《化学反应工程》PPT课件

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CR1[k10exp(R E T 1)C A k02k01e 0x ep x(p ( R E R T 2 E T 1 ) )k30exp(R E T 3)]
对上式求导并令其为零：
d d C T R 0 E 1 k 1 [ 1 ( k 1 k 2 k 3 )] k 1 ( k 1 E 1 k 2 E 2 k 3 E 3 ) 0
=_______。
A. 0
B. 1 C. 2 D. 3
反应 A + B → C， 已知k = 0 .15 s-1 ，则反应级数 n=_______。
A. 0
B. 1 C. 2 D. 3
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•习题：丙烷的热分解反应式为：
C3H8（A）→C2H4（R）+CH4（S）
其速率方程式为：
dpA dt
k
pA
在772℃ 下，k=1.11×10-4s-1，若系统恒定在总 压P=1kg/cm2；在772℃ 和1kg/cm2压力下气体 的容积进料速率为v0=2.22×10-4m3/s。当要求 出口转化率xA达0.5时所需平推流反应器的容积 为多少？
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解：对于该气相均相反应A→R+S：
A21 11 , yA01
CCAR22 CS2
τ1=2.5min τ2=5min
解：利用全混流釜式反应器的设计方程求解：
τ1 = C R 1 rR 1 C R 0= k C 1 C R A 1 1⇒ k 1 = τ C 1 C R A 1 1= 2 .5 0 × .4 0 .4 = 0 .4 m -1in τ 1 = C S 1 r S 1 C S 0= k C 2 C S 1 2 A 1⇒ k 2 = τ 1 C C S 1 2 A 1= 2 .5 0 × .2 0 .4 2= 0 .5 m 3 .m - 1 .m o 12 - 1li
dV 2 v0(1xA ) 2 v0 1 dA xk (1xA )1 (xA ) k 1xA
源自文库
积分上式，得：
V 2v0 xA dxA 2v0 ln 1 k 0 1 xA k 1 xA
2 2.2 21 04
1
1.11104
ln 1 0.5
2.77m3
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【例题】在液体中，反应物A按下式生成R和S：
首先求解pA~xA的关系： 由 p v FR , p T A v F A R 可得T 到：
p A F A F A 0 (1 x A ) y A 0 (1 x A ) 1 x A
p FF 0 (1 y A 0A x A ) 1 y A 0A x A 1 x A
其次，求解xA~t的关系： 将上述得到的结果代入题目给定的速率方程：
k1 R 一级反应 A k2 S 二级反应
原料（CA0=1、CR0=CS0=0）进入两个串联的全混流釜式反应器中 （τ1=2.5min，τ2=5min ），已知第一个反应器中的组成 （CA1=0.4,CR1=0.4,CS1=0.2）试求第二个反应器出口的组成。
CCAR00==01.0 CS0=0
CAR1=0.4 CS1=0.2
A k 1 R rRk1C A
A k 2 S rSk2C A
A k 3 T rTk3C A
【解】(1)若E1>E2 、E3，应采用尽可能高温；
(2)若E1<E2 、E3，应采用尽可能低温；
(3)若E1介于E2 、E3之间，
对Ａ： 对Ｒ：
C A 0 r A C A ( k 1 C A k 0 2 C k 3 A ) C A C A 1 ( k 1 C k A 0 2 k 3 ) C R r R C R 0 k C 1 C R A C R k 1 C A 1 ( k 1 k 1 C k 2 A 0 k 3 )
[ k 1 k 2 ( E 2 E 1 ) k 1 k 3 ( E 3 E 1 ) ] k 1 E 1
1
2
3
4
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化学反应速率式为−rA= KCCAαCBβ，如用浓度表示的速 率常数为KC ，用压力表示的速率常数为KP ，则 Kp =_______ K c
A.(RT) –(α+β) C. (RT)α-β
B. (RT) (α+β) D. (RT) –α+β
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反应 3A → P，已知k = 0.15 mol/s⋅l ，则反应级数 n
所以： CR2=??， ??
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下面是两个反应的T-X图，图中AB是平衡曲线，NP是最 佳温度曲线，AM是等温线，HB是等转化率线。根据下 面两图回答： （1）图1和图2分别是可逆反应还是不可逆反应？ （2）图1和图2分别是放热反应还是吸热反应？ （3）在图1和图2的等温线上，A, D, O, E, M点中哪一点 速率最大，哪一点速率最小？ （4） 在图1和图2的等转化率线上，H, C, R, O, F及B点 中，哪一点速率最大，哪一点速率最小？
dpA dt
2p (1xA)2
dxA dt
k1xA 1xA
p
dxA dt
k 2(1xA)(1xA)
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其三，求解V~t的关系：
dV FRT
d v tp p F 0 ( 1 y A 0A x A ) v 0 ( 1 y A 0A x A ) v 0 ( 1 x A )
将上述得到的二式相除，得到V~xA的关系：
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解答： 图1
图2
（1）可逆反应
可逆反应
（2）放热反应
吸热反应
(3)M点速率最大，A点速率最小 M点速率最大，A点速率最小
(4)O点速率最大，B点速率最小 H点速率最大，B点速率最小
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【例题】在一定空时(空时=体积/流量)的全混釜中进行如 下反应，求R产量最大时的反应温度(注意和活化能联系起来)。
对第二只反应器中A的消失而言：
2C A 1-rA C 2A2(k1 C k A 1 2C -C A2 A )2C A25
解得： CA2=?? 因两个反应器的级数相同，且CR2+CS2=CA0-CA2则得：
2C R 2 r R 2 C R 1C R k2 1C A C 2R 1C k R 2 1C A 0 2.4 2C S2 rS 2C S1C k S2 2 C 2C A 2 S1C k S 2 2 C 20 A 2 .2