2023年化学反应工程第二版课后习题.pdf

优秀学习资料 欢迎下载 第一章习题 1 化学反应式与化学计量方程有何异同?化学反应式中计量系数与化学计量方程中的计量系数有何关系? 2 何谓基元反应?基元反应的动力学方程中活化能与反应级数的含义是什么?何谓非基元反应?非基元反应的动力学方程中活化能与反应级数含义是什么? 3 若将反应速率写成tcrddAA，有什么条件? 4 为什么均相液相反应过程的动力学方程实验测定采用间歇反应器? 5 现有如下基元反应过程，请写出各组分生成速率与浓度之间关系 (1)A+2B ↔C A+C↔ D (2)A+2B ↔C B+C↔D C+D→E (3)2A+2B ↔C A+C↔D 6 气相基元反应 A+2B→2P 在 30℃和常压下的反应速率常数 kc=2.65×104m6kmol-2s-1现以气相分压来表示速率方程，即(− rA)=kPpApB2，求 kP=?（假定气体为理想气体） 7 有一反应在间歇反应器中进行，经过 8min 后，反应物转化掉 80％，经过18min 后，转化掉 90％，求表达此反应的动力学方程式 8 反应 A(g) +B(l) →C(l)气相反应物 A 被 B 的水溶液吸收， 吸收后 A 与 B 生成 C。

反应动力学方程为：− rA=kcAcB由于反应物 B 在水中的浓度远大优秀学习资料 欢迎下载 于 A，在反应过程中可视为不变，而反应物 A 溶解于水的速率极快，以至于 A 在水中的浓度恒为其饱和溶解度试求此反应器中液相体积为 5m3时 C 的生成量 已知 k=1m3kmol-1hr-1， cB0=3kmol· m-3， cA饱和=0.02 kmol· m-3，水溶液流量为 10m3hr-1 9 反应O2HN2NO2H222，在恒容下用等摩尔 H2，NO 进行实验，测得以下数据 总压/MPa 0.0272 0.0326 0.0381 0.0435 0.0543 半衰期/s 265 186 135 104 67 求此反应的级数 10 考虑反应3PA ，其动力学方程为VnktnVrAAAdd1试推导在恒容下以总压表示的动力学方程 11 A 和 B 在水溶液中进行反应，在 25℃下测得下列数据，试确定该反应反应级数和反应速度常数 时间/s 116.8 319.8 490.2 913.8 1188 ∞ cA/kmol· m-3 99.0 90.6 83.0 70.6 65.3 42.4 cB/kmol· m-3 56.6 48.2 40.6 28.2 22.9 0 12 丁烷在 700℃，总压为 0.3MPa 的条件下热分解反应： C4H10→2C2H4+H2 (A) (R) (S) 起始时丁烷为 116kg，当转化率为 50%时1AsMPa24. 0ddtp，求此时tytntpddddddASR，，。

13 某二级液相不可逆反应在初始浓度为 5kmol· m-3时，反应到某一浓度需要285s，初始浓度为 1kmol· m-3时，反应到同一浓度需要 283s，那么，从初始浓度为 5kmol· m-3反应到 1kmol· m-3需要多长时间？ 14 在间歇搅拌槽式反应器中，用醋酸与丁醇生产醋酸丁酯，反应式为： 反应的动力学方程中活化能与反应级数含义是什么若将反应速率写成有下的反应速率常数现以气相分压来表示速率方程即求假定气体为理想气为由于反应物在水中的浓度远大优秀学习资料欢迎下载于在反应过程中优秀学习资料 欢迎下载   S R B A OHHCOOCCHOHHCCOOHCH2943SOH94342  反应物配比为：A(mol):B(mol)=1:4.97 ，反应在 100℃下进行A 转化率达50％需要时间为 24.6min，辅助生产时间为 30min，每天生产 2400kg 醋酸丁酯（忽略分离损失） ，计算反应器体积混合物密度为 750kg· m-3，反应器装填系数为 0.75。

15 反应(CH3CO)2O+H2O→2CH3COOH 在间歇反应器中 15℃下进行已知一次加入反应物料 50kg，其中(CH3CO)2O 的浓度为 216mol· m-3，物料密度为 1050kg· m-3反应为拟一级反应，速率常数为 k=5.708×107 exp(− E/RT) min-1，E=49.82kJ· mol-1求 xA=0.8 时，在等温操作下的反应时间 16 在 100℃下，纯 A 在恒容间歇反应器中发生下列气相反应: 2A→R+S A 组分分压与时间关系见下表: t/sec 0 20 40 60 80 100 120 140 160 pA /MPa 0.1 0.096 0.080 0.056 0.032 0.018 0.008 0.004 0.002 试求在 100℃，0.1MPa 下，进口物流中包含 20%惰性物，A 组份流量为100mol· hr-1，达到 95%转化率所需的平推流反应器的体积 17 间歇操作的液相反应 A→R，反应速率测定结果列于下表欲使反应物浓度由 cA0=1.3kmol· m-3降到 0.3 kmol· m-3需多少时间? cA/kmol· m-3 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 1.0 1.3 2.0 (− rA)/kmol· m-3min-1 0.1 0.3 0.5 0.6 0.5 0.25 0.10 0.06 0.05 0.045 0.042 18 一气相分解反应在常压间歇反应器中进行，在 400K 和 500K 温度下，其反应速率均可表达为− rA=23pA2 mol· m-3s-1， 式中 pA 的单位为 kPa。

求该反应的活化能 19 有如下化学反应 CH4+C2H2+H2=C2H4+CH4 (I) (A) (B) (P) (I) 在反应前各组分的摩尔数分别为 nI0=1mol；nA0=2mol；nB0=3mol；nP0=0，反应的动力学方程中活化能与反应级数含义是什么若将反应速率写成有下的反应速率常数现以气相分压来表示速率方程即求假定气体为理想气为由于反应物在水中的浓度远大优秀学习资料欢迎下载于在反应过程中优秀学习资料 欢迎下载 求化学膨胀率（用两种方法） 20 在 555K 及 0.3MPa 下，在平推流管式反应器中进行气相反应 A→P，已知进料中含 A 30%（摩尔分数） ，其余为惰性物料，加料流量为 6.3mol· s-1，动力学方程式为− rA=0.27cA mol· m-3s-1为了达到 95％转化率，试求： (1) 所需空速为多少? (2) 反应器容积大小? 21 液相一级不可逆分解反应 A→B+C 于常温下在一个 2m3全混流反应器（CSTR，MFR，连续搅拌槽式反应器）中等温进行进口反应物浓度为1 kmol· m-3，体积流量为 1m3hr-1，出口转化率为 80%。

因后续工段设备故障，出口物流中断操作人员为此紧急停止反应器进料半小时后故障排除，生产恢复试计算生产恢复时反应器内物料的转化率为多少？ 22 第 17 题中的反应，(1)当 cA0=1.2kmol· m-3，进料速率 1kmolA· hr-1，转化率为 75％； (2) cA0=1.3kmol· m-3， 进料速率 2kmolA· hr-1， 出口为 0.3kmol· m-3；(3) cA0=2.4kmol· m-3，出口仍然为 0.3kmol· m-3，进料速率为 1kmolA· hr-1计算三种情况下，用全混流反应器的体积各为多少? 23 反应 A+B→R+S，已知 VR=0.001m3，物料进料速率 V0=0.5×10-3m3min-1，cA0=cB0=5mol· m3，动力学方程式为− rA=kcAcB，其中 k=100m3kmol-1min-1求：(1)反应在平推流反应器中进行时出口转化率为多少？(2)欲用全混流反应器得到相同的出口转化率，反应器体积应多大?(3)若全混流反应器体积 VR=0.001m3，可达到的转化率为多少? 已知 k=1m3kmol-1hr-1，cB0=3kmol· m-3，cA饱和=0.02kmol· m-3，水溶液流量为10m3hr-1。

24 在全混流反应器中进行如下等温液相反应： 2A→B＋C rc=k1cA2 A＋B→2D rD=2k2cAcB A 的初始浓度为 2.5kmol· m-3，A 和 C 的出口浓度分别为 0.45 和0.75kmol· m-3假设进口物流中不含 B、C、D，反应时间为 1250sec，求： 1. 出口物流中 B 和 D 的浓度； 2. k1和 k2 反应的动力学方程中活化能与反应级数含义是什么若将反应速率写成有下的反应速率常数现以气相分压来表示速率方程即求假定气体为理想气为由于反应物在水中的浓度远大优秀学习资料欢迎下载于在反应过程中优秀学习资料 欢迎下载 反应的动力学方程中活化能与反应级数含义是什么若将反应速率写成有下的反应速率常数现以气相分压来表示速率方程即求假定气体为理想气为由于反应物在水中的浓度远大优秀学习资料欢迎下载于在反应过程中优秀学习资料 欢迎下载 第二章习题 1. 动力学方程的实验测定时，有采用循环反应器的，为什么? 2. 为什么可逆吸热反应宜选平推流反应器且在高温下操作， 而可逆放热反应却不是?根据可逆放热反应的特点，试问选用何种类型反应器适宜?为什么? 3. 一级反应 A→P，在一体积为 VP的平推流反应器中进行，已知进料温度为150℃，活化能为 84kJ· mol-1，如改用全混流反应器，其所需体积设为 Vm，则 Vm/Vp应有何关系?当转化率为 0.6 时，如果使 Vm=Vp，反应温度应如何变化?如反应级数分别为 n=2，1/2，− 1 时，全混流反应器的体积将怎样改变？ 4. 在体积 VR=0.12m3的全混流反应器中，进行反应SRBA21kk，式中 k1=7m3kmol-1min-1，k2=3m3kmol-1min-1，两种物料以等体积加入反应器中，一种含 2.8kmolA· m-3，另一种含 1.6kmolA· m-3。

设系统密度不变，当B 的转化率为 75％时，求每种物料的流量 5. 可逆一级液相反应PA，已知0,mkmol5 . 0P030ccA；当此反应在间歇反应器中进行，经过 8min 后，A 的转化率为 33.3%，而平衡转化率是 66.7%，求此反应的动力学方程式 6. 平行液相反应 A→P rP=1 A→R rR=2cA A→S rS=cA2 已知 cA0=2kmol· m-3，cAf=0.2kmol· m-3，求下列反应器中，cP最大为多少? (1) 平推流反应器；(2)全混流反应器；(3)两相同体积的全混流反应器串联，cA1=1 kmol· m-3 反应的动力学方程中活化能与反应级数含义是什么若将反应速率写成有下的反应速率常数现以气相分压来表示速率方程即求假定气体为理想气为由于反应物在水中的浓度远大优秀学习资料欢迎下载于在反应过程中优秀学习资料 欢迎下载 7. 自催化反应 A+P→2P 的速率方程为：− rA=kcAcP，k=l m3kmol-1min-1，原料组成为含 A 13%，含 P 1%（摩尔百分数） ，且 cA0+cP0= l kmol· m-3，出口流中 cP= 0.9 kmol· m-3，计算采用下列各种反应器时的空间时间(τ =VR/V0)。

1)平推流反应器；(2)全混流反应器；(3)平推流与全混流反应器的最佳组合；(4)全混流反应器与一分离器的最佳组合 8. 在两个串联的全混流反应器中进行一级反应，进出口条件一定时，试证明当反应器大小相同时，两个反应器的总容积最小 9. 半衰期为 20 小时的放射性流体以 0.1m3hr-1的流量通过两个串联的 40m3全混流反应器后，其放射性衰减了多少？ 10. A 进行平行分解反应，其速率式为 ↗R rR=1 kmol· m-3min-1 A →S rS=2cA kmol· m-3min-1 ↘T rT=cA kmol· m-3min-1 其中 R 是所要求的目的产物，cA0=1kmol· m-3试问在下述反应器进行等温操作时，预计最大的 cR为多少?(1)全混流反应器；(2)平推流反应器 11. 在 0℃时纯气相组分 A 在一恒容间歇反应器依以下计量方程反应：A→2.5P，实验测得如下数据： 时间/s 0 2 4 6 8 10 12 14 ∞ pA/MPa 0.1 0.08 0.0625 0.051 0.042 0.036 0.032 0.028 0.020 求此反应的动力学方程式。

12. 气相反应 A+B=R 的动力学方程为(− rA)=k(pApB− pR/KP)，式中 2138Pasmmol2620exp105 . 3 Tk 112PPa3560exp100 . 7TK 请确定最佳反应温度与转化率之间的关系 反应的动力学方程中活化能与反应级数含义是什么若将反应速率写成有下的反应速率常数现以气相分压来表示速率方程即求假定气体为理想气为由于反应物在水中的浓度远大优秀学习资料欢迎下载于在反应过程中优秀学习资料 欢迎下载 13. 某液相一级不可逆反应在体积为 VR的全混釜中进行，如果将出口物料的一半进行循环，新鲜物料相应也减少一半，产品物料的转化率和产物生成速率有什么变化？ 14. 有一自催化反应 A→R， 动力学方程为 − rA=0.001cAcR kmol· m-3s-1 要求反 应 在 4 个 0.1m3的 全 混 流 反 应 器 中 进 行 ， 反 应 物 初 始 浓 度cA0=10kmol· m-3，cR0=0，处理量为 5.4 m3hr-1如何排列这 4 个反应器（串联、并联、或串并联结合）才能获得最大的最终转化率？最大的转化率是多少？ 15. 一级不可逆连串反应CBA21kk，k1=0.25hr-1，k2=0.05hr-1，进料流率 V0为 1m3hr-1，cA0=1kmol· m-3，cB0=cC0=0。

试求：采用两个 VR=1m3的全混流反应器串联时，反应器出口产物 B 的浓度 16. 某气相基元反应： A+2B→P 已知初始浓度之比 cA0:cB0=1:3，求txddA的关系式 17. 已知常压气相反应 SRB2A21kk 动力学方程为srbacckcckrSR2BA1A，试用下列三种方式表达动力学方程： (1)组分分压； (2)组分摩尔分率； (3)组分初始浓度和 A 的转化率 18. 高温下二氧化氮的分解为二级不可逆反应在平推流反应器中 101.3kPa下 627.2K 时等温分解已知 k=1.7m3kmol-1s-1，处理气量为 120m3hr-1（标准状态） ，使 NO2分解 70%当(1)不考虑体积变化；(2)考虑体积变化时，反应的动力学方程中活化能与反应级数含义是什么若将反应速率写成有下的反应速率常数现以气相分压来表示速率方程即求假定气体为理想气为由于反应物在水中的浓度远大优秀学习资料欢迎下载于在反应过程中优秀学习资料 欢迎下载 求反应器的体积 19. 均相气相反应 A→3P，服从二级反应动力学在 0.5MPa 、350℃和V0=4m3hr-1下，采用—个 25mm 内径，长 2m 的实验反应器，能获得 60％转化率。

设计一个工业平推流反应器，当处理量为 320m3hr-1，进料中含50%A，50%惰性物料时，在 2.5MPa 和 350℃下反应，为获得 80%的转化率． 求需用 25mm 内径， 长 2m 的管子多少根?这些管子应并联还是串联？ 20. 有一气相分解反应，其化学反应式为 A→R+S，反应速率方程为− rA=kcA2，反应温度为 500℃这时测得的反应速率常数为 k=0.25m3kmol-1s-1反应在内径为 25mm、 长为 1m 的管式反应器中进行， 器内压强维持在 101.3kPa（绝） ，进料中仅含组分 A，当其转化率为 20%，空间速度为 45hr-1（反应条件下的计算值） 试求反应条件下的平均停留时间和空间时间 反应的动力学方程中活化能与反应级数含义是什么若将反应速率写成有下的反应速率常数现以气相分压来表示速率方程即求假定气体为理想气为由于反应物在水中的浓度远大优秀学习资料欢迎下载于在反应过程中优秀学习资料 欢迎下载 第三章习题 1． 有一有效容积 VR=1m3，送入液体的流量为 1.8m3hr-1的反应器，现用脉冲示踪法测得其出口液体中示踪剂质量浓度变化关系为： t/min 0 10 20 30 40 50 60 70 80 c/kg· m-3 0 3 6 5 4 3 2 1 0 求其停留时间分布规律，即 F(t)，E(t)，t，2t 2． 对某一反应器用阶跃法测得出口处不同时间的示踪剂质量浓度变化关系为： t/min 0 2 4 6 8 10 12 14 16 c/kg· m-3 0 0.05 0.11 0.2 0.31 0.43 0.48 0.50 0.50 求其停留时间分布规律，即 F(t)，E(t)，t，2t 3． 请将习题一中停留时间分布规律用对比时间 θ 作变量，求 F(θ )，E(θ )，，2θ。

4． 应用习题一的反应器，进行 A+B→D 反应，已知 cA0=cB0=20mol· m-3，动力学方程为− rA=0.005cAcB mol· m-3min-1，请用凝集流模型计算反应器出口物料中 A 组分的转化率，并求 cA，cB，cD值 本题若用 PFR 及 CSTR 模型计算时，物料出口中 A 组分的转化率是多少? 5． 在习题一的反应器中进行 A→D 反应，已知 cA0=25mol· m-3，动力学方程为− rA=0.05cA mol· m-3min-1，请分别用： (1)凝集流模型； (2)多级混合槽模型； (3)平推流模型； (4)全混流模型 反应的动力学方程中活化能与反应级数含义是什么若将反应速率写成有下的反应速率常数现以气相分压来表示速率方程即求假定气体为理想气为由于反应物在水中的浓度远大优秀学习资料欢迎下载于在反应过程中优秀学习资料 欢迎下载 计算出口物料中 A 组分的转化率 6． 用习题 5 的条件，采用轴向扩散模型，计算其 Pe 值与出口物料中 A 组分的转化率 7． 设 E(θ )、F(θ )分别为某流动反应器的停留时间分布密度函数和停留时间分布函数，θ 为对比时间。

(1) 若反应器为 PFR，试求： (a) F(1)，(b) E(1)，(c) F(0.8)，(d) E(0.8)，(e) E(1.2) (2) 若反应器为 CSTR，试求： (a) F(1)，(b) E(1)，(c) F(0.8)，(d) E(0.8)，(e) E(1.2) (3) 若反应器为一非理想流动反应器，试求 (a)F(∞ )，(b) F(0)，(c) E(∞ )，(d)  d0F，(e)  d0E 8． 液体以 1m3hr-1的流量通过 1m3的反应器 定常态时用惰性示踪物以恒定流量 2×10-4mol· hr-1送入反应器（可以忽略示踪物流对流动的影响） 若反应器分别为 PFR 或 CSTR，求示踪物料加入后 1.2hr 时，反应器出口物流中示踪物的浓度为多少？ 9． 请推导层流流动系统的物料停留时间分布密度函数和停留时间分布函数 反应的动力学方程中活化能与反应级数含义是什么若将反应速率写成有下的反应速率常数现以气相分压来表示速率方程即求假定气体为理想气为由于反应物在水中的浓度远大优秀学习资料欢迎下载于在反应过程中优秀学习资料 欢迎下载 第四章习题 1、 乙炔与氯化氢在 HgCl2活性炭催化剂上合成氯乙烯： (C)(B)(A)ClHCHClHC3222 其动力学方程式可有如下几种形式： (1) 2CCBBAACBA)1 ()(pKpKpKKpppkr (2) )1)(1 (CCBBAABABApKpKpKppKkKr (3) BBAABAA1pKpKppkKr (4) CCBBBAB1pKpKppkKr 试说明各式所代表的反应机理和控制步骤。

2、 在 510℃进行异丙苯的催化分解反应： (S)(R)(A)HCHC)CH(CHHC63662356 测得总压 p 与初速度 r0的关系如下： 1cat10ghrmol/r 4.3 6.5 7.1 7.5 8.1 p/kPa 99.3 265.5 432.7 701.2 1437 如反应属于单活性点的机理，试推导出反应机理式及判断其控制步骤 3、 丁烯在某催化剂上制丁二烯的总反应为： (S)(R)(A)HHCHC26484k 若反应按下列步骤进行： 反应的动力学方程中活化能与反应级数含义是什么若将反应速率写成有下的反应速率常数现以气相分压来表示速率方程即求假定气体为理想气为由于反应物在水中的浓度远大优秀学习资料欢迎下载于在反应过程中优秀学习资料 欢迎下载    3σRRσc2SRσAσb1AσσAa654321kkkkkk （1） 分别写出 a，c 为控制步骤的均匀吸附动力学方程； （2） 写出 b 为控制步骤的均匀吸附动力学方程， 若反应物和产物的吸附都很弱，问此时对丁烯是几级反应。

4、 在氧化钽催化剂上进行乙醇氧化反应： SRBAOHCHOCHO21OHHC23252 其反应机理为： a 111152152HσAσAHσOσHC2σOHHC21kk b 2222BσBOσσO2143kk c 2211232152OHRBσAσOHσCHOCHOσOσHC5k（控制步骤） d 12221σσOHOHσHσ6k 证明：下述速率表达式： AABBBA211pKpKppkr 5、 用均匀吸附模型推导甲醇合成动力学.假定反应机理为: (1) CO+σ =COσ 反应的动力学方程中活化能与反应级数含义是什么若将反应速率写成有下的反应速率常数现以气相分压来表示速率方程即求假定气体为理想气为由于反应物在水中的浓度远大优秀学习资料欢迎下载于在反应过程中优秀学习资料 欢迎下载 (2) H2+σ =H2σ (3) COσ +2H2σ =CH3OHσ +2σ (4) CH3OHσ =CH3OH+σ 推导当控制步骤分别为(1)，(3)，(4)时的反应动力学方程 6、 一氧化碳变换反应 CO+H2O=CO2+H2在催化剂上进行，若 CO 吸附为控制步骤， ①用均匀表面吸附模型推导反应动力学方程。

②用焦姆金非均匀表面吸附模型推导反应动力学方程 7、 催化反应 A+B，A，B 为均匀吸附，反应机理为： （1） A+σ =Aσ （2） Aσ = Bσ （3） Bσ = B+σ 其中 A 分子吸附(1)和表面反应(2)两步都影响反应速率，而 B 脱附很快达平衡试推导动力学方程 反应的动力学方程中活化能与反应级数含义是什么若将反应速率写成有下的反应速率常数现以气相分压来表示速率方程即求假定气体为理想气为由于反应物在水中的浓度远大优秀学习资料欢迎下载于在反应过程中优秀学习资料 欢迎下载 第五章习题 1. 异丙苯在催化剂上脱烷基生成苯， 如催化剂为球形， 密度为 ρP=1.06kg· m-3，空隙率 εP=0.52，比表面积为 Sg=350m2g-1，求在 500℃和 101.33kPa，异丙苯在微孔中的有效扩散系数，设催化剂的曲折因子 τ =3，异丙苯− 苯的分子扩散系数 DAB=0.155cm2s-1 2. 在 30℃和 101.33kPa 下，二氧化碳向镍铝催化剂中的氢进行扩散，已知该催化剂的孔容为 VP=0.36cm3g-1，比表面积 SP=150m2g-1，曲折因子 τ =3.9，颗粒密度 ρS=1.4g· cm-3，氢的摩尔扩散体积 VB=7.4cm3mol-1，二氧化碳的摩尔扩散体积 VA=26.9 cm3mol-1，试求二氧化碳的有效扩散系数。

3. 在硅铝催化剂球上， 粗柴油催化裂解反应可认为是一级反应， 在 630℃时，该反应的速率常数为 k=6.01s-1，有效扩散系数为 De=7.82╳10-4cm2s-1 ，试求颗粒直径为 3mm 和 1mm 时的催化剂的效率因子 4. 常压下正丁烷在镍铝催化剂上进行脱氢反应 已知该反应为一级不可逆反应 在 500℃时， 反应的速率常数为 k=0.94cm3s-1gcat-1， 若采用直径为 0.32cm的球形催化剂，其平均孔径 d0=1.1╳10-8m，孔容为 0.35cm3g-1，空隙率为0.36，曲折因子等于 2.0试计算催化剂的效率因子 5. 某一级不可逆催化反应在球形催化剂上进行，已知 De=10-3cm2s-1，反应速率常数 k=0.1s-1，若要消除内扩散影响，试估算球形催化剂的最大直径 6. 某催化反应在 500℃条件下进行，已知反应速率为： − rA=3.8╳10-9pA2 mol· s-1gcat-1 式中 pA的单位为 kPa，颗粒为圆柱形，高╳直径为 5╳5mm，颗粒密度ρP=0.8g· cm-3，粒子表面分压为 10.133kPa，粒子内 A 组分的有效扩散系数为 De=0.025cm2s-1，试计算催化剂的效率因子。

7. 某相对分子质量为 225 的油品在硅铝催化剂上裂解，反应温度为 630℃、压力为 101.33kPa，催化剂为球形，直径 0.176cm，密度 0.95g· cm-3，比表面积为 338m2g-1，空隙率 εP=0.46，导热系数为 3.6╳10-4J· s-1cm-1K-1；测得反应的动力学方程中活化能与反应级数含义是什么若将反应速率写成有下的反应速率常数现以气相分压来表示速率方程即求假定气体为理想气为由于反应物在水中的浓度远大优秀学习资料欢迎下载于在反应过程中优秀学习资料 欢迎下载 实际反应速率常数 kV=6.33s-1；反应物在催化剂外表面处的浓度 cAS=1.35╳10-5mol· cm-3；反应热 Δ H=1.6╳105J· mol-1；活化能 E=1.6╳105J· mol-1；扩散过程属于克努森扩散，曲折因子为 τ =3，试求催化剂的效率因子和颗粒内最大温差 8. 实验室中欲测取某气固相催化反应动力学， 该动力学方程包括本征动力学与宏观动力学方程，试问如何进行？ 9. 什么是宏观反应速率的定义式？什么是宏观反应速率的计算式？两者有何异同？ 反应的动力学方程中活化能与反应级数含义是什么若将反应速率写成有下的反应速率常数现以气相分压来表示速率方程即求假定气体为理想气为由于反应物在水中的浓度远大优秀学习资料欢迎下载于在反应过程中优秀学习资料 欢迎下载 第六章习题 1. 在一总长为 4m 的填充床中，气体以 2500kg· m-2hr-1的质量流率通过床层。

床层体安装直径为 3mm 的球形催化剂颗粒，空隙率为 0.45，气体密度为2.9kg· m-3，其粘度为 1.8╳10-5kg· m-1s-1求床层的压降 2. 不可逆反应 2A+B→R，若按均相反应进行，其动力学方程为： − rA=3.8× 10-3pA2pB mol· L-1hr-1 在催化剂存在下，其动力学方程为： 1cat1R2AB2A2Aghrmol64. 31 .223 .5610ppppr 若反应在 101.33kPa 下恒温操作，进料组分中 pA=5.07kPa，pB=96.26kPa，催化剂的堆积密度为 0.6g· cm-3试求在一维拟均相反应气中为保证出口气体中 A 的转化率为 93%，两种反应器所需的容积比 （式中，p 的单位为kPa） 3. 在铝催化剂上进行乙腈的合成反应 C2H2+NH3→CH3CN+H2+92.14kJ (A) (B) (R) (S) 设原料气的体积比为 C2H2:NH3: H2=1:2.2:1采用三段绝热式反应器，段间间接冷却，使各段出口温度均为 550℃，每段入口温度也相同，其反应动力学方程可近似表示为： 1cat1A4Aghrkmol17960exp1008. 3 xTr 流体的平均热容 CP=128J· mol-1K-1。

若要求乙腈的转化率为 92%，且日产乙腈 20 吨，求各段的催化剂量 4. 在一固定床反应器中，填充 5.40m3的催化剂在 550℃，101.33kPa 下进行2A→2R+S 的反应，用水蒸汽作稀释剂，反应物 A 与水蒸气的配比为 1:4（摩尔比） 标准状态下加料量为 1.0m3hr-1，出口转化率为 50%，当反应反应的动力学方程中活化能与反应级数含义是什么若将反应速率写成有下的反应速率常数现以气相分压来表示速率方程即求假定气体为理想气为由于反应物在水中的浓度远大优秀学习资料欢迎下载于在反应过程中优秀学习资料 欢迎下载 速率采用tnVrdd1AA（其中 V 是催化剂填充体积）的定义时，550℃下的反应速率常数为 1.0hr-1若忽略外扩散的影响，并假定有效因子在床层内为一常数，求其有效因子 5. 在 T− x 图上，①为平衡曲线，②为最佳温度曲线，AMN 为等转化率曲线，指出最大速率点和最小速率点BCD 为等温线，指出最大速率点和最小速率点 6. 在 T− x 图上，定性绘出三段间接换热 SO2氧化反应的操作线 在 T− x 图上，定性绘出三段原料气冷激的合成氨反应的操作线。

A D M N C B ① ② T x 反应的动力学方程中活化能与反应级数含义是什么若将反应速率写成有下的反应速率常数现以气相分压来表示速率方程即求假定气体为理想气为由于反应物在水中的浓度远大优秀学习资料欢迎下载于在反应过程中优秀学习资料 欢迎下载 第七章习题 1. 某合成反应的催化剂，其粒度分布如下： dp╳106/m 40.0 31.5 25.0 16.0 10.0 5.0 %/(wt) 4.60 27.05 27.95 30.07 6.49 3.84 已知 εmf=0.55， ρP=1300kg.m-3 在 120℃及 101.3kPa 下， 气体的密度 ρ =1.453 kg.m-3，μ =1.368╳10-2mPa· s 求初始流化速度 2. 计算粒径为 80╳10-6 m 的球形颗粒在 20℃空气中的逸出速度颗粒密度ρP=2650 kg· m-3， 20℃空气的密度ρ =1.205 kg· m-3， 空气此时的粘度为μ =1.85╳10-2mPa· s 3. 在流化床反应器中，催化剂的平均粒径为 51╳10-6m，颗粒密度 ρP=2500 kg· m-3，静床空隙率为 0.5，起始流化时床层空隙率为 0.6，反应气体的密度为 1 kg· m-3，粘度为 4╳10-2mPa· s。

试求： 1．初始流化速度 2．逸出速度 3．操作气速 4. 在一直径为 2m，静床高为 0.2m 的流化床中，以操作气速 u=0.3m· s-1的空气进行流态化操作，已知数据如下： dp=80╳10-6 m，ρP=2200 kg· m-3，ρ =2 kg· m-3，μ =1.90╳10-2mPa· s，εmf=0.5 求床层的浓相段高度及稀相段高度 5. 例 7-3中如果要求出口气体中关键组分转化率为 xAf=0.98，催化剂用量应取多少？ 6. 例 7-3中如果将操作气速由 u=0.12m· s-1提高到 0.2 m· s-1，出口气体中关键组分转化率是多少？床层高度有何变化？ 反应的动力学方程中活化能与反应级数含义是什么若将反应速率写成有下的反应速率常数现以气相分压来表示速率方程即求假定气体为理想气为由于反应物在水中的浓度远大优秀学习资料欢迎下载于在反应过程中优秀学习资料 欢迎下载 第八章习题 1. 以 25℃的水用逆流接触的方法吸收空气中的 CO2，试求在操作时 （1） 气膜和液膜的相对阻力是多少？ （2） 采用哪种最简单形式的速率方程来设计计算吸收塔 已知 CO2在空气和水中的传质数据如下： kAG=0.789mol· hr-1m-2kPa-1 kAL=25L· hr-1m-2 HA=3039.9kPa· L· mol-1 2. 若采用 NaOH 水溶液吸收空气中的 CO2，反应过程属瞬间反应 CO2+2OH-=2H++CO32- 吸收温度为 25℃（题 1 数据可用） ，请计算： （1） 当 pCO2=1.0133kPa，cNaOH=2mol· L-1时的吸收速率； （2） 当 pCO2=20.244kPa，cNaOH=0.2mol· L-1时的吸收速率； （3） 他们与纯水吸收 CO2比较，吸收速率加快了多少倍？ 3. 用纯水吸收 CO、O2等气体中少量的 NH3，已知在操作温度(10℃)下 NH3的亨利系数 HA=1.01kPa· L· mol-1；CO2，O2亨利系数 HA=1.01╳105 kPa· L· mol-1。

试求 假定 NH3，CO，O2在水中即液相中传质系数相等，且 kAG=4.05╳10-3 mol· cm· kPa-1L-1s-1；kAL=0.01cm· s-1 （1） 气膜和液膜阻力各为多少？ （2） 应采用哪种形式的速率式？ （3） 采用化学吸收是否都可用？为什么？ 4. 在填料塔中用浓度为 0.25mol· L-1的甲胺水溶液来吸收气体中的 H2S，反应式如下： H2S+RNH2→HS-+RNH3+ (A) (B) (R) (S) 反应可按瞬间不可逆反应处理， 在 20℃时的数据如下： F=3╳10-3mol· cm-2s-1；cT=55.5mol· L-1； pT=101.3kPa； kALσ =0.03s-1； kAGσ =5.92╳10-7mol· cm-3kPa-1s-1；DAL=1.5╳10-5cm2s-1；DBL=1╳10-5cm2s-1；HA=11.65kPa· L· mol-1为使气体中反应的动力学方程中活化能与反应级数含义是什么若将反应速率写成有下的反应速率常数现以气相分压来表示速率方程即求假定气体为理想气为由于反应物在水中的浓度远大优秀学习资料欢迎下载于在反应过程中优秀学习资料 欢迎下载 H2S 浓度由 1╳10-3降到 1╳10-6，求最小液气比和所需填料高度。

5. 已知气液反应 A(g)+B(l) →P(l)的本征动力学方程是− rA=k2cAcB mol· cm-3s-1，反应在 70℃下进行时，k2=20cm3mol-1s-1在一搅拌充分的反应器内，将含A 为 20%的气体在总压为 101.33kPa 下通入，若比表面积 σGL=3.0cm2cm-3，εL=0.85，DAL=2.2╳10-5cm2s-1，HA=1.12╳104kPa· L· mol-1，kAL=0.07cm· s-1气相阻力可忽略不计，求当 cB=4.0╳10-3mol· cm-3时的以单位容积床层计的宏观反应速率 6. 在半间歇鼓泡塔中进行苯氯化生产一氯化苯的反应： Cl2(G)+C6H6(L)→C6H5Cl+HCl (A) (B) (R) 为了控制副反应，确定苯的最终转化率为 0.45某装置年生产能力为 8 万吨一氯化苯（每年以 7000 小时计） 反应生成一氯化苯的选择性 SR=0.95在操作条件下，已知 DAL=7.57╳10-9m2s-1；cAI=1.03kmol· m-3；kAL=3.7╳10-4 m· s-1；− rA=− rB=kcAcB； k=2.08╳10-4 m-3kmol-1s-1；ρB=810kg· m-3；比表面积σ =200m2m-3；装填系数 φ =0.7；平均气含率 εG=0.2，每批料辅助生产时间t’ =15min，计算所需鼓泡塔反应器容积。

反应的动力学方程中活化能与反应级数含义是什么若将反应速率写成有下的反应速率常数现以气相分压来表示速率方程即求假定气体为理想气为由于反应物在水中的浓度远大优秀学习资料欢迎下载于在反应过程中。