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化学反应工程习题 第一部分：均相反应器基本理论 1、试分别写出N2+3H2=2NH3中用N2、H2、NH3的浓度对时间的变化率来表示的该反应的速率；并写出这三种反应速率表达式之间的关系。 2、已知某化学计量式为的反应，其反应速率表达式为，试求反应速率=？；若反应的化学计量式写成，则此时反应速率=？为什么？ 3、某气相反应在400 oK时的反应速率方程式为 ，问反应速率常数的单位是什么？若将反应速率方程改写为 ，该反应速率常数的数值、单位如何？ 4、在973 oK和294.3×103恒压下发生下列反应：C4H102C2H4+H2 。反应开始时，系统中含丁烷为116kg，当反应完成50%时，丁烷分压以235.4×103/s的速率发生变化，试求下列项次的变化速率：（1）乙烯分压；（2）H2的摩尔数；（3）丁烷的摩尔分率。 5、某溶液反应：A+BC，开始时A与B摩尔数相等，没有C，1小时后A的转化率为75%，当在下列三种情况下，2小时后反应物A尚有百分之几未反应掉？ （1）对A为一级、B为零级反应； （2）对A、B皆为一级反应； （3）对A、B皆为零级反应。 6、在一间歇反应器中进行下列液相反应： A + B = R A + R = S 已知原料组成为CA0 = 2 kmol/m3，CB0 = 4 kmol/m3，CR0 = CS0 = 0。反应混合物体积的变化忽略不计。反应一段时间后测得CA = 0 .3 kmol/m3，CR = 1.5 kmol/m3。计算这时B和S的浓度，并确定A 的转化率、生成R的选择性和收率。 7、一级可逆反应A = R在等温下进行。已知CA0 = 500mol/m3，CR0 = 0。若该反应在一间歇反应器中进行，且在反应温度下。经480 s后测得。（1）试确定此反应的动力学方程；（2）计算分别达到0.6和0.65所需的反应时间；（3）比较计算结果，你有什么体会？ 8、反应 H2 +C2H4 =C2H6 ，开始时各组分的含量为：2 mol H2、4 mol C2H4、2 mol 惰气，当H2的转化率为50%时，试计算该物系的总 mol 数。 9、在BR中，以硫酸为催化剂使过氧化氢异丙苯分解成苯酚、丙酮。该反应为一级反应，反应速度常数k为0.08s-1，若每小时处理过氧化氢异丙苯3m3，求转化率达98.8%时所需反应釜的实际体积为多少？每批操作非生产时间为3544.8s，装料系数为0.65(因反应过程起泡沫)。 10、反应物质A，按二级反应动力学方程式等温分解，在理想间歇釜式反应器中5min后转化率为50%，试问在该反应器中转化75%的A物质，需要增加多少分钟？ 11、在理想置换管式反应器内进行一个一级不可逆等温反应。反应器的有效体积为2 m3，原料以0.4 m3/ h的流量进入反应器，测得出口处转化率为60%；若改变原料流量为0.2 m3/ h，其它条件不变，出口处转化率应为多少？ 12、在管式反应器中进行一裂解反应A=R+S，实验测得该反应为一级不可逆反应，其动力学方程式为，若反应在P=101.3103Pa，T=546K的条件下进行，反应速度常数kP=7.7510-6Pa，试计算： 处理量为432m3/day的原料气要求转化率达82.6%时，所需反应器的VR？ 若反应器的反应管内径为100mm，则管长为多少？ 13、在实验室内用一个间歇搅拌的烧瓶进行一级不可逆反应，反应2h后，转化率达到99.9%。若改用连续化生产，并将反应器放大，选用一个CSTR进行此反应，其它工艺条件不变，平均停留时间为2h，且保持原来的反应速度常数值，试计算该反应的最终转化率。 14、在一容积为120的连续搅拌釜式反应器中进行如下液相反应： 含A为2.8的进料流与含B为1.6的进料流分别以相同的流率同时加入反应器中，若反应过程中物料的容积不发生变化，试求出口流中B的转化率为75%时，两股进料流的流量各是多少？ 15、用醋酸酐水解制醋酸是在一多段串联搅拌釜内进行的，已知醋酸酐进料为0.946m3/h，开始时没有醋酸存在，各釜反应均在150℃下进行，此时反应速率常数=0.0806min-1，转化率达到90%，求： （1）若为单釜操作时，所需反应器有效容积为多少？ （2）若为多釜串联操作时，已知各釜反应器容积为单釜操作时有效容积的1/10，则需几个这样的反应器串联操作？ 16、在两釜串联的反应器中，进行一液相反应，A+B=R+S，若动力学方程式为（当CA=CB时），已知k=1 m3/kmol.s，CA0=CB0=1 kmol/ m3，物料经过两釜总的平均停留时间为1s，试求该反应经过两釜串联反应后的转