1、第一章习题1 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。解 2Amin180iA0d19.)(.1kctkcxt为假 设 正 确 ， 动 力 学 方 程2 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： S R B OHCOHC2943S94342 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 750kgm-
2、3，反应器装填系数为 0.75。解133131111i 1.2m0.75894产0.894. .hr65产.in6r753.kg410.产hr64.kg792B9:1Ahr0.6.7mol58产5%r.62krkg240/R6 7 MSBA器器 投 料 量则量 流 量产 量3 反应(CH 3CO)2O+H2O2CH 3COOH 在间歇反应器中 15下进行。已知一次加入反应物料 50kg，其中(CH 3CO)2O 的浓度为 216molm-3，物料密度为 1050kgm-3。反应为拟一级反应，速率常数为 k=5.708107 exp(E/RT) min-1，E=49.82kJmol -1。求 x
3、A=0.8 时，在等温操作下的反应时间。解 min6.308.1ln052.1ln52.)34.9exp(78.5A 17kt24 在 555K 及 0.3MPa 下，在平推流管式反应器中进行气相反应 AP，已知进料中含 A 30%（摩尔分数） ，其余为惰性物料，加料流量为 6.3mols-1，动力学方程式为r A=0.27cA molm-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?解 1R0VNO30R111V95.0A95.0A133 s3.0075.1.296.m7.s s0.95.ln2.02dds6.486 pTSSxrxc标 准 空 速 为
4、 ：5 反应 A+BR+S，已知 VR=0.001m3，物料进料速率 V0=0.510-3m3min-1，c A0=cB0=5molm3，动力学方程式为r A=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，c B0=3kmolm-3，c A 饱和 =0.02kmolm-3，水溶液流量为 10m3hr-1。3解（1）平推流 5.0.1011)()(d0ARAf A
5、f020RAf Vkcxxx（2）全混流 330R 2BA0Am1245. 405.Vckrc（3）V R=0.001m3 时可达到的转化率 3820.115.0.A2AA33R 220ABA0A0xxxkccr4第二章习题1. 平行液相反应AP rP=1AR rR=2cAAS rS=cA2已知 cA0=2kmolm-3，c Af=0.2kmolm-3，求下列反应器中，c P 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 kmolm-3。解 3-A0f A2f0pPAPfA 2A2SRP mkol5.01.)1()( d)()(1For
6、)1(0Af0f ccSc ccrScc3- 22AffA0fA0pPmkol25.1 ).01(.)()(CSTRFr cc53- 22PAf1PA10Pmkol81.056. ).0(.)(Serisn CTR Fortwcc2. 自催化反应 A+P2P 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 kmolm-3，出口流中 cP= 0.9 kmolm-3，计算采用下列各种反应器时的空间时间 (=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
7、佳组合；(4)全混流反应器与一分离器的最佳组合。解 A20A0A0PA fin30 )1()1( 9.74.m1kol xkcxcrc min76.401.9.ln1ln1 d1ddFR Ainf0 A0AA00 finfinAfin xkc xkcxkcrxc xxin2.9.741CSTRFor Af20inf xkc6min91.3207.1.59.lnkol.0)1( min71.50).1(45.02d,1PFRCSTor 22 3A0A1inf A1AA xck xxrr ， 有令的 极 值 点 相 同与由 于 in71.50).1(4)1(5.,dCSTRFor A1inf01A
8、 xkcx分 离 器7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 80c/kgm-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解示踪法求停留时间分布规律t/min c/kgm-3c F(t) E(t) tc t2c0 0 0 0 0 0 010 3 3 0.125 0.0125 30 30020 6 9 0.3750 0.0250 120 240030 5 14 0.5833 0.0208
9、 150 450040 4 18 0.75 0.0167 160 640050 3 21 0.875 0.0125 150 750060 2 23 0.9583 0.0083 120 720070 1 24 1.0 0.0042 70 490080 0 24 1.0 0 0 0 24 80 332002222t min.73.40in.8tctc82 请将习题一中停留时间分布规律用对比时间 作变量，求 F()，E ()， ， 。2解 min3.5.10R0R2t Vt tEF3 在习题一的反应器中进行 AD 反应，已知 cA0=25molm-3，动力学方程为 rA=0.05cA molm-3m
10、in-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。计算出口物料中 A 组分的转化率。解（1）凝集流模型t/min c/kgm-3c F(t) ktcexp0 0 0 0 010 3 3 0.125 0.1189 0.0758220 6 9 0.375 0.2262 0.09197930 5 14 0.5833 0.1793 0.0464940 4 18 0.75 0.1365 0.0225650 3 21 0.875 0.0974 0.0102660 2 23 0.9583 0.0617 0.0041570 1 24 1.0 0.0294 0.0012680 0 24 1.0 0 24 0.2525745.exp1Aktcx(2)多级混合槽模型：756.008.43511.245.08.4A2 Nkx(3)PFR 模型： 81.03.1ln2d2d05.min3.AA0ARAxxrxcVxx(4)CSTR 模型：
