反应项目工程考试习题集库及其答案解析

第一章绪论1.化学反应工程是一门研究的科学。（化学反应的工程问题）

2.化学反应工程是一门研究化学反应的工程问题的科学，既以作为研究对象，又以

为研究对象的学科体系。（化学反应、工程问题）

3.是化学反应工程的基础。（三传一反）

4.化学反应过程按操作方法分为、_____、_______操作。（分批式操作、连续式

操作、半分批式）

5.化学反应工程中的“三传一反”中的三传是指、、o（传质、传

热、动量传递）

6.不论是设计、放大或控制，都需要对研究对象作出定量的描述，也就要用数学式来表达

个参数间的关系，简称o（数学模型）

7.在建立数学模型时，根据基础资料建立物料、热量和动量衡算式的一般式为—（累

积量=输入量-输出量）

8.“三传一反”是化学反应工程的基础，其中所谓的一反是指_____o（D）

A.化学反应B.反应工程C.反应热力学D,反应动力学

9.“三传一反”是化学反应工程的基础，下列不属于三传的是（A）

A.能量传递B.质量传递C.热量传递D.动量传递

第二章均相反应动力学1.均相反应是指_。（参与反应的物质均处于同一相）

P

2.aA+bB--ApP+sS对于反应，则小=（/）。（|。|）

_几K0_11K

A.K~

3.着眼反应组分K的转化率的定义式为o（nK。）

4.当计量方程中计量系数的代数和等于零时，这种反应称为_____,否则称为。（等

分子反应、非等分子反应）

5.化学反应速率式为-G=KcC；C2,用浓度表示的速率常数为底，假定符合理想气体状态

方程，如用压力表示的速率常数除，则七=_______J（4T严+⑶）

6.化学反应的总级数为n,如用浓度表示的速率常数为（•,用逸度表示的速率常数K/,则

___________Kf。（（RT）"）

7.化学反应的总级数为n,如用浓度表示的速率常数为右，用气体摩尔分率表示的速率常

8.在构成反应机理的诸个基元反应中，如果有一个基元反应的速率较之其他基元反应慢得

多，他的反应速率即代表整个反应的速率，其他基元反应可视为处于0（拟平衡常态）

9.当构成反应机理的诸个基元反应的速率具有相同的数量级时，既不存在速率控制步骤时，

可假定所有各步基元反应都处于。（拟定常态）

10.活化能的大小直接反映了对温度的敏感程度。（反应速率）

11.一个可逆的均相化学反应，如果正、逆两向反应级数为未知时，采用一

法来求反应级数。（初始速率法）

12.生成主产物的反应称为其它的均为o（主反应、副反应）

P主（）

A

13.平行反应s（副）均为一级不可逆反应，若%>/，选择性S.与无关，

仅是的函数。（浓度、温度）

14.如果平行反应均为一级不可逆反应，若“主〉“副，提高选择性Sp应—

AT5（副）

_o（提高温度）

15.一级连串反应S在全混流釜式反应器中，则目的产物P的最大浓度

_______QM_______]

Gmax=_____、%,=0（[（K/4严+lf、病用'）

16.一级连串反应S在平推流反应器中，则目的产物P的最大浓度

Kjln（◎/K）

Cp,max=、，opl=o（k^2J、&一％）

K[Ko

17.一级连串反应A-AP—AS在间歇式全混流反应器中，则目的产物P的最大浓度

（j、[42/（%-&）]..[]、

k[ln（&/A]）

Cp,max=、'opi-o（\^2J、上2-）

K]K

18.一级连串反应A-AP—2AS在平推流反应器中，为提高目的产物P的收率，应

k/k\。（降低）

19.链反应的三个阶段为、、。（链的引发、链的传播、链的终止）

20.下列属于均相反应的是o（B）

A.煤炭燃烧B.氢气燃烧C.离子交换D,加氢裂解

21.下列属于均相反应的是_____o（A）

A.乙酸乙酯水解B.CuO的还原C.加氢脱硫D.电石水解

22.下列属于均相反应的是o(C)

A.催化重整B,催化裂解C.HC1与NaOH的中和D.水泥制造

23.下列属于非均相反应的是o(D)

A.乙酸乙酯水解B.氢气燃烧C.HC1与NaOH的中和D.催化裂解

24.下列属于非均相反应的是。(B)

A.乙酸和乙醇的酯化B.加氢脱硫C.氢气燃烧D.烧类气相裂解

25.化学反应C°+3“2oCH4+H.其中化学反应计量系数为-1的是哪种物质______。

(A)

A.COB.%C.CH,D.

26.化学反应2NO+2H2QN?+2H2O,其中化学反应计量系数为+2的是哪种物质。

(D)

A.NOB.%C.N2D,也。

RB反应组分

27.对于一非恒容均相化学反应*AAOB,A的化学反应速率

一心=o(A)

dfldn_=_"c2

_r-A-r=----Rr

4A

A.VdtB.VdtC.*dtD.Adt

28.对于一非怛容均相化学反应aAA一□Bb,反应产物B的化学反应速率，8-。

(B)

dndndC

,Ar=---BA

A「二VdtB.RVdtC."FD.Bdt

29.对于反应aA+bBpP+sS,贝(-乙)。(A)

pp_a|o_l

A1.B.aC.pD.P

30.对于反应aA+bBf-pP+sS,贝=______(一七)。(C)

b_pp\b\

A.PB.bc.wD.P

31.气相反应4A+B-*3R+S进料时无惰性气体，A与B以3：11的摩尔比进料，则膨胀

因子之=_______o(C)

A.1/4B.2/3C.-1/4D.-2/3

32.气相反应A+B-3P+S进料时无惰性气体，A与B以1：1摩尔比进料，则膨胀因子

SA=。(D)

A.-2B.-1C.1D.2

33.气相反应2A+B3P+S进料时无惰性气体，A与B以2：1摩尔比进料，则膨胀因

子"=o(C)

A.-1B.-1/2C.1/2D.1

34.气相反应2A+B—3P+S进料时无惰性气体，A与B以3：2摩尔比进料，则膨胀因

子盘=o(D)

A.-1B.1/3C.2/3D.1

35.气相反应8+3%。匕+比。进料时无惰性气体，C°与“2以1：2摩尔比进料，则

膨胀因子%。=o(A)

A.-2B.-1C.1D.2

36.气相反应2N°+H2'N2+H2O2进料时无惰性气体，NO与H?以1：2摩尔比进料，

则膨胀因子“。=o(B)

A.-1B.-1/2C.1/2D.1

37.气相反应N2+3H2=>2NH3进料时无惰性气体，M与小以2：3摩尔比进料，则膨胀

因子。(B)

A.-1B.-2/3C.2/3D.1

38.化学反应速率式为一。=如用浓度表示的速率常数为右，用压力表示的速率常

数为勺,则Kc=_______七。(B)

a+fi

A(H7T("+mB(RT)<"+mc(RT)(a-mD(RT)-

39.化学反应速率式为一G=Kc/Cg,如用浓度表示的速率常数为右，用压力表示的速率

常数为Kp,则降=九。(D)

A(网厂加"B.(RT)3mc.D.(/?r)-(a+z?)

40.反应C4H10----A2c2H4+H2>左=2.0S\则反应级数n=o(B)

A.0B.1C.2D.3

41.反应A+BfC,已知％=0.155-，则反应级数11=o(B)

A.0B.1C.2D.3

42.反应3A—P,已知左=0.15，w〃/・s,则反应级数n=。(A)

A.0B.1C.2D.3

43.反应CH3coOH+CH3cH20HCH3coOC2H5+40,已知k=231•SImol,则反应级数

n=o(C)

A.0B.1C.2D.3

44.反应N2+3H2=>2NH3,已知k=O.81/-s/7〃“/,则反应级数n=_______0(C)

A.0B.1C.2D.3

45.反应NaOH+HCl—►NaCl+^O,已知k=0.11・s/mol,则反应级数n=°(C)

A.0B.1C,2D.3

46.反应A+B-►C,已知k=U.45moi/l-s,则反应级数n=_______。(A)

A.0B.1C.2D.3

47.下列属于平行反应的是。（C）

一^^P住)

A+B^PA

A.A+B-PB[P+Bf/?c.S(副)D.A+B-P=R+S

48.串联反应A--P（目的）-R+S,目的产物P的得率Xp=_______。（B）

〃p―葭PO%—〃厂

n

A.〃A0—"AB.AoC,"s—"soD.〃R-几RO

49.串联反应A--P（目的）fR+S,目的产物P与副产物S的选择性＞=______o（C）

△p-几p()孔P一nPOhp_nPO

n

A.~AB.〃人0C.%—"soD.—几RO

50.串联反应A--P（目的）fR+S,目的产物P的总收率落=______o（A）

-几PO九p一Hponp_77Po..一八PO

A.nA0~nAB.nA0C,"s-nsoD.—几R°

一p住)

A-

51.如果平行反应S（副）均为一级不可逆反应，若EE＞E副，提高选择性%应

_______o（B）

A.提高浓度B.提高温度C.降低浓度D.降低温度

一^P（主）

A

52.如果平行反应S（副）均为一级不可逆反应，若%＞鼎，提高收率必应

_。(C)

A.提高浓度B.降低浓度C,提高温度D.降低温度

53.一级连串反应A-PfS在全混流釜式反应器中进行，使目的产物P浓度最大时的最

优空时力广o(D)

皿勺/5)m(KJKz)ln(K?/KJ

C."WT

A.KB.K「K\D.次陷

K|Ko

54.一级连串反应A-AP—AS在全混流釜式反应器中，则目的产物p的最大浓度

Cpmax=o(B)

_________—AO____Cao

B.[(勺/5产+1]2.[(&/(严+蜃

C.D

K,K，

55.一级连串反应A-AP-^S在间歇式反应器中，则目的产物P的最大浓度

o(A)

______CAO____C；o

B.[(3/4)”2+1『D.[(&/勺严+1]2

56.一级连串反应S在平推流管式反应器中，则目的产物P的最大浓度

Jmax=0(A)

____Co

D[(&/勺产+1]2

57.一级连串反应A-P-S在间歇式反应器中进行，使目的产物P浓度最大时的反应时

间％，=o(D)

1_ln(&/K?)♦(&/4)ln(KJ&)

A.B,K「K；C,JK、K；D.K

58.一级连串反应AfP-S在平推流管式反应器中进行，使目的产物P浓度最大时的反

应时间。(C)

1_ln(KJK?)ln(K/储)3&/4)

A.〃鸟B.K「用C.K「K、D.JK、K；

59.下列反应没有涉及到链反应的是o(B)

A.石油裂解B.酯化反应C.炫类氧化D.聚合反应

60.简述均相反应及其动力学的研究内容？

答：参与反应的各物质均处于同一个相内进行的化学反应称为均相反应。均相反应动力学是

研究各种因素如温度、催化剂、反应物组成和压力等对反应速率、反应产物分布的影响，并

确定表达这些影响因素与反应速率之间定量关系的速率方程。

61.简述链锁反应所具有的基本特征？

答：1）链反应具有三个阶段：链的引发、链的传播和链的终止；

2）链的引发和传播均需要通过游离原子或游离基；

3）游离原子和游离基均具有较高活性，容易受器壁或其它惰性物的作用而重新生成稳

定的分子，从而使链反应终止。

62.反应2N0+2H2=N2+2H,0,实验测得速率方程为：=”脸。/。试设定能

满足实验结果的反应机理。

2NO+H>N+HO

解：机理(1)：2*>222（慢）①

k2

H2O2+H2>2H2O（快）②

N2

Y2=%=k\C^0cH

所以与实验结果相同

机理(2)：ZNOoNQ（快速）③

N2O2+H2—!^N2+H2O2（慢速）④

H2O2+H2^-^2H2O（快）⑤

③达拟平衡态，④为速控步骤

YN.=75

c2

^N2O2beNO

由③得k&CN0=自，。

人发CW。人

代入

此机理与实验结果相同，选机理（2）,因其无叁分子反应，而机理（1）是。

63.由A和B进行均相二级不可逆反应。AK+aBB=«ss,速率方程：

空k

%

写成转化率时g。1一力八

（2）匕=。（1-心）

aC

CB=CB。（1—J六％A）=CB。（1一%力”）

aB“o

a_aBgo_%]

式中：%。8（）%

kt=—i

积分得（i-«,）cB0Li-%A.

64.反应AfB为n级不可逆反应。已知在300K时要使A的转化率达到20%需12.6分钟,

而在340K时达到同样的转化率仅需3.20分钟，求该反应的活化能Eo

达20%时，CA=0.8CA（）

k=-------（1.25-l）xl=A/xl

（«-DC：；o'tt

式中M为常数

Xnn=MX----------KAC—MX--------

30012.634。3.2

]n皿=]nM/3.2E（1___L）

*300M/12.68.314300340

E=29.06（kJ/mol）

65.考虑下述连串反应：A—A-B—Jc,已知上述反应中每一步均为一级反应，试求A、

B和C的浓度随间变化的函数式。

解：

对于反应物A,应有：

积分得C,=CAOexp（一左/）

,,,—――=k}CA—k2CB—kyCA0exp(——k2CB

对于B,应有dt

将上式两端乘以e*(z2f)可得

eyp(k2t)dCB+k2cBeyp(k2t)dt=kxCA{}e?q)[(k2-k1)t]dt

即d[CBe?qp(k2t)=k1CA0exp[(k2-kl)t]dt

将上式积分得，

k

CBexp(女2。=;、-go{expK屋一人”]—1}

k2-Kj

k

CB=7'7CAQ{exp(-kxt)-exp(-k2t)}

k2一h

TC/i+CB+金=CAO

kk

=C[l-------------exp(一女/)+---'—e邛(一

M40

Cc=CA0-(CA+CB)&一占斗k「k,”

第三章理想反应器1.理想反应器是指、。[理想混合(完全混合)反应器、

平推流(活塞流或挤出流)反应器]

2.具有良好搅拌装置的釜式反应器按反应器处理，而管径小，管子较长和流速较大

的管式反应器按反应器处理。(理想混合反应器、平推流)

3.分批式完全混合反应器操作的优化分析是以_____、为目标进行优化的。(平均

生产速率5最大、生产经费最低)

4.全混流反应器的空时丁是__与之比。(反应器的有效容积、进料流体的容积

流速)

5.全混流反应器的容积效率T1为与之比。(反应时间t、空时T)

-AH,）

6.全混流反应器的放热速率o（玲/，）

r（i+-^-）-（"+^2L）

7.全混流反应器的移热速率。，=o（%叫v。吟）

8.全混流反应器的定常态操作点的判据为o

dQdQ

9.全混流反应器稳定的定常态操作点的判据为_____、o（。。=0、万r〉方（;）

10.全混流反应器的返混。（最大）

n.平推流反应器的返混为_—。（零）

12.对于恒容的平推流管式反应器、、一致。（平均停留时间、反应

时间、空时）

13.对于恒容的__管式反应器平均停留时间、反应时间、空时一致。（平推流）

14.如果将平推流反应器出口的产物部分的返回到入口处与原始物料混合，这类反应器为

—的平推流反应器。（循环操作）

1对于循环操作的平推流反应器，当循环比B-0时为反应器，而当8时则相当

于反应器。（平推流、全混流

16.对于循环操作的平推流反应器，当循环比B-0时反应器内返混为,而当

8时则反应器内返混为（零、最大）

17.对于绝热操作的放热反应，最合适的反应器类型为。（全混流串平推流）

18.对于反应级数nVO的反应，为降低反应器容积，应选用反应器为宜。（全混流）

19.对于反应级数n>0的反应，为降低反应器容积，应选用—反应器为宜。（平推流）

20.对于自催化反应，最合适的反应器为。（全混流串平推流）

21.对于可逆的放热反应，使反应速率最大的反应温度乙=<,

D|"O"CAO（1—力A）

Kin,——

（《）石2（CRO+go/A））

一（玛一瓦）

Rin勺鱼士"

22.对于可逆的放热反应，达到化学反应平衡时的温度4=_____。（％O（CRO+CU）%A））

23.分批式操作的完全混合反应器非生产性时间％不包括下列哪一项o（B）

A.加料时间B.反应时间C.物料冷却时间D.清洗釜所用时间

24.在间歇反应器中进行等温二级反应A—B,-G=0.01C>>///-5,当时，求

反应至g=0.01，如/〃所需时间t=秒。(D)

A.8500B.8900C.9000D.9900

25.在间歇反应器中进行等温一级反应A~B,-乙=（）。1孰，雨/〃一，当CM'=时，求

反应至C,=（）Ol”/〃所需时间t=秒。（B）

A.400B.460C.500D.560

26.在全混流反应器中，反应器的有效容积与进料流体的容积流速之比为。（A）

A.空时TB.反应时间tC.停留时间tD,平均停留时间，

27.全混流反应器的容积效率n大于L0时，且随着的增大而增大，此时该反应的反应级

数n______o（A）

A.<0B.=0C.20D.>0

28.全混流反应器的容积效率n小于L0时，且随着然的增大而减小，此时该反应的反应级

数n。（D）

A.<0B.=0C.20D.>0

29.全混流反应器的容积效率n=1.0时，该反应的反应级数n_____o（B）

A.<0B.=0C.20D.>0

30.全混流釜式反应器最多可能有个定常态操作点。（C）

A.1B.2C.3D.4

31.全混流反应器中有个稳定的定常态操作点。（B）

A.1B.2C.3D.4

32.对于—_的反应器在恒容反应过程的平均停留时间、反应时间、空时是一致的。（D）

A.间歇式反应器B.全混流反应器C.搅拌釜式反应器D.平推流管式反应器

33.一级不可逆液相反应人=>2R,以。=2.30幻必///，出口转化率4=0-7,每批操作

时间f+r°=2.06/7,装置的生产能力为50000kg产物R/天，例R=60,则反应器的体积V为

/。（C）

A.19.6B,20.2C.22.2D.23.4

34.对于自催化反应，最合适的反应器为o（D）

A.全混流反应器B.平推流反应器

C.循环操作的平推流反应器D.全混流串接平推流反应器

35.对于绝热操作的放热反应，最合适的反应器为（D）

A.平推流反应器B.全混流反应器

C.循环操作的平推流反应器D.全混流串接平推流反应器

36.对于反应级数nVO的不可逆等温反应，为降低反应器容积，应选用（B）

A.平推流反应器B.全混流反应器

C.循环操作的平推流反应器D.全混流串接平推流反应器

37.对于反应级数n>0的不可逆等温反应，为降低反应器容积，应选用（A）

A.平推流反应器B.全混流反应器

C.循环操作的平推流反应器D.全混流串接平推流反应器

38.对于可逆放热反应，为提高反应速率应_____。（C）

A.提高压力B.降低压力C.提高温度D.降低温度

一P住）

A-

39.对于单一反应组分的平行反应s（副），其瞬间收率W随g增大而单调增大,

则最适合的反应器为o（A）

A.平推流反应器B.全混流反应器

C.多釜串联全混流反应器D.全混流串接平推流反应器

P住）

A-

40.对于单一反应组分的平行反应7"^S（副），其瞬间收率8P随G增大而单调下降,

则最适合的反应器为o（B）

A.平推流反应器B.全混流反应器

C.多釜串联全混流反应器D.全混流串接平推流反应器

41.简述理想反应器的种类？答：通常所指的理想反应器有两类：理想混合（完全混合）反

应器和平推流（活塞流或挤出流）反应器。所谓完全混合流反应器是指器内的反应流体瞬间

达到完全混合，器内物料与反应器出口物料具有相同的温度和浓度。所谓平推流反应器是指

器内反应物料以相同的流速和一致的方向进行移动，不存在不同停留时间的物料的混合，所

有的物料在器内具有相同的停留时间。

42.简述分批式操作的完全混合反应器？答：反应物料一次性投入反应器内，在反应过程中，

不再向器内投料，也不出料，待达到反应要求的转化率后，一次性出料，每批操作所需生产

时间为反应时间与非生产性时间之和，非生产性时间包括加料、排料和物料加热、冷却等用

于非反应的一切辅助时间。

43.简述等温恒容平推流反应器空时、反应时间、停留时间三者关系？答：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之比，所以三者相等。

44.对于可逆放热反应如何选择操作温度？答：1）对于放热反应，要使反应速率尽可能保

持最大，必须随转化率的提高，按最优温度曲线相应降低温度；2）这是由于可逆放热反应,

由于逆反应速率也随反应温度的提高而提高，净反应速率出现一极大值；3）而温度的进一

步提高将导致正逆反应速率相等而达到化学平衡。

.对于反应，々=占《，片；飞=「,当为＞当时如何选择操作温度可以提高产

45E2J

物的收率？

rkLET女旦出

S口=卫'R=cC=-^10-eeRTC

答：对于平行反应"勺七）/％的"A&oA\所以，当居〉后2时应尽可能提高

反应温度，方可提高R的选择性，提高R的收率。

46.在间歇釜中一级不可逆反应，液相反应Af2R,一心="Gkmol/m"•h,k=9.52X

109exp[-7448.4/T]hc^=2.3kmol/m3,以=60,c««=0,若转化率%=0.7,装置的生

产能力为50000kg产物R/天。求50C等温操作所需反应器的有效容积？（用于非生产性操

作时间to=O.75h）

解：反应终了时R的浓度为

CR=2CAOXA=3.22(kmol/m')

VCKMK_50000

f+~24

CH2=CH_CH=CH2(A)+“CH—C00CHHB)f。.COOCH3©该反应在全混流反应器

中进行，以A1C13为催化剂，反应温度201,液料的体积流速为0.5m7h,丁二烯和丙烯酸

甲酯的初始浓度分别为C。=96.5mol/m3,5。=184mol/n?,催化剂的浓度为C。=6.63mol/m\

速率方程一%=女「4,式中k=l.15X10"m3/mol•ks,若要求丁二烯转化率为40虬求：1）

反应器的体积V；2）容积效率n。

解：1）A+B—C

-勺=-学=2G）=匕。（1-4）C。

at

T_。机4=C4EA=x.

r

对于全混流反应器~Ak（\-xA）CD

__________04__________

=87.4(ks)=24.28(»

1.15xlO-3x(1-04)x6.63

V

T=&

・.・v0v0=0.5m/h

...V=TV„=24.28X0.5=12.14/

2)在分批式反应器内的反应时间为

也'=67(3

10

加-rAkCDl-xA

/67_

77=—=------=0.766

T87.4

48.在全混流反应器中一级不可逆反应，液相反应A-2R,~rA=^c，4kmol/m3,h,k=9.52

X109exp[-7448.4/T]h[=2.3kmol/m3,必=60,c««=0,若转化率4=0.7,装置的

生产能力为50000kg产物R/天。求50（等温操作所需反应器的有效容积和它的容积效率〃？

（用于非生产性操作时间to=O.75h）

解：（1）进料速度V。

:CR=2CA0XA

50000

V()CR=2CVX

A00A24x%

以CAO~2.3,xA=QJ,MR=60

vQ=50000/(24x60x2x2.3x0.7)=10.78//h

(2)反应器有效容积V

；T=上=£^=^4_

%kCAk(\-xA)

V=%%=27.34/

攵(1一4)

7448.4

k=9.52x109e*-=0.92

273+50

r=-Lln-*=1.31(〃)

0.921-0.7

49.现有一有效容积为0.75n?的搅拌釜反应器，其内设置有换热面积为5.On?的冷却盘管。

欲利用改反应器来进行A-R的一级不可逆的液相反应，其速率常数

A:=1.0788x109exp――（小）

LT」，反应热（-凶,.）=20921〃加。/4,原料液中A的浓度

C,\o=02mol〃,但不含反应产物R。此原料液的密度p=1050g/l；定压比热G>=2.929

（J/g-℃）o要求原料液的进料流率为%=3加'/〃，反应器出口的反应液中=0.皿，如/〃。

2

总传热系数U=209.2（KJ/m-h-℃）o所用的冷却介质的温度为25℃0试求满足上述反应

要求所需的反应温度以及料液的起始温度Too

解：1）计算反应温度T

55?5Q

女=1.0788x109exp[------]

根据T

T=308.6K

A)=T---------------------J

2)VOPCP

18x0.04x0.75x20921+209.2x5x(308.6-298.16)

稣=308.6-297.4K

3x1050x2.929

50.（CH3CO）2（A）+H2O（B）一►2cH3COOH（c）乙酸酎发生水解，反应温度25（,k=0.1556min

采用三个等体积的串联全混流釜进行反应，每个釜体积为1800cm,求使乙酸肝的总转化率

为60%时,进料速度一。

解：初始浓度为C">,离开第一釜为Ci,依次为GU、C«O

7_go-C“|

,/（-*（-rj,=kCM

1

CA2_]

对第二釜以一1十七

对于等体积釜串联1=汇2=「

C1.1

—A2=-----7n=1-------r

2

CA0（1+kT）（1+H）2

“A3=]-------------；-------T

同理（1+丘）-

/.T=2.3（min）

V1800r…/3,

%=—=---=782.6（。4/min.）、

T2.3

51.串联全混流反应器进行一级不可逆反应，假定各釜容积、温度相同，

Z=().92(〃T),yo=l()加3/〃,XA=O.9,试计算N为l,2,3的反应有效容积，如不考虑非生产性

操作时间的条件下分批式反应器的有效容积。

XA.N=]一~/

解：利用（1+S）

N（个）123

V（加3）97,847.037.6

若采用分批式

-In―--=——In---=2.503/?

0.921-0.9

t=k1-ZA

工=%,其中7为N=1时

rV

97.8

9.78〃

10

V..=上巴X97.8=25.03疝

9.78

52.应用两个按最优容积比串联的全混流釜进行不可逆的一级液相反应，假定各釜的容积和

操作温度都相同，已知此时的速率常数k=0.92h\原料液的进料速度%=10m7h,要求最终

转化率4=0.9,试求明、V?和总容积V。

解：对于一级不可逆反应应有

2(----------)r-I

a]i

Mu&A1/Cu)(l—九Al)_&°A0(l—“Al)?

a(——)

一九二111

代入八/~XA.i-lrA,M_rA.i_

]_]r]_____________i______'

得“。八0。一41)2X/U—X/U)_"Go(l—X人2)"Go(l-%)_

整理得式-2。+%=°

•.•/2=0.9,,XAI=0.6838

r,=——=————=2.35(A)

1

k(l-x川)0.92(1-0.6838)

K=31=23.5(/)

-9-”838

2

k(\-xA2)0.92(1-0.9)

V,=vor2=23.5(〃r')

总容积-=匕+匕=47(加)

53.用两串联全混流反应器进行一个二级不可逆等温反应，已知在操作温度下

}

k=0.92(mkmol'h'),CA0=2.30kmol/m\v0=\0m^h,要求出口x-0.9,计算该操作最优容

积比(匕/匕)和总容积丫。

3(一-~)

5=。[1]=2

解：CXA\^XA\《CAO(1—5)2"Co(1—工小)3

]

kcA；(y-xAy—短八，2(1-丸)2―kCA0\l-xAy

与「一3%2+3.0卜4_0.99=0

xM=0.741

0.741

工*―XAO=5.22/?

2

“CAOU—%A1)1.92x2.3x(l-0.741)

%-。川_0.9—0.741

2

kCM(1—x.2『-0§2x2.3x(l-0.9)

VJY,=%=522=0695

/r27.51

总容积丫=匕+匕=八％

...V=10X(7.51+5.22)=127,3m3

54.应用管径为D=12.6cm的管式反应器来进行一级不可逆的气体A的热分解反应，其计量

方程为A=R+S；速率方程为一J="C\；而k=7.8Xl()9exp[T9220/T](s'),原料为纯气体A,

反应压力P=5atm下恒压反应,T=500°C。XA=0.9,匕。=1.55kmol/h,求所需反应器的管长L,停

留时间3空时T(理想气体)。

解：反应气体的进料体积流速为：

%=®="等空=母66小)

反应流体在管内的体积流速为：

FRT

v=-r=F.(\+3AyMxA)RTIP

3-_2_-_1!.-1--1-=——RT

此处：尸。=匕。(纯气体)；加"0,A]，勒。尸

二V=%(l+4)/go

Q=FA=.0(1_XA)C,">=(I-XACO

而"V40(1+与)(1+xJ

r=上=j_r(l+x4)此

"丁"。(I-4)