化学反应工程课后答案
《化学反应工程》各章习题及答案
※<习题一>
※<习题二>
※<习题三>
※<习题四>
※<习题五>
※<习题六>
※<习题七>
※<习题八>
化学反应工程第三版郭锴课后答案
化学反应工程第三版郭锴课后答案
第一章简介
1.1 化学反应工程的定义
化学反应工程是研究化学反应过程及其工程应用的学科，
它涉及到反应热力学、反应动力学、反应装置设计等方面的内容。
1.2 化学反应工程的发展历史
化学反应工程的发展可以追溯到19世纪末，随着化学工业的迅速发展，越来越多的化学反应需要在工业生产中得到应用。随着对化学反应规律认识的深入，化学反应工程逐渐形成了独立的学科体系，并取得了重要的成果。
1.3 化学反应工程的重要性
化学反应工程在化工生产中起着重要的作用。通过对反应
过程的研究和优化，可以提高反应的产率和选择性，降低生产成本，实现资源的高效利用。因此，化学反应工程对于提高工业生产效益和推动可持续发展具有重要意义。
2.1 反应焓的计算
反应焓的计算是反应热力学的重要内容之一。在计算反应焓时，我们需要知道反应物和生成物的热力学性质，例如标准生成焓、标准摩尔熵等。通过热力学数据库或计算软件，可以方便地获取这些数据。
2.2 反应平衡常数的计算
反应平衡常数是反应热力学的另一个重要概念。它可以用来描述化学反应的热力学平衡状态。在计算反应平衡常数时，我们需要知道反应物和生成物的标准生成焓、标准摩尔熵等数据，并应用热力学公式进行计算。
2.3 选择性和产率的计算
在化学反应工程中，选择性和产率是评价反应过程的重要指标。选择性指在反应中所得到的目标产品所占的比例，而产率指目标产品的生成量与反应物的摩尔数之比。选择性和产率的计算通常涉及到反应物的消耗量、产物的生成量等信息。
3.1 反应速率方程的推导
反应速率方程是描述反应速率与反应物浓度之间关系的数
(完整版)化学反应工程课后习题答案.
原料气Bkg/h粗甲醇Akmol/h
100kmol放空气体
切线的斜率为
由（2.6）式可知反应物的水解速率为
2.2在一管式反应器中常压300℃等温下进行甲烷化反应：
催化剂体积为10ml，原料气中CO的含量为3%，其余为N2,H2气体，改变进口原料气流量Q0进行实验，测得出口CO的转化率为：
Q0(ml/min)
83.3
67.6
50.0
38.5
29.4
22.2
X(%)
nN=nN0=43.28 mol
所以，反应器出口气体组成为：
组分
摩尔数（mol）
摩尔分率%
CH3OH
7.672
6.983
HCHO
18.96
17.26
H2O
38.3
34.87
CO2
0.7672
0.6983
O2
0.8788
0.7999
N2
43.28
39.39
1.1.2工业上采用铜锌铝催化剂由一氧化碳和氢合成甲醇，其主副反应如下：
化学反应工程课后习题答案 吴元欣
N β kL ci cL
如果将上式与气膜传质速率式及界面条件 ci Hp i 联解即得 N KG ( pG p* ) KL (c* cL )
气-液反应广泛地应用于加氢、磺化、卤化、氧化等 化学加工过程；合成气净化，废气及污水处理，以及好气 性微生物发酵等过程均常应用气-液反应。
工业应用气－液反应实例
有机物氧化
链状烷烃氧化成酸；对-二甲苯氧化成对苯二甲酸；环己烷氧化成环 己酮；乙醛氧化成醋酸。
有机物氯化 苯氯化为氯化苯；十二烷烃的氯化；甲苯氯化为氯化甲苯。
，由化学
第一节 气-液反应平衡
将气液平衡关系
cA
H
A
p
* A
引入，则
p
* A
xB
[K c H A (1 xB )]
液相总的A组分浓度
c
0 A
cA
x B c B0
HA
p
* A
cB0
α
p
* A
1 α p*A
式中 α Kc HA 为平衡常数Kc与溶解度系数HA的乘积，表
征带化学反应的气-液平衡特征。
4. 化学吸收的增强因子
中速和快速反应过程，被吸收组分在液膜中边 扩散边反应，其浓度随膜厚的变化不再是直线关系 ，而变为一个向下弯的曲线，如下图所示。
化学反应工程第二版课后答案
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t
c r
d d A
A -
=-，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 ↔C
A+C ↔D 解
(1)
D
4C A 3D D 4C A 3C 22
B
A 1C C
22B A 1B D 4C A 3C 22
《化学反应工程》教材课后习题答案 李绍芬 天津大学
S Y 0.629 0.9611 96.11% X 0.720
（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 100mol 时，则反应器的进料组成为 组分 CH3OH 空气 水 总计 摩尔分率 yi0 2/（2+4+1.3）=0.2740 4/（2+4+1.3）=0.5479 1.3/（2+4+1.3）=0.1781 1.000 摩尔数 ni0(mol) 27.40 54.79 17.81 100.0
其中 xi=yiMi/∑yiMi。进料的平均摩尔质量 Mm=∑yiMi=10.42kg/kmol。 经冷凝分离后的气体组成（亦即放空气体的组成）如下：
组分 摩尔质量 摩尔分率 yi CO H2 CO2 CH4 N2 总计 其中冷凝分离后气体平均分子量为 M’m=∑yiMi=9.554 又设放空气体流量为 Akmol/h， 粗甲醇的流量为 Bkg/h。 对整个系统的 N2 作衡算得： 5.38B/28×1000+0.1029A=2.92 对整个系统就所有物料作衡算得： 100×10.42=B+9.554A 联立（A） 、 （B）两个方程，解之得 A=26.91kmol/h 反应后产物中 CO 摩尔流量为 FCO=0.1549A+9.38B/(28×1000) 将求得的 A、B 值代入得 FCO=4.431 kmol/h 故 CO 的全程转化率为 B=785.2kg/h (B) (A) 28 2 44 16 28 15.49 69.78 0.82 3.62 10.29 100
《化学反应工程》课后习题答案
解： （1）串联两个体积0.25m3的CSTR
VR V0
CA0 xA1 k CA21
CA0 (xA2 xA1) k CA2 2
0.25 7.14 103
35min
xA1 (1 xA1)2
xA2 xA1 (1 xA2 )2
3-7 已知： A P rA kCACP ; CP0 0 k 10 2 m3 /(kmol s); V0 0.002 m3 / s
CA0 2kmol / m3; 问xA 0.98时，
下列各种情况下的反应体积。
解： （1）单个PFR
根据
VR V0
CA0
xA dxA 0 rA
VR2 331 .63(s); V0
VR2 0.002 331 .63 0.66(m3)
习题3-8讲解
3-8 已知： A R
rA k1CA k2CR
x*A
2 3
;
xAf
1; 3
如何调节加料速率， 使xAf
1? 2
解： 当反应达到平衡转化率时
rA k1CA k2CR 0
k1 CR CA0 CA0 (1 x*A ) x*A 2 / 3 2
《化学反应工程》第三版(陈甘堂著)课后习题答案
《化学反应工程》第三版(陈甘堂著)课后习题答案
第二章均相反应动力学基础
2－4
三级气相反应2NO+O2
2NO2，在30℃及1kgf/cm2下反应，已知反应速率常数
2
kC=2.65×104L2/(mol2 s)，若以rA=kppApB表示，反应速率常数kp应为何值？
解：原速率方程
rA=
dcA2
cB=2.65×104cA
dt
由气体状态方程有
cA=
代入式（1）
2－5
考虑反应A
课
所以
kp=2.65×104×(0.08477×303) 3=1.564
后
当压力单位为kgf/cm2时，R=0.08477，T=303K。
答
p p 2
rA=2.65×10 A B =2.65×104(RT) 3pApB
RT RT
p表示的动力学方程。
解：
.因，
w
w
nAp
=A，微分得RTV
daw
案
2
4
网
pAp
，cB=B
RTRT
3P，其动力学方程为( rA)=
dnAn
=kA。试推导：在恒容下以总压VdtV
δA=
3 1
=21
dnA1dpA
=
VdtRTdt
代入原动力学方程整理得
w
dpA
=kpAdt
设初始原料为纯A，yA0=1，总量为n0=nA0。反应过程中总摩
尔数根据膨胀因子定义
δA=
n n0nA0 nA
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.co
（1）
mol/[L s (kgf/cm2) 3]
m
（1）
则
nA=nA0
1
(n n0)δA
1
(P P0)δA
（2）
恒容下上式可转换为
pA=P0
所以
将式（2）和式（3）代入式（1）整理得
2－6
在700℃及3kgf/cm2恒压下发生下列反应：
C4H10
发生变化，试求下列各项的变化速率。（1）乙烯分压；（2）H2的物质的量，mol；（3）丁烷的摩尔分数。
化学反应工程答案
2ft3/ min 时， 所需的反应器体积。 该系统的空速是多少?
解： v0 2ft3/ min 28.32 2L/ min 56.64L/ min
因为
V ， 所以
v0
V v0 5h 56.64(L/h) 60 17m3
空速SV 1/ 1/ 5 0.2h1
9v0
(采用POLYMATH)
VCSTR
v0
CA0 rA
( X 2 2
X1) 15 (0.7 0.3)v0
6v0
V 15v0 由此可见， PFR在前时， 体积较小。
(2) 如果体积流率为50L/ min， 最小的总体积是多少? 解：
Vmin 15v0 15 50L/ min 750L/ min
k C CA0
A
1 ln CA 1 ln NA /V k CA0 k NA0 /V
1 0.865min 1
ln
0.02 20
7.99 min
(2) 如果反应为二级反应：
rA kCA2， k 2L/(mol.min)， 计算消耗19mol A所需要的时间。 解：
dt dCA dCA
rA
k CA2
t 1 ( 1 1 ) V ( 1 1 ) 20 (1 1 ) 9.5 min k CA CA0 k NA NA0 2 1 20
化学反应工程李绍芬第三版课后答案
化学反应工程李绍芬第三版课后答案
1、苯丙素类的基本母核是具有一个或数个（）单元的天然化合物（）[单选题] * AC6-C3基团(正确答案)
BC6-C6基团
CC5-C3基团
DC8-C8基团
2、在结晶溶剂的选择过程中首先要遵循的是（）[单选题] *
A成分的纯度(正确答案)
B相似相容原理
C冷却热饱和原理
D以上都不对
3、阿托品的结构类型是（）[单选题] *
A喹啉类
B异喹啉类
C莨菪烷类(正确答案)
D苄基异喹啉类
4、E连续回流提取法(正确答案)能用乙醇作溶剂提取的方法有（多选）（）* A浸渍法(正确答案)
B渗漉法(正确答案)
C煎煮法
D回流提取法(正确答案)
5、下列应用最广的经典提取方法是（）[单选题] *
A水蒸气蒸馏法
B溶剂提取法(正确答案)
C超临界流体萃取法
D超声提取法
6、下列化合物中β位有-COOH取代的是（）[单选题] *
A大黄素
B大黄酸(正确答案)
C大黄素甲醚
D芦荟大黄素
7、属于挥发油特殊提取方法的是（）[单选题] *
A酸提碱沉
B水蒸气蒸馏(正确答案)
C煎煮法
D浸渍法
8、南五味子保肝的主要效药效成分是（）[单选题] *
A蒽醌
B香豆素
C黄酮
D木脂素(正确答案)
9、处方中厚朴主要化学成分厚朴酚，其结构类型是（）[单选题] * A黄酮
B香豆素
C木脂素(正确答案)
D三萜皂苷
10、具有升华性的生物碱是（）[单选题] *
A烟碱
B咖啡因(正确答案)
C槟榔碱
D苦参碱
11、游离生物碱和生物碱盐都易溶解的溶剂是（）[单选题] *
A三氯甲烷
B正丁醇
C乙醇(正确答案)
D水
12、从香豆素类的结构与分类看，下列属于简单香豆素类的是（）[单选题] * A龙脑
《化学反应工程》(第四版)课后习题答案详解
（2）单个CSTR
VR C A0 x Af 根据 V0 rA
C A0 x Af VR V0 kCA0 (1 x Af )[C A0 C A0 (1 x Af )] 1 2500( s) 0.01 2 (1 0.98)
VR 2500V0 2500 0.002 5(m )
x A1
0
xA2 dxA dxA 4.35 2 2 x A1 (1 x ) (1 x A1 ) A1
1 1 1 1 4.35 1 x A1 1 x A2 1 x A1 1 1 4.35; 1 x A1 1 5.35 4.35; 1 x A2 1 5.35; x A1 0.81; 1 x A1
习题3-9讲解
3-9
已知：A
L (异构反应 rA1 k1CA )
M
2A
(二聚反应 rA2 k1C )
ln(1 )
2 A
进料浓度为CA0。试证明在PFR中，
L最大收率为
证明：
0.25 35 3 7.1410
x A1
0
dxA ( x A2 x A1 ) 4.35 2 2 (1 x A1 ) (1 x A2 )
1 x A1 1 0.81 5.35
1 1 4.35; (1 x A1 )
《化学反应工程》课后习题答案
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XA，甲醛的收率为YP，根据（1.3）和（1.5）式可得反应器出口甲醇、甲醛和二氧化碳的摩尔数nA、nP和nc分别为：
切线的斜率为
由（2.6）式可知反应物的水解速率为
2.2在一管式反应器中常压300℃等温下进行甲烷化反应：
催化剂体积为10ml，原料气中CO的含量为3%，其余为N2,H2气体，改变进口原料气流量Q0进行实验，测得出口CO的转化率为：
Q0(ml/min)
83.3
67.6
50.0
38.5
29.4
22.2
X(%)
由已知循环气与新鲜气之摩尔比，可得反应器出口处的CO摩尔流量为
F’CO,0=100×0.2682+7.2×100×0.1549=138.4 kmol/h
所以CO的单程转化率为
产物粗甲醇所溶解的CO2、CO、H2、CH4和N2总量D为
粗甲醇中甲醇的量为
(B-D)X甲/Mm=(785.2-0.02848B)×0.8915/32=21.25 kmol/h
化学反应工程课后习题答案
化学反应工程课后习题答案
化学反应工程课后习题答案
化学反应工程是化学工程学科中的重要分支之一，它研究的是化学反应在工业
生产中的应用。通过对反应过程的分析和优化，可以提高反应的产率、选择性
和经济性。在学习化学反应工程的过程中，我们经常会遇到一些习题，下面我
将为大家提供一些常见习题的解答。
1. 习题一：对于一个一级反应A→B，初始浓度为C0的A，经过一段时间t后，浓度为Ct。求该反应的速率常数k。
解答：根据一级反应的速率方程，可以得到d[A]/dt = -k[A]，其中d[A]/dt表示
A的浓度随时间的变化率。根据题意，我们可以得到d[A]/dt = (Ct - C0)/t。将
这两个式子相等，可以得到(Ct - C0)/t = -k[A]。由于初始浓度为C0的A，所以[A] = C0。将这个值代入上式，可以得到(Ct - C0)/t = -kC0。整理一下，就可以
得到k = (C0 - Ct)/C0t。
2. 习题二：对于一个二级反应A + B→C，初始浓度分别为C0的A和C1的B，经过一段时间t后，浓度分别为Ct的A和Ct+1的B。求该反应的速率常数k。解答：根据二级反应的速率方程，可以得到d[A]/dt = -k[A][B]，d[B]/dt = -
k[A][B]。根据题意，我们可以得到d[A]/dt = (Ct - C0)/t，d[B]/dt = (Ct+1 - C1)/t。将这两个式子相等，可以得到(Ct - C0)/t = (Ct+1 - C1)/t = -k[A][B]。由于初始
化学反应工程课后答案
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_______、_______、_______。（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_______。（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_______。（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）
2. aA + bB
pP + sS 对于反应，则=P r _______)(A r -。（
a
p
）
3.着眼反应组分K 的转化率的定义式为_______。（0
0K K
化学反应工程(郭锴)第二版习题解答(1)
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t
c r
d d A A
-
=-，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)
D
4C A 3D D 4C A 3C 22
B
A 1C C
22B A 1B D
化学反应工程第三版课后答案
化学反应工程第三版课后答案
【篇一：化学反应工程第二版课后习题】
> 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? 3
4
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?c
a+c?d
10mkmols。现以气相分压来表示速率方程，即(?ra)=kppapb，求kp=?（假定气体为理想气体）
4
6
-2-1
2
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?
若将反应速率写成?ra??
dcadt
，有什么条件?
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? 7
8
反应a(g) +b(l)→c(l)气相反应物a被b的水溶液吸收，吸收后a与b生成c。反应动力学方程为：?ra=kcacb。由于反应物b在水中的浓度远大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。
反应2h2?2no?n2?2h2o，在恒容下用等摩尔h2，no进行实验，测得以下数据总压/mpa 半衰期/s
10 考虑反应a?3p，其动力学方程为?ra??
容下以总压表示的动力学方程。
11 a和b在水溶液中进行反应，在25℃下测得下列数据，试确定该反应反应级数和反应速度常数。
116.8 319.8 490.2 913.8 1188 时间/s
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1 绪 论
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） （1） 反应的选择性；
（2） （2） 反应器出口气体的组成。
解：（1）由（1.7）式得反应的选择性为：
（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），
A P 出口甲醇、甲醛和二氧化碳的摩尔数n A 、n P 和n c 分别为：
n A =n A0(1-X A )=7.672 mol
n P =n A0Y P =18.96 mol
n C =n A0(X A -Y P )=0.7672 mol
结合上述反应的化学计量式，水（n W ）、氧气（n O ）和氮气（n N ）的摩尔数分别为：
n W =n W0+n P +2n C =38.30 mol
n O =n O0-1/2n P -3/2n C =0.8788 mol
n N =n N0=43.28 mol
1. 1. 2其主副反应如
下：
由于化学平衡的限制，反应过程中一氧化碳不可能全部转化成甲醇，为了提高原料的利用率，生产上采用循环操作，即将反应后的气体冷却，可凝组份变为液体即为粗甲醇，不凝组份如氢气及一氧化碳等部分放空，大部分经循环压缩
原料气 Bkg/h 粗甲醇 Akmol/h
100kmol 放空气
体
原料气和冷凝分离后的气体组成如下：（mol）
组分原料气冷凝分离后的气体
CO 26.82 15.49
H
2
68.25 69.78
CO
2
1.46 0.82
CH
4
0.55 3.62
N
2
2.92 10.29
粗甲醇的组成为CH
3OH 89.15%,(CH
3
)
2
O 3.55%,C
3
H
9
OH 1.10%,H
2
O 6.20%,均为
重量百分率。在操作压力及温度下，其余组分均为不凝组分，但在冷凝冷却过程中可部分溶解于粗甲醇中，对1kg粗甲醇而言，其溶解量为CO
2
9.82g,CO
9.38g,H
2 1.76g,CH
4
2.14g,N
2
5.38g。若循环气与原料气之比为7.2（摩尔比），
试计算：
（1）（1）一氧化碳的单程转换率和全程转化率；
（2）（2）甲醇的单程收率和全程收率。
解：（1）设新鲜原料气进料流量为100kmol/h，则根据已知条件，计算进料原料
i i i i i m i i
。
M’
m =∑y
i
M
i
=9.554
又设放空气体流量为Akmol/h，粗甲醇的流量为Bkg/h。对整个系统的N
2
作衡算
得：
5.38B/28×1000+0.1029A=2.92 (A)
对整个系统就所有物料作衡算得：
100×10.42=B+9.554A (B)
联立（A）、（B）两个方程，解之得
A=26.91kmol/h B=785.2kg/h
反应后产物中CO摩尔流量为
F
CO
=0.1549A+9.38B/(28×1000)
将求得的A、B值代入得
F
CO
=4.431 kmol/h
故CO的全程转化率为
由已知循环气与新鲜气之摩尔比，可得反应器出口处的CO摩尔流量为
F’
CO,0
=100×0.2682+7.2×100×0.1549=138.4 kmol/h
所以CO的单程转化率为
产物粗甲醇所溶解的CO
2、CO、H
2
、CH
4
和N
2
总量D为
粗甲醇中甲醇的量为
(B-D)X
甲/M
m
=(785.2-0.02848B) ×0.8915/32=21.25 kmol/h 所以，甲醇的全程收率为
Y
总
=21.25/26.82=79.24%
甲醇的单程收率为
Y
单
=21.25/138.4=15.36%
2 反应动力学基础
2.1在一体积为4L的恒容反应器中进行A的水解反应，反应前 A的含量为12.23%（重量），混合物的密度为1g/mL，反应物A的分子量为88。在等温常压
解：利用反应时间与组分A的浓度变化数据，作出C
A
～t的关系曲线，用镜面法求得t=3.5h时该点的切线，即为水解速率。
切线的斜率为
由（2.6）式可知反应物的水解速率为
2.2在一管式反应器中常压300℃等温下进行甲烷化反应：
催化剂体积为10ml，原料气中CO的含量为3%，其余为N
2,H
2
气体，改变进口原
解：是一个流动反应器，其反应速率式可用（2.7）式来表示
故反应速率可表示为：
用X
A ～V
R
/Q
作图，过V
R
/Q
=0.20min的点作切线，即得该条件下的dX
A
/d(V
R
/Q
)
2.3已知在Fe-Mg催化剂上水煤气变换反应的正反应动力学方程为：
式中y
CO 和y
CO2
为一氧化碳及二氧化碳的瞬间摩尔分率，0.1MPa压力及700K时反
应速率常数k
W
等于0.0535kmol/kg.h。如催化剂的比表面积为30m2/g，堆密度为
1.13g/cm3，试计算：
（1）（1）以反应体积为基准的速率常数k
V
。
（2）（2）以反应相界面积为基准的速率常数k
g
。