化学反应工程第三版课后答案
【篇一：化学反应工程 第二版课后习题】
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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 4 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
10mkmols。现以气相分压来表示速率方程，即(?ra)=kppapb，求kp=?（假定气体为理想气体） 4 6 -2-1 2
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? 若将反应速率写成?ra?? dcadt
，有什么条件?
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? 7 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。
反应2h2?2no?n2?2h2o，在恒容下用等摩尔h2，no进行实验，测得以下数据 总压/mpa 半衰期/s
10 考虑反应a?3p，其动力学方程为?ra?? 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。
116.8 319.8 490.2 913.8 1188 时间/s -3
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? dprdnsdya ，?。 dtdtdt dpadt
?0.24mpa?s ?1
3-1-1-3-3 3-1
0.0272
265 0.0326 186 0.0381 135 0.0435 104 0.0543 67 求此反应的级数。 1v
dnadt nav
??k试推导在恒 ∞ 42.4 0 ，求此时
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： 24
ch3cooh?c4h9oh????ch3cooc hso 4
h9?h2o
?a? ?b? ?r? ?s?
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 -3
15 反应(ch3co)2o+h2o→2ch3cooh在间歇反应器中15℃下进行。已知一 -37
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:
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-3-3a-3-1
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
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，求化学膨胀率（用两种方法）。 -3
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
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
24 在全混流反应器中进行如下等温液相反应： rc=k1ca2 2a→b＋c rd=2k2cacb a＋b→2d -3 -3 -1 -3-1 -1
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 1 ???
4. 在体积vr=0.12m的全混流反应器中，进行反应a?br?s，式 ???k
3 k 2
b的转化率为75％时，求每种物料的流量。 ??，已知?3
5. 可逆一级液相反应a?ca0?0.5kmol?m,p ??? cp0?0 ；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→prp=1
【篇二：化学反应工程习题解答吴元欣】
解：（1）反应的选择性为： s?
y0.629
??0.9611?96.11% x0.720
（2）进入反应器的原料气中，甲醇：空气：水蒸气=2：4：1.3（摩尔比），当进入
反应器的总原料量为100mol时，则反应器的进料组成为： 组分 摩尔分率yi0 摩尔数ni0(mol) ch3oh 空气 h2o 总计
2/（2+4+1.3）=0.2740 4/（2+4+1.3）=0.5479 1.3/（2+4+1.3）=0.1781 1
27.4 54.79 17.81 100
设甲醇的转化率为xa，甲醛的收率为yp，反应器出口ch3oh、ch3cho和co2的摩尔数na、np和nc分别为：
na=na0(1-xa)=7.672 mol np=na0yp=18.96 mol nc=na0(xa-yp)=0.7672 mol
结合上述反应的化学计量式，h2o（nw）、o2（no）和n2（nn）的摩尔数分别为：
nw=nw0+np+2nc=38.30 mol no=no0-1/2np-3/2nc=0.8788 mol nn=nn0=43.28 mol
所以，反应器出口气体组成为： 组分 摩尔数（mol） 摩尔分率% ch3oh hcho h2o co2 o2 n2
7.672 18.96 38.3 0.7672 0.8788 43.28 6.983 17.26 34.87 0.6983 0.7999 39.39
1-3解：以100mol进料为基准，并设x和y分别表示环氧乙烷和二氧化碳的生成量，根
据题目给的进料组成和化学计量关系列式： 1
c2h4?o2???c2h4o (1) 2
c2h4?3o2???2co2?2h2o(2) 可列出下表：
组成 c2h4 o2 c2h4o co2 h2o ar n2 反应器进口/%
15 7 0 10 0 12 56 反应器出口/% 15-x-0.5y 7-0.5x-1.5y x 10+y y 12 56 由于反应器出口气出下面两个方程： 15?x? yx3y 7??
?0.131及 ?0.048 xx100?100? 22
解得：x=1.504mol y=0.989mol
乙烯的转化量为：1.504+0.989/2=1.999mol 所以，乙烯的转化率为：1.999/15=13.33% 环氧乙烷的收率为：1.504/15=10.03% 反应的选择性为：s=0.1003/.1333=75.24%
1-5解：由丁二烯氧化反应可知，反应过程中，反应混合物的总物质的量发生变化。如果
进料为100mol，则由氮平衡可算出反应后混合气的量为： 100? 27.0
?103.4mol 26.1 x?
丁二烯的收率 7.05?1.758 ?75.1%
7.054.6?0.06 ?64.4% 7.05
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