化学反应工程第一章作业
化学反应工程1_7章部分答案
第一章绪论习题1.1 解题思路:（1）可直接由式（1.7）求得其反应的选择性（2）设进入反应器的原料量为100 ，并利用进入原料气比例，求出反应器的进料组成(甲醇、空气、水)，如下表：组分摩尔分率摩尔数根据式（1.3）和式（1.5）可得反应器出口甲醇、甲醛和二氧化碳的摩尔数、和。
并根据反应的化学计量式求出水、氧及氮的摩尔数，即可计算出反应器出口气体的组成。
习题答案:(1) 反应选择性(2) 反应器出口气体组成：第二章反应动力学基础习题2.1 解题思路:利用反应时间与组分的浓度变化数据，先作出的关系曲线，用镜面法求得反应时间下的切线，即为水解速率，切线的斜率α。
再由求得水解速率。
习题答案:水解速率习题2.3 解题思路利用式（2.10）及式（2.27）可求得问题的解。
注意题中所给比表面的单位应换算成。
利用下列各式即可求得反应速率常数值。
习题答案:(1)反应体积为基准(2)反应相界面积为基准(3)分压表示物系组成(4)摩尔浓度表示物系组成习题2.9 解题思路:是个平行反应，反应物A的消耗速率为两反应速率之和，即利用式（2.6）积分就可求出反应时间。
习题答案:反应时间习题2.11 解题思路:（1）恒容过程，将反应式简化为：用下式描述其反应速率方程：设为理想气体，首先求出反应物A的初始浓度，然后再计算反应物A的消耗速率亚硝酸乙酯的分解速率即是反应物A的消耗速率，利用化学计量式即可求得乙醇的生成速率。
（2）恒压过程，由于反应前后摩尔数有变化，是个变容过程，由式（2.49）可求得总摩尔数的变化。
这里反应物是纯A，故有：由式（2.52）可求得反应物A的瞬时浓度，进一步可求得反应物的消耗速率由化学计量关系求出乙醇的生成速率。
习题答案:（1）亚硝酸乙酯的分解速率乙醇的生成速率（2）乙醇的生成速率第三章釜式反应器习题3.1 解题思路:(1)首先要确定1级反应的速率方程式，然后利用式（3.8）即可求得反应时间。
(2)理解间歇反应器的反应时间取决于反应状态，即反应物初始浓度、反应温度和转化率，与反应器的体积大小无关习题答案:(1)反应时间t=169.6min.(2)因间歇反应器的反应时间与反应器的体积无关,故反应时间仍为169.6min.习题3.5 解题思路:（1）因为B过量，与速率常数k 合并成，故速率式变为对于恒容过程，反应物A和产物C的速率式可用式（2.6）的形式表示。
(完整版)化学反应工程习题
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N 2+3H 2=2NH 3中用N2、H 2、NH 3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S R B A 2121+=+的反应，其反应速率表达式为B AA C C r 5.02=，试求反应速率B r =？；若反应的化学计量式写成S R B A +=+22，则此时反应速率A r =？为什么？3、某气相反应在400 oK 时的反应速率方程式为221061.3AA P d dP -⨯=-τh kPa /，问反应速率常数的单位是什么？若将反应速率方程改写为21AA A kC d dn V r =⨯-=τh l mol ./，该反应速率常数k 的数值、单位如何？4、在973 oK 和294.3×103Pa 恒压下发生下列反应：C 4H 10→2C 2H 4+H 2 。
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235.4×103Pa /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）H 2的摩尔数；（3）丁烷的摩尔分率。
5、某溶液反应：A+B →C ，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C A0 = 2 kmol/m 3，C B0 = 4 kmol/m 3，C R0 = C S0 = 0。
反应混合物体积的变化忽略不计。
反应一段时间后测得C A = 0 .3 kmol/m 3，C R = 1.5 kmol/m 3。
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。
化学反应工程第一章习题参考答案
2010级第一章习题参考答案1-1 在银催化剂上进行甲醇氧化为甲醛的反应：进入反应器的原料气中，甲醇:空气:水蒸气＝2:4:1.3（摩尔比），反应后甲醇的转化率达72％，甲醛的收率为69.2％。
试计算：（1）反应的选择性；（2）反应器出口气体的组成解一：（1）由（1-17）式得反应的选择性为：0.629YS0.961196.11%X0.720====（2）进入反应器的原料气中，甲醇：空气：水蒸气=2：4：1.3（摩尔比），当进入反应器的总原料量为设甲醇的转化率为A P醛和二氧化碳的摩尔数nA 、nP和nc分别为：n A=n A0(1-X A)=7.672 mol n P=n A0Y P=18.96 moln C=n A0(X A-Y P)=0.7672 mol结合上述反应的化学计量式，水（nW ）、氧气（nO）和氮气（nN）的摩尔数分别为：n W=n W0+n P+2n C=38.30 moln O=n O0-1/2n P-3/2n C=0.8788 mol n N=n N0=43.28 mol解二：（1）根据定义：目的产物收率L AY=A消耗于主产物上的关键组分的量进入反应系统的的初始量目的产物选择率L AS=A消耗于主产物上的关键组分的量转化了的关键组分的量反应物的转化率AAAx转化了的关键组分的量＝进入反应系统的的初始量转化率、收率和选择率的关系Y=SAx已知：x CH3OH = 72% Y HCHO = 69.2%则%11.96%72%2.693===OHCHHCHOxYS（2）为方便计算，设进入反应器的甲醇的物质的量为2mol ，则即反应后混合气体中：N CH3OH = 2*(1-72%) =0.56molN HCHO = 2*69.2%=1.384molN H2O =1.3+2*69.2%+2*(72%-69.2%)*4/2=2.796molN CO2 = 2*(72%-69.2%)=0.056molN 空气 = 4-2*69.2%*1/2-2*(72%-69.2%)*3/2=3.224mol(其中N O2 = 4*21%-2*69.2%*1/2-2*(72%-69.2%)*3/2=0.064molN N2 = 4*79%=3.16mol ）总物质的量为：N T = 0.56+3.224+1.384+2.796+0.056=8.02mol各组分组成为：y CH3OH =0.56/8.02*100%=6.98%y 空气 = 3.224/8.02*100%=40.20%（其中y O2=0.80%,y N2=39.4%）y HCHO =1.384/8.02*100%=17.26%y H2O =2.796/8.02*100%=34.86%y CO2 = 0.056/8.02*100%=0.70%1-5 某气-固一级不可逆催化反应，按单位质量催化剂表示的本征动力学方程为A w A f k dW dN =-，式中f A 为反应组分A 的逸度。
化学反应工程 习题+1-1答案
解： c f L, D, , ,V , c0 , k
根据方程左右相等，则有：
L f g 3 a b 3c d e 3 f 3g 0 c d 0 d e g
假设 a,c,f 为已知数，则可求解其他参数如下：
a b a c f 1 c d c e c f 1 f g f 1
f 1
kc DL 0 VL
f 1
c kL 0 V
f 1
D L
f 1
代入原方程整理，得：
c c 0
L k D
a f 1
DV c0 kL V
mol a b M M L mol L L 3 3 3 L L LT T L
c d e f
L3 molT
g
mol La b3c d e3 f 3 g M c d mol f g T d e g 3 L
将上述系数代入原方程，则有：
c kLa D a c f 1 c cV c f 1c0f 1k f 1c0
L k D
a
DV kc0 D V
c
f 1
其中，最后一项变形如下：
kc0 D V
(0751)《化学反应工程》网上作业题及答案
[0751]《化学反应工程》第一次作业[论述题]计算题反应A → B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E。
参考答案：E=29.06kJ/mol，详细计算过程见附件1253762549155.doc[论述题]简述全混流模型的基本特征。
参考答案：全混流模型，亦称理想混合模型或连续搅拌糟式反应器模型，是一种返混程度为无穷大的理想化流动模型。
它假定反应物料以稳定流量流人反应器，在反应器中，刚进人反应器的新鲜物料与存留在反应器中的物料瞬间达到完全混合。
反应器中所有空间位置的物料参数都是均匀的，而且等于反应器出口处的物料性质，即反应器内物料浓度和温度均匀，与出口处物料浓度和温度相等。
物料质点在反应器中的停留时间参差不齐，有的很短，有的很长，形成一个停留时间分布。
搅拌十分强烈的连续搅拌槽式反应器中的流体流动可视为全混流。
[填空题]1. 化学反应工程中的"三传一反”中的三传是指。
2．气―固相催化反应的内扩散模数（Thiele模数）Φ=(V p/S p)(k v/D eff)1/2，它是表征内扩散影响的重要参数，数值平方的大小反映了与之比。
3.对于反应aA+bB-->pP+sS，则rP =__ ___(-rA)。
4. 平行反应A-->P（主），A-->S（副）均为一级不可逆反应，若E主>E副，选择性Sp与_______无关，仅是_______的函数。
5. 平推流反应器内返混为_______。
6. 全混流反应器t=0时,E（t）=_______。
7. 阶跃示踪法测定停留时间分布对应曲线为_______。
参考答案：1.传质、传热、动量传递2．表面反应速率、内扩散速率3．p/a4．浓度温度5．零6．1/t m7． F(t)曲线第二次作业[论述题]计算题乙烯直接水合制乙醇可视为对乙烯的一级不可逆反应，在300℃，7.09Mpa下，k=0.09s-1，D eff=7.04�10-4cm2/s,采用直径与高均为5mm的圆柱形催化剂，求内扩散有效因子。
化学反应工程__第四版__第一章作业
N T0
NT0
y0 H2O
NT0
y0 CO2
NT
yCO2
NT0
y0 N2
N y0 0 T CH4
NT
NT0
2NT0
y0 CH 3OH
2NT yCH3OH
yH2O yN2
yCH4
1
NT
NT0
2NT0
y0 CH 3OH
2NT yCH3OH
得
N
0 T
NT
1 1
2 yCH 3OH 2 yC0H 3OH
y CH3OH
N y 0
CH 3OH
00 T CH 3OH
H2O N2 CH4 小计
y0 H2O
y0 N2
y0 CH 4
1
N y0 0 T H2O
NT0
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱy0 N2
N y0 0 T CH4
N
0 T
摩尔流量
N T yCO
NT yCO2
N
0 T
y0 H2
2(
N
0 T
yC0O
NT
yCO )
3(
N
0 T
C4H9OH、N2][H、C、O、N] (2) [CO2、MgO、CaO、MgCO3、CaCO3] [Ca、Mg、C、O]
解(1)：写出原子矩阵
CO CO2 H2 CH3OH H2O CH4 CH3OCH3 C4H9OH N 2
00 2 4 2 4
6 10 0 H
[ ji]
11 1 2
由NT NT0 2NT yCH3OH 2NT yCO2
化学反应工程测试习题集(精心整理)
化学反应工程测试习题集（精心整理）第一章绪论1.化学反应工程是一门研究______________的科学。
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。
3._______是化学反应工程的基础。
）4.化学反应过程按操作方法分为_______、_______、_______操作。
5.化学反应工程中的“三传一反”中的三传是指_______、_______、_______。
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_______。
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.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_。
pP+S对于反应，则rP_______(rA)。
2.aA+bB3.着眼反应组分K的转化率的定义式为_______。
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_______。
5.化学反应速率式为rAKCCACB，用浓度表示的速率常数为KC，假定符合理想气体状态方程，如用压力表示的速率常数KP，则KC=_______KP。
6.化学反应的总级数为n，如用浓度表示的速率常数为KC，用逸度表示的速率常数，则KC=_______f。
K7.化学反应的总级数为n，如用浓度表示的速率常数为KC，用气体摩尔分率表示的速率常数y，则KC=_______Ky。
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_______。
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_______。
化学反应工程第五版答案
化学反应工程第五版答案【篇一：化学反应工程第一章习题参考答案】txt>1-1 在银催化剂上进行甲醇氧化为甲醛的反应：进入反应器的原料气中，甲醇:空气:水蒸气＝2:4:1.3（摩尔比），反应后甲醇的转化率达72％，甲醛的收率为69.2％。
试计算：（1）反应的选择性；（2）反应器出口气体的组成解一：（1）由（1-17）式得反应的选择性为：s???0.9611?96.11%x0.720（2）进入反应器的原料气中，甲醇：空气：水蒸气=2：4：1.3（摩尔比），当进入反应器的总原料量为设甲醇的转化率为ap醛和二氧化碳的摩尔数na、np和nc分别为： na=na0(1-xa)=7.672 molnp=na0yp=18.96 molnc=na0(xa-yp)=0.7672 mol结合上述反应的化学计量式，水（nw）、氧气（no）和氮气（nn）的摩尔数分别为：nw=nw0+np+2nc=38.30 molno=no0-1/2np-3/2nc=0.8788 molnn=nn0=43.28 mol解二：（1）根据定义：目的产物收率目的产物选择率y=消耗于主产物l上的关键组分a的量进入反应系统的a的初始量 s=消耗于主产物l上的关键组分a的量转化了的关键组分a的量反应物的转化率 xa＝转化了的关键组分a的量进入反应系统的a的初始量转化率、收率和选择率的关系y=xas已知：xch3oh= 72%yhcho = 69.2%s?则yhchoxch3oh?69.2%72%?96.11%（2）为方便计算，设进入反应器的甲醇的物质的量为2mol，则即反应后混合气体中：nch3oh = 2*(1-72%) =0.56molnhcho = 2*69.2%=1.384molnh2o =1.3+2*69.2%+2*(72%-69.2%)*4/2=2.796molnco2 = 2*(72%-69.2%)=0.056moln空气 = 4-2*69.2%*1/2-2*(72%-69.2%)*3/2=3.224mol(其中no2 = 4*21%-2*69.2%*1/2-2*(72%-69.2%)*3/2=0.064molnn2 = 4*79%=3.16mol）总物质的量为：nt = 0.56+3.224+1.384+2.796+0.056=8.02mol各组分组成为：ych3oh=0.56/8.02*100%=6.98%y空气= 3.224/8.02*100%=40.20%（其中yo2=0.80%,yn2=39.4%） yhcho=1.384/8.02*100%=17.26%yh2o=2.796/8.02*100%=34.86%yco2 = 0.056/8.02*100%=0.70%解：（1）?dnadna?kvrfa；??kwfa； dvrdwvr??b??bdvr?dw??dnadna????bkwfa dwdvr?b或者vr?sissdndna?p?w?i?pdvr?dw??a???i?p?kwfa dwsvsvdvrsvsi?psv即kvrsgsi??b?kw??p?kw?kw或 svsivr?sisdnadnasi?w?idvr?dw??????kwfa dwsgsgdvrsgsisgkvrsgsi??b?kw??p?kw?kw svsi（2）?dna?kwfa?kffa dw?kdnap?kcca?kca?cpa?kppa dwrgtrgtdnapyap?kcca?kc?kcya?kyya dwrgtrgt?对于理想气体，f接近于p，所以有kc?rgt?kp?rgt?kf?rgt?kw?rgtp?ky?dna?kwfa?kffa?kf?apa dwrgtp?ky kc?rgt?kp?rgt?kf?rgt?a?kw?1-6 有如下平行反应，0p为目的产物，各反应均为一级不可逆放热反应，反应活化能依次为e2e1e3，kj为j反应的指前因子，证明最佳温度top?e3?e2 k30(e3?e1)rln0k2(e1?e2)k1?k10e证明：?e1rte2rtncancanca0k2?k2e?k3?k30e因n相同，所以p的选择率 e?3rts??rprp?rs?rt1 1?s?trprp10k2k30(e1?e3)/rt(e1?e2)/rt1?0e?0ek1k1?令ds?0 dt所以0k30(e1?e3)/rtk2(e1?e2)/rtd(1?0e?0e)0k1k1k2e1?e2(e1?e2)/rtk3 0e1?e3(e1?e3)/rt???0e?0e?022dtk1rtk1rt1d()ds??dtdt0k2e1?e2(e1?e2)/rtk30e3?e1(e1?e3)/rte?0e整理，得022k1rtk1rtk30e3?e1e(e1?e2)/rt?0 (e1?e3)/rtk2e1?e2et?即ope3?e2k30(e3?e1) rln0k2(e1?e2)【篇二：化学反应工程作业答案】解： a?b?c?dra?k?c设a的转化率为xa，b的转化率为xb a?cbxa?na0?na??nanb0?nb??nb??xb? na0na0nb0nb0∵na0?nb0 ， ?na??nb ，∴ca?cb xaft=ca0?0dxa=ca0raxaf?011dxak=-=169.6 min2kc(1?x)ck?caa0afa0t与反应体积无关。
化学反应工程第一阶段作业答案作
作业第1题对于反应级数n＞0的不可逆气相等温反应，为降低反应器体积，应选用_______。
您的答案：A题目分数：0.5此题得分：0.5批注：《化学反应工程简明教程》P24第2题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_______。
您的答案：B题目分数：0.5此题得分：0.5批注：《化学反应工程简明教程》P24第3题下列单位不属于反应速率的是_______。
您的答案：B题目分数：0.5此题得分：0.5批注：《化学反应工程简明教程》P12第4题下面反应器中不属于理想反应器的是_______。
您的答案：D题目分数：0.5此题得分：0.5批注：《化学反应工程简明教程》P12第5题下面哪种反应器组合形式可以最大程度降低反应器体积_______。
您的答案：B题目分数：0.5此题得分：0.5批注：《化学反应工程简明教程》P31第6题“三传一反”是化学反应工程的基础，其中所谓一反是指_______。
您的答案：D题目分数：0.5此题得分：0.5批注：《化学反应工程简明教程》P12第7题“三传一反”是化学反应工程的基础，不属于三传的是_______。
您的答案：A题目分数：0.5此题得分：0.5批注：《化学反应工程简明教程》P2第8题比较下面四个活化能，当反应活化能为_______，反应温度降低10℃时，其速率常数变化最大？您的答案：D题目分数：0.5此题得分：0.5批注：《化学反应工程简明教程》P14第9题下列不属于间歇反应器特点的是_______。
您的答案：D题目分数：0.5此题得分：0.5批注：《化学反应工程简明教程》P23第10题下列不属于全混流反应器特点的是_______。
您的答案：B题目分数：0.5此题得分：0.5批注：《化学反应工程简明教程》P25第11题下列反应其中，_______的返混程度最大。
您的答案：B题目分数：0.5此题得分：0.5批注：《化学反应工程简明教程》P25第12题下列反应其中，_______的返混程度最小。
化学反应工程_陈晓_01习题 (1)
4NH3+5O2 =4NO+6H2O
如果进气中含氨 15%，进气状态为8.2atm，227ºC 。试求： （1）进气总浓度和氨浓度。 （2）恒压间歇反应器中，分别写出反应转化率对pi，ci和体积 V的函数。 （3）恒容间歇反应器中，分别写出反应转化率对pi，ci和总压 的函数。
解：(1)进气总浓度和氨浓度
p
8.2 1.01105
c0 RT 8.314 (273.15 227) 0.1972mol / L
cNH3,0 0.15 c0 0.02958mol / L
★ ★ ★变容反应过程
适用于气相反应 如果产物反应物的计量系数不匹配，恒压
，则变容。 变容，则浓度变化，影响反应速率 膨胀因子和膨胀率
rA
dCA dt
k1CA0 (1 x)(CB0
CA0 x) k2 (Cp0
CA0 x)CA0 x
rA
dCA dt
(k1 k2 )CA02 x2
(k1(CA0
CB0 ) k2CP0 )x k1CA0CB0
A (k1 k2 )CA02
B (k1CA0 k1CB0 k2CP0 )CA
令
D
B2 C 4A2 A
E B 2A
t
CA0 2 AD
ln
x
E E
D D
ln
x
E E
D D
t
CA0 2 AD
ln
E E
D D
x x
E E
D D
• CA0=4.066mol/m3 CB0=10.43mol/m3
• CP0=17.96mol/m3 x=0.356
习题1.2：210ºC等温条件下，进行亚硝酸乙酯的气相分解反应
化学反应工程习题参考答案
2010级第一章习题参考答案1-1 在银催化剂上进行甲醇氧化为甲醛的反应：进入反应器的原料气中，甲醇:空气:水蒸气＝2:4:1.3（摩尔比），反应后甲醇的转化率达72％，甲醛的收率为69.2％。
试计算：（1）反应的选择性；（2）反应器出口气体的组成解一：（1）由（1-17）式得反应的选择性为：0.629YS0.961196.11%X0.720====（2）进入反应器的原料气中，甲醇：空气：水蒸气=2：4：1.3（摩尔比），当进入反应器的总原料量为组分摩尔分率yi0 摩尔数ni0(mol)CH3OH 2/（2+4+1.3）=0.2740 27.40空气4/（2+4+1.3）=0.5479 54.79水 1.3/（2+4+1.3）=0.1781 17.81总计 1.000 100.0设甲醇的转化率为A P醛和二氧化碳的摩尔数nA 、nP和nc分别为：n A=n A0(1-X A)=7.672 mol n P=n A0Y P=18.96 moln C=n A0(X A-Y P)=0.7672 mol结合上述反应的化学计量式，水（nW ）、氧气（nO）和氮气（nN）的摩尔数分别为：n W=n W0+n P+2n C=38.30 moln O=n O0-1/2n P-3/2n C=0.8788 moln N=n N0=43.28 mol组分摩尔数（mol）摩尔分率%CH3OH 7.672 6.983HCHO 18.96 17.26H2O 38.3 34.87CO20.7672 0.6983O20.8788 0.7999N243.28 39.39解二：（1）根据定义：目的产物收率L AY=A消耗于主产物上的关键组分的量进入反应系统的的初始量目的产物选择率L AS=A消耗于主产物上的关键组分的量转化了的关键组分的量反应物的转化率AAAx转化了的关键组分的量＝进入反应系统的的初始量转化率、收率和选择率的关系Y=SAx已知：x CH3OH = 72% Y HCHO = 69.2%则%11.96%72%2.693===OHCHHCHOxYS（2）为方便计算，设进入反应器的甲醇的物质的量为2mol ，则即反应后混合气体中：N CH3OH = 2*(1-72%) =0.56molN HCHO = 2*69.2%=1.384molN H2O =1.3+2*69.2%+2*(72%-69.2%)*4/2=2.796molN CO2 = 2*(72%-69.2%)=0.056molN 空气 = 4-2*69.2%*1/2-2*(72%-69.2%)*3/2=3.224mol(其中N O2 = 4*21%-2*69.2%*1/2-2*(72%-69.2%)*3/2=0.064molN N2 = 4*79%=3.16mol ）总物质的量为：N T = 0.56+3.224+1.384+2.796+0.056=8.02mol各组分组成为：y CH3OH =0.56/8.02*100%=6.98%y 空气 = 3.224/8.02*100%=40.20%（其中y O2=0.80%,y N2=39.4%）y HCHO =1.384/8.02*100%=17.26%y H2O =2.796/8.02*100%=34.86% y CO2 = 0.056/8.02*100%=0.70%1-5 某气-固一级不可逆催化反应，按单位质量催化剂表示的本征动力学方程为A w A f k dW dN =-，式中f A 为反应组分A 的逸度。
化学反应工程原理第二版课后练习题含答案
化学反应工程原理第二版课后练习题含答案第一章：化学反应及其动力学1.1 选择题1.在一个二级反应中，反应物消耗的速率是：A. 指数级B. 线性级C. 平方级D. 无法确定答案：A2.在实验室里，观察到以下两个过程：I、反应物浓度显著降低时，反应速率也随之降低；II、加热环境下反应速率明显提高。
从以上两个过程可以推断：A. 反应是随机过程，和反应物数量无关B. 反应是由反应物占据的活性中心引发，活性中心数量随反应物浓度升高而增多C. 反应是由温度升高引起反应物动能升高而加快反应速率D. 反应是由催化剂引发的，加热可提高催化剂效率答案：C1.2 填空题1.在单级分步反应中，反应速率方程为 r=kC_A^m C_B^n ，其中，m+n=……答案：22.在第一级反应中，半衰期的定义为反应物浓度减少到初值的……答案：一半1.3 计算题1.在气相反应 A+B=C 中，当初浓度均为 2mol/L 时，反应速率为0.1mol/L*s，求 5s 后反应物含量（假设反应一级）。
答案：k = r/C_A = r/2 = 0.1/2 = 0.05kt = 0.05 5 = 0.25C_A = C_A0 * e^{-kt} = 2 * e^{-0.25} = 1.22mol/LC_B = C_B0 * e^{-kt} = 2 * e^{-0.25} = 1.22mol/LC_C = C_C0 + (C_A0-C_A) = 2 + (2-1.22) = 2.78mol/L2.在二级反应A+B→C 中，初时只有 A，它以 0.1mol/L的浓度存在；目标是 10min 之后浓度为 0.05mol/L。
反应速率常数为 0.0002L/mol∙min，计算 B 的增长者代表反应物的摩尔量。
答案：k = r/(C_AC_B)r = kC_AC_BdC_A/dt = -r = -kC_AC_BdC_B/dt = -r = -kC_AC_BC_A(t) = C_A0/(1+C_A0C_B0kt)C_B(t) = C_B0/(1+C_A0C_B0kt)10min = 600sC_A(600s) = 0.05mol/L = 0.1mol/L/(1+0.1mol/LC_B00.0002L/mol∙min600s)0.1mol/LC_B00.0002L/mol∙min600s = 1C_B0 = 5mol/L反应物摩尔量 = C_B0t = 5mol/L*600s = 3000mol。
化学反应工程练习2
第一章绪论一、选择题。
2.“三传一反”是化学反应工程的基础，下列不属于三传的是_______。
A. 能量传递B. 质量传递C. 热量传递D. 动量传递 二、填空题。
1. 所谓“三传一反”是化学反应工程学的基础，其中“三传”是指 、 和 ，“一反”是指 。
3.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_______。
4. 化学反应工程是一门研究 的科学。
5.化学反应工程的研究方法有 、 和 。
第二章均相反应动力学一、填空题。
1. 在均相反应动力学中，利用实验数据求取化学反应速度方程式的两种最主要的方法 为 和 。
2. 对于反应22A B R +→，各组分化学计量系数之间的关系为 νA ：νB ：νR ＝ 。
3. 气相反应4A + B → 3R + S ，进料时无惰性气体，A 与B 以3∶1的摩尔比进料，则膨胀因子A δ=_______。
4. 着眼反应组分A 的转化率的定义式为()A x =。
5. 一级不可逆反应，其反应速率方程为（ ）,反应时间与转化率的关系为（ ）。
三、简答题。
1.反应进度表达式：2.膨胀因子：3.膨胀率：4..转化率：5.复杂反应的选择性6.目的产物的收率 四、单项选择题。
气相变容反应22A B C +⇔，原料中混入了一定量的惰性气体（惰性气体与A 和B 的转化率为零时的初始总摩尔数比为1：1，A 与B 的比例为计量比），则膨胀率A ε为 。
A.-0.5； B. -1/3； C. -1/6； D. -5/6 五、多项选择题。
1. 对于一个均相变容反应，针对反应物A 的反应速率，下面表述正确的是 。
A. A A dc r dt =-；B. 01A A A A Ac dx r x dtε=⋅+；C. 0()1A A AA A x d x r c dtε+=；D. 1A A dn r Vdt=-⋅六、计算、证明题。
例2-1，习题2-4，习题2-6第三章理想流动均相反应器设计 一、选择题。
化学反应工程1-2章习题答案
化学反应工程1-2章答案（华东理工大学张濂版课后习题）第一章1-1 乙苯循环量：46kg/h 补充的新鲜乙苯：100-46=54 kg/h单程转化率=（100-46）/100×100%=54%选择率=（48/105）/(54/107)×100%=90.6%单程摩尔收率=（48/105）/(100/107)×100%=48.9% 单程质量收率=48/100×100%=48% 总摩尔收率=（48/105）/(54/107)×100%=90.6% 总质量收率=48/54×100%=88.9%单耗（摩尔）=1/90.6%=1.104 单耗（质量）=1/88.9%=1.1241-2以100kg进口气体为基准，设甲醛转化量为xkg则：进口出口100kg 100kg甲醛：10kg 1.6kg丁炔二醇：0kg 7.65kg转化率=（10-1.6）/10×100%=84%选择率=（7.65/86）/((10-1.6)/30)×100%=31.76%单程质量收率=7.65/100×100%=7.65%总质量收率=7.65/(10-1.6)×100%=91.07%1-3得到的顺丁烯二酸酐：20.27×34.5%=6.99t质量收率：6.99/7.21×100%=96.9%摩尔收率：(6.99/98)/(7.21/78)×100%=72.7%第二章2-1 化学计量方程式不影响速率表达式，因此以反应物B和产物P表示的反应速率表达式为：(-r B)=k B C B2C p22-2k C=(-r A)/C A n k P=(-r A)/P A nn=0 (-r A)=k C=k P mol/m3﹒hn=1 k C =(-r A)/C A=( mol/m3﹒h)/(mol/L)=(103h)-1k P=(-r A)/P A=( mol/m3﹒h)/Mpa=mol/m3﹒h﹒Mpan=2 k C=(-r A)/C A2=( mol/m3﹒h)/ (mol/L)2=(106h﹒mol)-1k P=(-r A)/P A2=( mol/m3﹒h)/(Mpa)2= mol/m3﹒h﹒Mpa2 2-3 t1=8d=11520min T1=20℃=293Kt2=10min T2=120℃=393Kln(r2/r1)=ln(k2/k1)=E/R(1/T1-1/T2)ln(11520/10)=E/8.314(1/293-1/393)E=67751J/mol2-4 ln(r2/r1)=ln(k2/k1)=E/R(1/T1-1/T2)1）r2/r1=2 T1=473K E1=156.9kJ/molln2=156.9×103 /8.314(1/473-1/T2)T2=482.3K=209.3℃△T=9.3℃2)同1），ln2=104.6×103 /8.314(1/473-1/T2)T2=489K=216℃△T=16℃2-5 ln(r2/r1)=ln(k2/k1)=E/R(1/T1-1/T2)ln2=E1/8.314(1/300-1/310) E1=57616J/mol同理：ln2=E2/8.314(1/400-1/410) E2=94607J/mol ln2=E3/8.314(1/500-1/510) E3=144040J/molln2=E4/8.314(1/600-1/610) E4=208332J/mol。
化学反应工程-第一次作业
1-1 用化学计量系数矩阵法确定下列反应系统有多少独立反应并写出一组独立反应。
2C 2H 4+O 2=2C 2H 4OC 2H 4+3O 2=2CO 2+2H 2O2C 2H 4O+5O 2=4CO 2+4H 2O根据01=∑=ni i ji A V 有：⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡442-5-02203-1-0021-2-⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡O H CO O H C O H C 2242242=0化学计量系数矩阵⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡442-5-02203-1-0021-2-~⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡------442500*********~⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡------442504425022031~⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡----000004425022031系数矩阵的秩为2，即有2个独立反应。
⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡----000004425022031⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡O H CO O H C O H C 2242242=0可得出独立反应方程为：C 2H 4+3O 2=2CO 2+2H 2O5O 2+2C 2H 4O=4CO 2+4H 2O1-2 用原子矩阵法确定下列反应系统的独立反应数，并写出一组独立反应。
（1）CO 、CO 2、H 2、H 2O 、CH 3OH 、CH 3OCH 3（2）H 2S 、O 2、SO 2、H 2O 、S解：（1）根据原子守恒方程01=∆∑=l k k ik N β （i=1……n ）0642200111021210011333222=⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡∆∆∆∆∆∆⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡OCH CH OH CH O H H CO CO N N N N N N H O C ，原子系数矩阵：⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡3211001-01010311-001~3211001-010********~642200111021210011可知原子系数矩阵的秩为3，独立反应数=物质数-秩数=3个。
化学反应工程-第1章
按参数空间分布程度：集中参数模型和分布参数模
型。 按参数与时间关系：定态模型和非定态模型。 按参数性质：确定模型和随机模型。 按建立模型的方法：机理模型和经验模型。
按参数连续性：连续体模型和细胞室模型。
按数学关系：线性模型和非线性模型。
2.数学模型的建立 过程分析：把握过程实质和影响因素， 区分主次。 合理简化提出模型：不失真、满足应 用要求、适应现有的实验条件和适应现有 的计算能力。 组织实验和参数估计。 模拟计算。
第一章 绪
论
1.1.2 化学反应工程的范畴和任务
化学反应工程学是一门研究化学反应的工程问题的科 学。 只研究化学反应本身的规律以及反应结果（反应速 率、选择性等）与温度和浓度的关系，而不涉及传递过 程，属化学动力学问题。 研究反应器构型，物料在其中的流动、传热和传质的 传递规律，以及传递过程对反应结果的影响。这属工程 问题。 根据化学动力学问题，解决工程问题，确定与反应特 性相适应的反应器型式、结构尺寸和操作条件，达到较 好的反应结果。这就是化学反应工程开发的核心内容。
反应器最优化有： 设计优化 管理优化 控制优化
1.5 反应器类型
第一章 绪
论
1.5.1 反应器分类
按反应相态：均相和非均相 按结构型式：固定床反应器、移动床反应器和流 化 床反应器；搅拌槽、鼓泡塔和管式反应器；特殊 反应器，如火焰反应器、气流床反应器、板式塔、光 化学反应器、砖窑等。 按操作方式：间歇操作反应器、连续操作反应器 和半连续操作反应器。 按物流流动状态：理想反应器（全混流反应器和 平推流反应器）和非理想反应器。 按传热方式：间接换热式反应器和直接换热式反 应器。
通过本课程的学习，要求考生正确理 解反应工程有关基本概念、基本原理，掌 握化学反应学科的学习方法及理论联系实 际方法，提高分析问题和解决问题的能力。
化学反应工程第一章习题答案
第一章习题1化学反应式与化学计量方程有何异同?化学反应式中计量系数与化学计量方程中的计量系数有何关系？答:化学反应式中计量系数恒为正值，化学计量方程中反应物的计量系数与化学反应式中数值相同，符号相反，对于产物二者相同.2 何谓基元反应?基元反应的动力学方程中活化能与反应级数的含义是什么？何谓非基元反应？非基元反应的动力学方程中活化能与反应级数含义是什么？答:如果反应物严格按照化学反应式一步直接转化生成产物,该反应是基元反应.基元反应符合质量作用定律.基元反应的活化能指1摩尔活化分子的平均能量比普通分子的平均能量的高出值。
基元反应的反应级数是该反应的反应分子数。
一切不符合质量作用定律的反应都是非基元反应。
非基元反应的活化能没有明确的物理意义,仅决定了反应速率对温度的敏感程度.非基元反应的反应级数是经验数值，决定了反应速率对反应物浓度的敏感程度。
3若将反应速率写成tc rd d AA -=-，有什么条件？ 答:化学反应的进行不引起物系体积的变化，即恒容。
4 为什么均相液相反应过程的动力学方程实验测定采用间歇反应器？答：在间歇反应器中可以直接得到反应时间和反应程度的关系，而这种关系仅是动力学方程的直接积分,与反应器大小和投料量无关。
5 现有如下基元反应过程，请写出各组分生成速率与浓度之间关系。
(1)A+2B ↔C A+C ↔ D (2)A+2B ↔C B+C ↔D C+D →E（3）2A+2B ↔CA+C ↔D 解（1）D4C A 3D D 4C A 3C 22BA 1C C22B A 1B D 4C A 3C 22B A 1A 22c k c c k r c k c c k c k c c k r c k c c k r c k c c k c k c c k r -=+--=+-=+-+-=（2）E6D C 5D 4C B 3D E 6D C 5D 4C B 3C 22BA 1C D4C B 3C 22B A 1B C22B A 1A 22c k c c k c k c c k r c k c c k c k c c k c k c c k r c k c c k c k c c k r c k c c k r +--=+-+--=+-+-=+-=（3)D4C A 3D D 4C A 3C 22B2A 1C C22B 2A 1B D4C A 3C 22B 2A 1A 2222c k c c k r c k c c k c k c c k r c k c c k r c k c c k c k c c k r -=+--=+-=+-+-=6 气相基元反应A+2B →2P 在30℃和常压下的反应速率常数k c =2。
化学反应工程习题
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化学反应工程第一章习题
化工zy1201第二组成员:
林洋、曹景顺、朱颜柳、李诗娇
1.乙烯氧化生成环氧乙烷，进料：乙烯15mol，氧气7mol,出料中乙烯为 13 mol,氧气为4.76mol,试计算乙烯的转化率，环氧乙烷的收率及选择率。
解：
C2H4＋0.5O2→C2H4O C2H4＋3O2→2CO2＋2H2O xA=(15mol－13mol)/15mol=0.133 第一个反应所消耗的乙烯＝转化的乙烯×S＝ 2mol ×S 第二个反应所消耗的乙烯＝转化的乙烯×（1－S）＝ 2mol ×(1 －S) 故有：2mol ×S ×0.5+2mol ×(1－S) ×3=7mol－4.76mol （以氧气为物料衡算的基准） S=0.752 Y=第一个反应所消耗的乙烯÷加入的乙烯总量 （15mol） 故Y＝2 × 0.752÷15=0.100 或Y＝ xA S=0.100
2.在间歇反应器中进行下列液相反应 A+B=R A+R=S 原料混合液浓度为 cA0=2mol/L cB0=4mol/L cR0=cS0=0 在反应时间为t，得到cR=0.3mol/L,求此组分B和S的浓度为多少？ 解： 设t时B和S的浓度分别为cB和cS 列出物料衡算表如下： 组分 t=0 t=t A 2.0 2-(4-cB)-cS=0.3 B 4.0 cB R 0 (4- cB )- cS=1.5 S 0 cS
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1.过程工业包括哪些过程？
2.什么是化工产品生产的关键过程。
3.化工过程可以同时发生在很宽的时间尺度和空间尺度上，都有哪些尺度？
4.什么是数学模型？
5.按照反应的可逆性，化学反应分为哪些类型？
6.按照反应的热效应，化学反应分为哪些类型？
7.按照压力的操作条件，反应过程分为哪些类型?
8.按照操作方法，反应过程分为哪些类型？
9．根据操作方法的不同，工业反应器可分为哪些类型？
10.釜式反应器和槽式反应器的区别是什么？
11.什么是停留时间分布？
12.什么是寿命分布？
13．什么是年龄分布?
14．什么是流动模型？
15.什么是流动的数学模型？
16.理想流动模型进行的两种极限情况是哪些？
17.平推流模型的特点有哪些？
18.全混流模型的特点有哪些?
19.化学反应过程主要包括哪两方面的内容?
20.按照是否使用催化剂，化学反应分为哪些类型？
21.按照反应物系相态分类，化学反应分为哪些类型？
22．什么是转化率？
23.什么是化学膨胀因子？
24.什么是同时反应？
25.什么是平行反应？
26.什么是连串反应？
27.什么是收率？
28.什么是选择率？
29.选择率，收率和转化率之间的关系是？
30．什么是间歇系统的反应速率？
31．什么是空间速度？空间速度和接触时间什么关系？
32.什么是液空速？
33.什么是湿空速？
34．什么是干空速?
35．提问：已知NA0，XA,CA0，VS0，τ0，试建立rA和XA,CA0，τ0之间的关系式。
36.化学计量式的左边，右边及等号各代表什么含义?
37.写出反应速率常数，并指出各字母代表的含义。
38.体积反应速率常数，表面反应速率常数和质量反应速率常数之间存在怎样的关系？
39.反应速率从常数和温度之间存在怎样的关系？
40.对于不可逆的单一反应，温度对其有怎样的影响？
41.对于不可逆的单一反应，为了获得较大的反应速率，在实际生产中还应考虑哪些问题？
42.对于可逆吸热的单一反应，温度对其有怎样的影响？
43.对于平行反应，反应物A1的消耗速率和产物A3，A4生成速率之间的关系是什么？
44.对于连串反应，中间产物A3的反应速率和组分A1的消耗速率及组分A4的生成速率之间是什么关系？
45.间歇操作具有怎样的特点？
46.连续操作具有怎样的特点?
47.对于等摩尔反应，转化率的表达式可进行怎样的表示?
48.对于反应4A+B=3R+S，则反应物组分A的化学膨胀因子等于多少？
49.已知元素矩阵的秩为3，反应组分为5，则独立反应等于多少？
50.什么是平行连串反应？。