0、1习题《催化反应工程》

r×104(mol/g·min) 0.672 1.072 0.598 0.713 0.613 0.834 0.828 0.656 0.694 0.791 0.418
9、二甲醚在504℃时热分解反应为
CH 3OCH 3 CH 4 H 2 CO
反应在等温间歇反应器中进行，测得下列数据
t/s
0 390 777 1195 3155 ∞
(A) C4H8 (C4H8 )
(B) (C4H8 ) (C4H6 ) H2
(C) (C4H6 ) C4H6
（1）写出（A）为控制步骤的均匀吸附动力学 （2）写出（C）为控制步骤的均匀吸附动力学方程； （3）写出（B）为控制步骤的均匀吸附动力学方程，若反应
物和产物的吸附都很弱，问此时反应对丁烯是几级反应。
A E AE B E
速率方程可表示为 其中k,K为常数。
dCA kCA dt K CA
试验测定数据如下表，试计算k,K。
t/h
0
7.45×10-3 8.57×10-3 9.56×10-3
CA/mol/m3
10.0
1.0
0.5
0.25
8、铂催化剂上乙烯深度氧化的动力学方程可以表示为r=kpApB/(1+KBpB)2 ， 式中pA ,pB分别为乙烯及氧的分压。473K等温下的实验数据如下表。 试求该温度下的反应速率常数k和吸附平衡常数KB
6、试从四氢呋喃热分解的半衰期t0.5(即x=0.5时)数据， 确定其反应率方程。
P0/kpa 28.46 t0.5/min 14.5 t/℃ 569
27.13 67 530
37.24 17.3 560
17.29 39 550
27.40 47 539
7、液相中反应物A通过生成中间产物AE转化为产物B，
4、平行反应： 1 P
平行反应
A
2
S
3
T
P为目的产物，各反应均为一级不可逆放热反应，反映活
化能依次为 E2 <E1 <E3 ，证明最佳温度
Topt
R ln
E3- E2 k30(E3k20(E1-
E1 ) E2 )
5、丁烯在某催化剂上制丁二烯的总反应式为： C4H8 C4H6 H2
假设反应按如下步骤进行
反应在等温间歇反应器中进行，测得下列数据
p0/kPa 41.6 54.4 65.1 74.9 103.9 124.1
试确定反应级数与反应速率常数。
1 化学反应动力学基础
1、银催化剂上进行甲醇氧化为甲醛的反应:
2CH3OH+O2→2HCHO+2H2O 2CH3OH+3O2→2CO2+4H2O 进入反应器的原料中，甲醛:空气:水蒸气＝2:4:1.3（物质的 量比），反应后甲醇的转化率为72％，甲醛的收率为62.9％。 试计算： （1）反应的选择率； （2）反应气体的出口组成。
2、甲醛合成过程中含有组分。已知反应器进口各组分的摩尔分 数为yi,in，i 代表各组分。取CO和CO2加氢反应为关键反应，分 别导出：
出口气体中关键组分的摩尔分数为 yCH 3CH 和 yCO2 时，其余各
组分的摩尔分数。
3、确定下列反应物系的独立反应数 [CO,CO2,H2,CH3OH,H2O,CH4,CH3OCH3,C4H9OH,N2]
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
pA/103MPa 8.99 14.22 8.86 8.32 4.73 7.75 7.75 6.17 6.1Baidu Nhomakorabea 6.98 2.87
pB/103MPa 3.23 3.00 4.08 2.03 0.89 1.74 1.82 1.73 1.73 1.56 1.06
《催化反应工程》习题
(Catalytic Reaction Engineering)
上海师范大学生命与环境学院 郭亚军 教授
2010年9月—2011年1月
0 绪论
1、2004、2006、2008、2010 International Symposia on Chemical Reaction Engineering (ISCRE) 情况综述。 2、化学反应工程。 3、催化反应工程。 4、催化反应工程主要研究内容。 5、 “工程放大”及其方法。 6、数学模拟放大法示意图。 7、反应器设计与模型建立流程示意图。