 空时
??v??5min 02l/min ca0?caf r?? af
r0?caf ?
(0.1?0.04)mol/l af? ca? 5min
?0.012mol/l?min
rbf?2raf?0.024mol/(l?min) rcf
?raf?0.012mol/(l?min)
3-3 一个液相反应： a+b→r+s 其中，k1
?7l/(mol?min)，k2?3l/(mol?min)。
反应是在一个容积为120l的稳态全混流反应器中进行的，两条加料线，一个保持2.8mol/l反应物a的加料浓度，另一个保持1.6mol/l反应物b的加料浓度，两条线分别以等体积速率进入反应器，要求指定组分转化率为75%。求每条线的加料流量？假设反应器内密度为常数。 解 a?b????? k
1?k2 r?s
因b的浓度低，所以为指定组分，两条线混合后两组份的浓度各降一
半，因此，有： xbf?
cb0?cbf cb0 ?1?
cbfcb0 ?75%
ca0?cb0?2mol/l，要使出口a的转化率达0.875。求 3
0.278m/ks，求全混釜体（1）在单个全混釜中进行，进料体积为 cbf?0.2mol/l 积？
（2）当进料体积流量不变，用两个相等体积的釜串联，求全混釜总体积。
caf?ca0?cb0xbf?1.4?0.8?0.75?0.8mol/l ??k1? 因此，
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