1、第二章 均相反应动力学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。 2Amin180iA0d19.)(.1kctkcxt为假 设 正 确 ， 动 力 学 方 程3、 在间歇反应器中有一级液相可逆反应 ，初始反应时 CA0=0.5mol/L，C P0=0P反应 8min 后，A 的转化率为 1/3，而平衡转化率是 2/3，求此反应的动力学方程式。解： pACkdt21 21021 )( kxKkAeAeP 即根据一级可逆反应积分式 1212121 min0864.ln3ln8ln kkxktAe mi08
2、.mi0576. PApA CCkdt 2.7.215、恒温恒容的气相反应 A 3P，其动力学方程为 ，在反应过程VnkdtrAA1)(中系统总压 pt 及组分 A 的分压均为变量，试推导 的表达式。)(Atpfd解： AtA AtAAAAt AtAtkpdRTc VnkdpRTtdtptdrVnkvdp2211()2)(3) 0得即8、纯气相组分 A 在一等温等容间歇反应器中按计量式 进行反应，实验测得如PA5.2下数据，时间/min 0 2 4 6 8 10 12 14 分压pA/MPa0.1 0.08 0.0625 0.051 0.042 0.036 0.032 0.028 0.020用
3、积分法求此反应的动力学方程式。解：由于当 时， 常数，因此假设为一级可逆反应。t02.Ap） 即 ，即 ，达 到 平 衡 时 ，02202021 2121202151(.0)(5.1. .0).0(5.)(5.AAAAAeppeAeApppkkpkdtp kRTk MPacdtc tkp tkppktpdtpdAAAAApAAA2200000 5.12.8ln 5.1.l51ln 5.1251l .0 112min6.058.k即 ，斜 率)2.0(16.52.0, AApAdtpcc即第三章 均相反应过程1、液相一级等温反应在间歇釜中达到 70%转化率需要 12min，若此反应移到同温度下平
4、推流反应器和全混流反应器中进行时，所需要的空时和空速各为多少？ 解： 10011min0429.731in3.27).()(min83.122i.07l1lncv AAfAcvBRAxkcrxCSTRtPFxtkt中在空 速 中 所 需 的 空 时在3、液相反应在一间歇反应器中进行，反应速率如下表所示：CA/mol/L 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 1.0 1.3 2.0(-rA)/mol/(L.min) 0.1 0.3 0.5 0.6 0.5 0.25 0.10 0.06 0.05 0.045 0.042（1） 若 CA0=1.3mol/L， ，则反应时间为
5、多少？（2） 若反应移至平推流反应器中进行，C =.5mol/L，F A0=1000mol/h，求0AxA0=0.30 时所需反应器的大小。（3） 当 CA0=1.2mol/l，F A0=1000mol/h ，x A=0.75 时，求所需全混流釜式反应器大小。解：由 表作出 曲线)(ArcAcr)(1（1） min7.2 045.3.02105.6.0216.1.5.215. ?3.0,3. 111110 ）（）（ ）（用 梯 形 法 BRfA tLmolLmolAc0.1 0.2 0.3 0.4 05 0.6 0.7 0.8 1.0 1.3 2.0)(r0.1 0.3 0.5 0.6 0.5
6、 0.25 0.1 0.06 0.05 0.045 0.042)(1A10 3.33 2 1.67 2 4 10 16.67 20 22.22 23.8（2） lmoxcFV molLrcrdcrcFVLmolxcAAfpApAAAAAopf 3.0)75.1(2.)()3( 96891. in81.9)67.2.(.21).3.0)(.(2 .).28.(7.02.(1,5. 37.20.167.0.35.,0. )()(05.135.00).100 梯 形 法 ：用 内 插 法 ： LVrcFfA25601. 5.1.)(5、丙烷裂解为乙烯的反应可表示为C3H8C 2H4+CH4（忽略副反
7、应）在 772等温反应时，动力学方程为- ，其中 k=0.4h-1。若系统保持恒压Akpdtp=0.1MPa, 0=0.8m3/h(772，0.1MPa)，求当 xA=0.5 时，所需平推流反应器的体积大小。解：恒压变容反应3000 202 20 3607.2846.3 46.32ln.1ln)1()(2)( 1)1( )(111)(5.043.81mVxkxkdvctxcr xkktdpdtxtp dtxxtdxcvVmolRTpp AxAp AAA AAAA AAAA即 ：8、一级反应 AP，在一体积为 VP 的平推流反应器中进行，已知进料温度为 150，活化能为 84kJmol-1，如改
8、用全混流反应器，其所需体积设为 Vm，则 Vm/Vp 应有何关系?当转化率为 0.6 时，如果使 Vm=Vp，反应温度应如何变化?如反应级数分别为n=2，1/2，1 时，全混流反应器的体积将怎样改变？解： )1ln()(exp(1ln)(CSTR)1ln(1ddPF)exp()( ApmA0m A00AA0APxTExkVkc xkcxrVcRTEkcr)1ln()( IFAPmxkVK07.43215.6.4389. 15.276exp610. 637.43.8)0ln(.exp10.6 and IFmmmmPAPmTTTTREVnnkcxFVcckcxnVFAf0m1Am2A1m1/1/2
9、/A0mm2,2/1,或PPT 课件答案1、 在间歇反应器中进行液相反应 A+BP，C A0=0.307mol/L，测得二级反应速率常数k=61.510-2L/（ molh）,计算当 CB0/CAO=1 和 5 时，转化率分别为 0.5,0.9,0.99 所需要的反应时间，并对计算结果加以讨论。2、 已知：苯醌与环戊二烯在 25下进行液相二烯合成反应 A+BC(-rA)= ；k=9.9210 -3m3/kmols；C AO=0.1kmol/m3；C BO=0.08kmol/m3；BCkxA=0.95；t /=1h；每天处理 300kg 环戊二烯。求：反应器有效容积？； (-rA)= =Otrd
10、0)(kB2)1(ABOAxh65.30195.08.192.)1(3 ABOxkC /21.47.46/./ 3hmvBo V= 2)()( 3/ mtOA Ax xBOABOdkCxkt0 02)()(3、在等温间歇反应器中进行乙酸乙酯皂化反应：CH3COOC2H5+NaOHCH3COONa+C2H5OH 该反应对乙酸乙酯及氢氧化钠均为一级。反应开始时乙酸乙酯及氢氧化钠的浓度均为 0.02mol/l，反应速率常数等于 5.6l/mol.min。要求最终转化率达到 95%。 试问： （1）当反应器的反应体积为 1m3 时，需要多长的反应时间？ （2）若反应器的反应体积为 2m3 时，所需的反
11、应时间又是多少？ 解：（1）t=C A00XA fdXA/(-RA)=CA00XAfdXA/k 2A0C2A0 (1-XA)2 =1/(kCA0) XA/(1-XA) =1/(5.60.02)0.95/(1-0.95) =169.6min（2.83h）（2）因为间歇反应器的反应时间与反应器的大小无关，所以反应时间仍为 2.83h。4、平推流反应器中进行二级反应，当进料初浓度从 30降到 4，若要求反应结果的残余浓度维持在 0.1%，问进料流率应作如何调整？5、01022001.01010.01.4.4.-3.3Cmin2).(21A000vkVvvt rAdCrXCACkVAAA二 式 相 除 ： 时 ，当 时 ，当 代 入 数 据 ：
