化学反应工程原理(华东理工大学版)第二
版第八章答案
篇一：化学反应工程原理(华东理工大学版)第三章答案 华东版
3-1 解：cA0kt?xA1?xA ?1把数据代入得cA0k? 当xA=时解得t=15min
所以，增加的时间为15-5=10min 3-2
解：?1?xA?1?nn?1?1??n?1?cA0kt （式A） 把xA=和t=10min代入解得cA0k? 再把t=30min代入（式A）解得xA= 所以，转化率应为1
3-3 解：设反应动力学方程为：?
则?1?xA?1?nn?1dcAn ?kcAdtn?1?1??n?1?cA0kt，且cA0=1 ?1???1??n?1?k8因此有 1?n?1???1??n?1?k18 解得：n=2;k=/mol·min 3-4
1）计算进料中酸、醇和水的摩尔浓度cA0、cB0、cS0（注意进料中水的浓度cS0不为0）。
2）列出当酸的转化率为xA时，各组分浓度的表示式： -11?n
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cA?cA0?1?xA? cB?cB0?cA0xA cR?cA0xA cS?cS0?cA0xA
3)将上列各式及各组分初浓度代入反应速率式，整理得 dxA2 ???10?6????dt
4）计算转化率达35%所需的时间为 t??
0dxA ????上述积分可查积分表用公式计算，也可用MATLAB语言的quad解算子计算，结果为 t?7153s?2h
5）计算所需反应器体积。先计算每天的反应批数，再计算每m3反应体积每天的生产量，然
后再计算达到要求产量所需反应器体积。答案为 VR= 3-5
1)设酯的平衡转化率为xAe，将平衡时各组分浓度代入化学平衡方程得：
? ??化简整理上述方程并求解得 xAe?%
2）此题解法与3-4中的步骤2～4相同，答案为t=276min 3）此时各组分的浓度为
酯：/L；水： mol/L；醇、酸： mol/L；
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反应物系的组成为
酯：%；水：%；醇、酸：%； 3-6
对可逆放热反应，当反应温度过低时，因反应速率过低转化率偏低，当反应温度过高时，转化率又会受化学平衡的限制。所以，对一定的平均停留时间都存在一能达到最高转化率的最优反应温度。对本题此最优反应温度可用解析法求解。 1） 列出反应器的物料衡算方程 qV?cA0?cA??VR??rA?
将反应动力学方程代入，整理后可得 xA?k?T??1???k?T??k??T???? 式（A） 2） 对上式求导，并令导数为零
?dkdk??dk???1??k?k?????k??????dTdTdTdxA?? ?2dT?1??k?k??????
dkkE将上式展开，并将代入，化简后可得 ?2dTRT ???E2E1?ln?? RT?k20?E2?E1? 于是Topt??E2
??E1Rln??k?E?E2021????12405
?325K
10000??ln??15??10?2405?30?
3）计算最优反应温度下的转化率。将T=325K代入式（A） xA?k?T??
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1???k?T??k?T???????10e?1???1012e?10000?32512?10000325?3012405?325?30??1015e???30? =% 3-7
解：依题意知，反应时间相同的情况下，虽然初始浓度不同，但转化率都相同，因此该反应应为一级反应。所以： t?11 lnk1?xA 把数据代入解得：k= 3-8
3-11 dA?kAS dt dA依题意知：??kA??A? dt解：?
dx因为：?2??C ax?bx?c? 合并同类项并定积分得：???293K? ???310K? ?E
RT ?根据阿累尼乌斯公式：k?k0e 可解得E≈66KJ 3-12 dcA
解：?k1cA Bk2cB化简得： 积分得： dcAdcBk1? cAcBk2
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篇二：化学反应工程原理第二版(华东理工大学版)第三章答案 解：cA0kt? xA1?xA
把数据代入得cA0k??1 当xA=时解得t=15min 所以，增加的时间为15-5=10min 3-2 解：?1?xA? 1?n
?1??n?1?cA0kt （式A） n?1 n?1
把xA=和t=10min代入解得cAk? 0
再把t=30min代入（式A）解得xA= 所以，转化率应为1 3-3 解：设反应动力学方程为：?则?1?xA?因此有 1?n n?1 dcAdt ?kcA n
?1??n?1?cA0kt，且cA0=1 1?n
?1???1??n?1?k8?1??n?1?k18 ?1??
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