1、 计算题部分2.3 已知在 Fe-Mg 催化剂上水煤气变换反应的正反应动力学方程为：20.85.4/wCOrkymolkgh式中 yCO和 yCO2为一氧化碳及二氧化碳的瞬间摩尔分率，0.1MPa 压力及 700K 时反应速率常数 kW等于 0.0535kmol/kg.h。如催化剂的比表面积为 30m2/g，堆密度为 1.13g/cm3，试计算：（1） （1） 以反应体积为基准的速率常数 kV。（2） （2） 以反应相界面积为基准的速率常数 kg。（3） （3） 以分压表示反应物系组成时的速率常数 kg。（4） （4） 以摩尔浓度表示反应物系组成时的速率常数 kC。解：利用（2.10）式及（2
2、.28）式可求得问题的解。注意题中所给比表面的单位换算成 m2/m3。 3230.45 0.453 30.45(1)16./.178(3)().1.()84 3.） vbwbg wvnpwckkmolha lPkgMPaRTk m.()kollgh3.2 拟在等温间歇反应器中进行氯乙醇的皂化反应：23222CHlONaCHONaClO以生产乙二醇，产量为 20/h，使用 15%（重量）的 NaHCO3水溶液及 30%（重量）的氯乙醇水溶液作原料，反应器装料中氯乙醇和碳酸氢钠的摩尔比为1：1，混合液的比重为 1.02。该反应对氯乙醇和碳酸氢钠均为一级，在反应温度下反应速率常数等于 5.2l/mo
3、l.h，要求转化率达到 95%。（1） （1） 若辅助时间为 0.5h，试计算反应器的有效体积；（2） （2） 若装填系数取 0.75，试计算反应器的实际体积。解：氯乙醇，碳酸氢钠，和乙二醇的分子量分别为 80.5,84 和 62kg/kmol,每小时产乙二醇：20/62=0.3226 kmol/h每小时需氯乙醇：0.3268.591./%kgh每小时需碳酸氢钠：.40.2/原料体积流量： 091.75.8/Qlh氯乙醇初始浓度： 0.32601.23/ACmol反应时间： 0 2010.952.68(1)5.3Af AfXXBddt hk反应体积： ()275.8966rVQt l（2） （
4、2） 反应器的实际体积：.705rVf4.19 现有反应体积为 1m3的活塞流反应器两个，拟用来分解浓度为 3.2kmol/m3的过氧化氢异丙苯溶液以生产苯酚和丙酮。该反应为一级不可逆反应，并在86等温下进行，此时反应速率常数等于 0.08s-1。过氧化氢异丙苯溶液处理量为 2.4m3/min。试计算下列各种情况下过氧化氢异丙苯溶液的转化率。（1） （1） 两个反应器串联操作；（2） （2） 两个反应器并联操作，且保持两个反应器的原料处理量相同，即均等于 1.2 m3/min；（3） （3） 两个反应器并联操作，但两者原料处理量之比为 1：2，即一个为0.8 m3/min，另一个则为 1.6
5、m3/min；（4） （4） 用一个反应体积为 2 m3的活塞流反应器替代；（5） （5） 若将过氧化氢异丙苯的浓度提高到 4 kmol/m3，其余条件保持不变，那么，上列各种情况的计算结果是否改变？相应的苯酚产量是否改变？（6） （6） 比较上列各项的计算结果并讨论之，从中你得到哪些结论？解：（1）两个反应器串联操作如图示：总反应体积为： 1112000()()()AAf AfXXXrrdddVFFRR将有关数据代入即得： 0.824/69.7%AfkXe（2）结果同（1） 。（3）第一个反应器， 301./minQ，.8/61975Ae而第二个反应器， 302./i，.816/2AXe两个
6、反应器出口混合后： 20.975.0.963（4）用一个反应体积为 2m3代替，其结果同（1） 。（5）当 CA0提高到 4kmool/m3时，由 1AfkXe可知，转化率与 CA0无关，所以，上列各种情况计算结果不变，而对苯酚产量：（以摩尔流量表示） 00AAFXQ说明苯酚产量与 CA0成正比，即产量增加。（6）从上列各种计算结果比较看出：（a）几个 PFR 串联与用一个大的 PFR，只要保持二者的总体积相同，其效果是一样的。 （b）在并联时，只要保持1020/rrV，其结果也是相同的。但 1020/rrVQ时，其总转化率是下降的。 （c）对一级反应最终转化率与 CA0无关，但目的产物的产量
7、与 CA0成正比关系。6.1、在半径为 R 的球形催化剂上，等温进行气相反应 AB。试以产物 B 的浓度 CB 为纵座标，径向距离 r 为横座标，针对下列三种情况分别绘出产物 B的浓度分布示意图。（1） （1） 化学动力学控制（2） （2） 外扩散控制（3） （3） 内、外扩散的影响均不能忽略图中要示出 CBG，C BS 及 CBe 的相对位置，它们分别为气相主体、催化剂外表面、催化剂颗粒中心处 B 的浓度，C Be 是 B 的平衡浓度。如以产物 A 的浓度 CA 为纵座标,情况又是如何?解(1)以产物 B 的浓度为纵座标(2)以产物 A 的浓度为纵座标简答题1 反应器按结构原理分为几类？2 简述关于空时 停留时间 反应时间的关系空时是反应器的有效容积与进料流体的容积流速之比。反应时间是反应物料进入反应器后从实际发生反应 的时刻起到反应达某一程度所需的反应时间。停留时间是指反应物进入反应器的时刻算起到离开反应器内共停留了多少时间。由于平推流反应器内物料不发生返混，具有相同的停留时间且等于反应时间，恒容时的空时等于体积流速只比，所以三者相等。 题型分布：选择，填空，判断：25 分左右 计算：52 分 简答：20 分左右多关注前六章的概念及第 8 章的气液固反应。 。第七章相对考点较少些。
