化学反应工程原理(华东理工大学版)第二版第八章答案

化学反应工程原理(华东理工大学版)第二版第八章答案

篇一：化学反应工程原理(华东理工大学版)第三章华东版3-1 解：cA0kt?xA1?xA ?1把数据代入得cA0k?0.2min 当xA=0.75时解得t=15min 所以，增加的时间为15-5=10min 3-2 解：?1?xA?1?nn?1?1??n?1?cA0kt （式A）把xA=0.75和t=10min代入解得cA0k?0.1 再把t=30min代入（式A）解得xA=1.25 所以，转化率应为 1 3-3 解：设反应动力学方程为：? 则?1?xA?1?nn?1dcAn ?kcAdtn?1?1??n?1?cA0kt，且cA0=1 ?1?0.8??1??n?1?k8因此有 1?n?1?0.9??1??n?1?k18 解得：n=2;k=0.5L/mol·min 3-4 1）计算进料中酸、醇和水的摩尔浓度cA0、cB0、cS0（注意进料中水的浓度cS0不为0）。 2）列出当酸的转化率为xA时，各组分浓度的表示式： -11?n cA?cA0?1?xA? cB?cB0?cA0xA cR?cA0xA cS?cS0?cA0xA 3)将上列各式及各组分初浓度代入反应速率式，整理得 dxA2 ??7.93?10?6?10.2?20.1xA?2.58xA?dt 4）计算转化率达35%所需的时间为 t??0.35 0dxA ?627.93?1010.2?20.1xA?2.58xA上述积分可查积分表用公式计算，也可用MATLAB语言的quad解算子计算，结果为 t?7153s?2h 5）计算所需反应器体积。先计算每天的反应批数，再计算每m3反应体积每天的生产量，然后再计算达到要求产量所需反应器体积。答案为 VR=51.9m3 3-5 1)设酯的平衡转化率为xAe，将平衡时各组分浓度代入化学平衡方程得：21.1512xAe?0.219 1.1511?xAe48.76?1.151xAe化简整理上述方程并求解得xAe?90.8% 2）此题解法与3-4中的步骤2～4相同，答案为t=276min 3）此时各组分的浓度为酯：0.207mol/L；水：47.816 mol/L；醇、酸：0.910 mol/L；反应物系的组成为酯：0.414%；水：95.80%；醇、酸：1.82%； 3-6 对可逆放热反应，当反应温度过低时，因反应速率过低转化率偏低，当反应温度过高时，转化率又会受化学平衡的限制。所以，对一定的平均停留时间都存在一能达到最高转化率的最优反应温度。对本题此最优反应温度可用解析法求解。 1）列出反应器的物料衡算方程 qV?cA0?cA??VR??rA? 将反应动力学方程代入，整理后可得xA?k?T??1???k?T??k??T???? 式（A）2）对上式求导，并令导数为零 ?dkdk??dk???1??k?k?????k??????dTdTdTdxA?? ?2dT?1??k?k?????? dkkE将上式展开，并将代入，化简后可得 ?2dTRT ???E2E1?ln?? RT?k20?E2?E1? 于是Topt??E2 ??E1Rln??k?E?E2021????12405 ?325K

10000??ln??15?5.254?10?2405?30? 3）计算最优反应温度下的转化率。将T=325K 代入式（A）xA?k?T?? 1???k?T??k?T??????6.92?10e?1??6.92?1012e?10000?32512?10000325?3012405 ?325?30?5.254?1015e???30? =63.5% 3-7 解：依题意知，反应时间相同的情况下，虽然初始浓度不同，但转化率都相同，因此该反应应为一级反应。所以： t?11 lnk1?xA 把数据代入解得：k=0.00656min-1 3-8 3-11 dA?kAS dt dA依题意知：??kA?0.7?A? dt解：? dx因为：?2??C ax?bx?c? 合并同类项并定积分得：11.3?1.4ln?2.4k?293K?0.71.3 11.24?1.4ln?0.434k?310K?0.71.24 ?E RT ?根据阿累尼乌斯公式：k?k0e 可解得E≈66KJ 3-12 dcA 解：?k1cA Bk2cB化简得：积分得： dcAdcBk1? cAcBk2 3-13篇二：化学反应工程原理第二版(华东理工大学版)第三章答案解：cA0kt? xA1?xA 把数据代入得cA0k?0.2min?1 当xA=0.75时解得t=15min 所以，增加的时间为15-5=10min 3-2 解：?1?xA? 1?n ?1??n?1?cA0kt （式A） n?1 n?1 把xA=0.75和t=10min代入解得cAk?0.1 0 再把t=30min代入（式A）解得xA=1.25 所以，转化率应为1 3-3 解：设反应动力学方程为：?则?1?xA?因此有 1?n n?1 dcAdt ?kcA n ?1??n?1?cA0kt，且cA0=1 1?n ?1?0.8??1??n?1?k8?1??n?1?k18 ?1?0.9? 1?n 解得：n=2;k=0.5L/mol·min-1 3-4 1）计算进料中酸、醇和水的摩尔浓度cA0、cB0、cS0（注意进料中水的浓度cS0不为0）。 2）列出当酸的转化率为xA时，各组分浓度的表示式： cA?cA0?1?xA?cB?cB0?cA0xAcR?cA0xA cS?cS0?cA0xA 3)将上列各式及各组分初浓度代入反应速率式，整理得dxAdt ??7.93?10 ?6 ?10.2?20.1x dxA A ?2.58xA? 2 4）计算转化率达35%所需的时间为 t? ? 0.350 7.93?10 ?6 ?10.2?20.1x A ?2.58x 2A ? 上述积分可查积分表用公式计算，也可用MATLAB语言的quad解算子计算，结果为t?7153s?2h 5）计算所需反应器体积。先计算每天的反应批数，再计算每m3反应体积每天的生产量，然后再计算达到要求产量所需反应器体积。答案为VR=51.9m31)设酯的平衡转化率为xAe，将平衡时各组分浓度代入化学平衡方程得： 1.151xAe 1.151?1?xAe??48.76?1.151xAe? 2 2 ?0.219 化简整理上述方程并求解得 xAe?90.8% 2）此题解法与3-4中的步骤2～4相同，答案为t=276min 3）此时各组分的浓度为酯：0.207mol/L；水：47.816 mol/L；醇、酸：0.910 mol/L；