陈甘棠版化学反应工程第三章习题
化学反应工程(第三版)陈甘棠主编
图 7-14 分布器的若干形式
（2）设计或选择分布板的基本要求 气体分布均匀，防止积料， 结构简单，材料节省，压降合理。
35cmH2O pd 10% ~ 20%pB
二、内部构件 （1）种类 垂直管、水平管、多孔板、水平挡网、斜片百叶窗挡板，等。 （2）作用 传热，控制气泡聚并，改变气-固相流动和接触状况，减少颗 粒带出。
定的范围。
（2）带出速度 当气速增大到一定值时，流体对粒子的曳力与粒子的重力相等， 则粒子将会被气流带走，此时气体的空床速度即带出速度，或称终 端速度。 颗粒的带出速度等于其自由沉降速度，对球形固体颗粒，可用以 下公式计算：
ut
2 dp ( p ) g
18
2 2 1 3
Rep 0.4
三、流化床反应器的重要应用
石油催化裂化 丙烯-氨氧化制丙烯腈 萘氧化制邻苯二甲酸酐
煤燃烧与转化 金属提取和加工
7.2 流化床中的气、固运动
7.2.1 流化床的流体力学 二个特征速度：临界流化速度、带出速度 （1）临界流化速度 （umf） 刚刚能使粒子流化起来的气体空床流速。 确定umf的方法 a. 实验测定
0.4 Rep 500
（7-14） （7-15） （7-16）
4 ( p ) g ut dp 225
3.1d p ( p ) g ut
1 2
500 Rep 200000
注意：以上各式求得的ut也都需代入到Rep中检验。 存在大量颗粒的流化床中，粒
（ii）细颗粒床层中，气体操作流速的范围更宽。 （iii）实用操作气速的确定 a. 流化数 b.
u0 1.5 ~ 10 umf
u0 0.1 ~ 0.4 ut
陈甘棠版化学反应工程第三章习题
1、分批式操作的完全混合反应器非生产性时间t0不包括下列哪一项( )A. 加料时间B. 反应时间C. 物料冷却时间D. 清洗釜所用时间2、在间歇反应器中进行等温二级反应A →B，当slmolCrAA⋅=-/01.02时，求反应至所需时间t为多少秒.A. 8500B. 8900C. 9000D. 99003、在全混流反应器中，反应器的有效容积与进料流体的容积流速之比为。
A. 空时τB. 反应时间tC. 停留时间tD. 平均停留时间4、空间时间的定义是（）A 停留时间与非生产时间的和B 实际反应时间与真实停留时间的和C 反应器有效容积与入口体积流率的比值D 反应物微元在反应器内经历的时间5、返混的定义是（）A 不同空间位置的粒子的混合B 不同停留时间的粒子的混合C 参与不同反应的粒子的混合D 不同反应器内粒子的混合6、反应器的类型不同，则( )也将有不同。
A．反应动力学B．传递特性C．反应的相态D．反应的可逆性7、平推流反应器中诸参数不随（）而变A 反应物的组成B 反应器的轴向位置C 反应器的空间时间D反应器的径向位置8、等温一级不可逆液相反应，采用下列三种方案进行：(1)一个间歇反应釜，容积V1(仅考虑反应时间所需)，(2)一个平推流反应器，容积V2，(3)二个等体积全混流反应器串联，总容积为V3。
上述三种情况反应温度、物料处理量及转化率均相同，则容积比较为( )A．V1<V2<V3 B．V1=V2<V3C．V2<V1<V3 D．V2<V1=V39、对反应级数大于零的单一反应，对同一转化率，其反应级数越小，全混流反应器与平推流反应器的体积比（）。
A 不变B 变大C 变小D 不好说10、等温恒容下进行各步均为一级不可逆串联反应若保持相同的转化率x A，调节反应温度使k2/k1降低，则P的收率将( )A.增大B．减小C．不变D．先增后减11、全混流反应器进行放热反应时，要使反应器操作在稳定定常态，则必须满足条件( )A (dQ r/dt)>(dQ g/dt)B (dQ r/dt)<(dQ g/dt)C (dQ r/dt)=(dQ g/dt)D 二者没有关系12、全混流反应器中有个稳定的定常态操作点。
化学反应工程陈甘棠
17.59 3.908 2.92
5.15
a 1 1 1 1
k
2.92
t
1 k1cA0
xA
0
ax
2 A
dxA bxA
c
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k1cA0
1
ln 2axA b
b2 4ac 2axA b
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b2 4ac b2 4ac
b2 4ac 5.152 4 2.61 0.6575 4.434
第三章 理想反应器
第一节 间歇式完全混合反应器
1 物料衡算 2 热量衡算 3 反应容积的计算 4 间歇反应器的最优操作时间
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反应器设计的基本内容 1）根据化学反应的动力学特性来选择合适的反应器形式； 2）结合动力学和反应器两方面特性来确定操作方式和优化
的操作设计； 3）根据给定的产量对反应装置进行设计计算，确定反应器
P生成的摩尔数 ：VRc p
v0cA0t VRcA VRcp
A
p
A p 1
VRcp v0cA0t VRcA
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cp
v0cA0t VR0 v0t
cA
v0cA0t v0cA0 1 ekt VR0 v0t k VR0 v0t
v0cA0
对于绝热操作：U 0
积分：
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dT Hr cA0 dxA
dt
cv
dt
t 0,T T0, xA xA0
T
T0
Hr cA0
cv
xA
xA0
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化学反应工程作业习题三PPT课件
CC
C A0
X 1 0.0375X
1.5 X CD C A0 1 0.0175X
I
FI 0 I FA0
0
4.48FA0
4.48 CI C A0 1 0.0375X
yA0 0.15, yB0 0.85 0.21 0.1785, yI 0 0.85 0.79 0.6715
B 1.19, C D 0, I 4.48 , 0.25 , yA0 0.0375
• （1）反应A→B
低温不可逆： rA kAC A 高温下：可逆
rA k AC A k A' CB 平衡常数
Kc
kA
k
' A
C Be C Ae
(相当于 rA 0)
P3-10B
• （2）反应A +2B →2D
低温不可逆：
rA
1
kAC A2CB
高温下：可逆
rA
1
kAC A2CB
k A' C D
反应
FA0 X 5 4 FA0 X FA0 X 3 2 FA0 X
出料
出料浓度
FA0 (1 X)
C A C A0 (1 X )
FA0 (1.19 - 1.25X)
FA0 X 3 2 FA0 X
CB C A0 (1.19 1.25 X ) CC C A0 X
C D 1.5C A0 X
p p0
萘浓度：C A
0.008529(1 X ) 1 0.0175X
p p0
体积流率：v
v0(1 0.0175X )
p0 p
P3-11B(3)如果反应对氧气一级，对萘二级， kN=0.01mol2/(L2·s)对（1）（2）写出速率方程
化学反应工程(第三版)陈甘棠主编共92页文档
1、战鼓一响，法律无声。——英国 2、任何法律的根本；不，不成文法本 身就是 讲道理 ……法 律，也 ----即 明示道 理。— —爱·科 克
3、法律是最保险的头盔。——爱·科 克 4、一个国家如果纲纪不正，其国风一 定颓败 。—— 塞内加 5、法律不能使人人平等，但是在法律 面前人 人是平 等的。 ——波 洛克
谢谢！
61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
化学反应工程第三章包括答案.docx
3釜式反应器在等温间歇反应器中进行乙酸乙酯皂化反应：该反应对乙酸乙酯及氢氧化钠均为一级。
反应开始时乙酸乙酯及氢氧化钠的浓度均为 l ，反应速率常数等于。
要求最终转化率达到 95%。
试问：3（ 1）（ 1）当反应器的反应体积为1m 时，需要多长的反应时间？3，（ 2）（ 2）若反应器的反应体积为2m ，所需的反应时间又是多少？解：（ 1）(2)因为间歇反应器的反应时间与反应器的大小无关，所以反应时间仍为。
拟在等温间歇反应器中进行氯乙醇的皂化反应：以生产乙二醇，产量为20 ㎏/h ，使用 15%（重量）的 NaHCO3水溶液及 30%（重量）的氯乙醇水溶液作原料，反应器装料中氯乙醇和碳酸氢钠的摩尔比为 1：1，混合液的比重为。
该反应对氯乙醇和碳酸氢钠均为一级，在反应温度下反应速率常数等于，要求转化率达到 95%。
（1）（ 1）若辅助时间为，试计算反应器的有效体积；（2）（ 2）若装填系数取，试计算反应器的实际体积。
62kg/kmol,每小时产解：氯乙醇，碳酸氢钠，和乙二醇的分子量分别为,84和乙二醇： 20/62= kmol/h每小时需氯乙醇：每小时需碳酸氢钠：原料体积流量：氯乙醇初始浓度：反应时间：反应体积：（2）（ 2）反应器的实际体积：丙酸钠与盐酸的反应：为二级可逆反应（对丙酸钠和盐酸均为一级），在实验室中用间歇反应器于 50℃等温下进行该反应的实验。
反应开始时两反应物的摩尔比为 1，为了确定反应进行的程度，在不同的反应时间下取出10ml 反应液用的NaOH溶液滴定，以确定未反应盐酸浓度。
不同反应时间下，NaOH溶液用量如下表所示：时间， min0 10 20 30 50∝NaOH用量， ml现拟用与实验室反应条件相同的间歇反应器生产丙酸，产量为500kg/h ，且丙酸钠的转化率要达到平衡转化率的 90%。
试计算反应器的反应体积。
假定（ 1）原料装入以及加热至反应温度（ 50℃）所需的时间为 20min，且在加热过程中不进行反应；（2）卸料及清洗时间为 10min；（3）反应过程中反应物密度恒定。
化学反应工程第三章答案
3 釜式反应器在等温间歇反应器中进行乙酸乙酯皂化反应：该反应对乙酸乙酯及氢氧化钠均为一级。
反应开始时乙酸乙酯及氢氧化钠的浓度均为l，反应速率常数等于。
要求最终转化率达到95%。
试问：（1）（1）当反应器的反应体积为1m3时，需要多长的反应时间？（2）（2）若反应器的反应体积为2m3，，所需的反应时间又是多少？解：（1）(2) 因为间歇反应器的反应时间与反应器的大小无关，所以反应时间仍为。
拟在等温间歇反应器中进行氯乙醇的皂化反应：以生产乙二醇，产量为20㎏/h，使用15%（重量）的NaHCO水溶液及30%（重3量）的氯乙醇水溶液作原料，反应器装料中氯乙醇和碳酸氢钠的摩尔比为1：1，混合液的比重为。
该反应对氯乙醇和碳酸氢钠均为一级，在反应温度下反应速率常数等于，要求转化率达到95%。
（1）（1）若辅助时间为，试计算反应器的有效体积；（2）（2）若装填系数取，试计算反应器的实际体积。
解：氯乙醇，碳酸氢钠，和乙二醇的分子量分别为,84 和 62kg/kmol,每小时产乙二醇：20/62= kmol/h每小时需氯乙醇：每小时需碳酸氢钠：原料体积流量：氯乙醇初始浓度：反应时间：反应体积：（2）（2）反应器的实际体积：丙酸钠与盐酸的反应：为二级可逆反应（对丙酸钠和盐酸均为一级），在实验室中用间歇反应器于50℃等温下进行该反应的实验。
反应开始时两反应物的摩尔比为1，为了确定反应进行的程度，在不同的反应时间下取出10ml反应液用的NaOH溶液滴定，以确定500kg/h，且丙酸钠的转化率要达到平衡转化率的90%。
试计算反应器的反应体积。
假定（1）原料装入以及加热至反应温度（50℃）所需的时间为20min，且在加热过程中不进行反应；（2）卸料及清洗时间为10min；（3）反应过程中反应物密度恒定。
解：用A,B,R,S分别表示反应方程式中的四种物质，利用当量关系可求出任一时刻盐酸的浓度（也就是丙酸钠的浓度，因为其计量比和投量比均为1：1）为：于是可求出A的平衡转化率：现以丙酸浓度对时间作图：由上图，当CA=×l时，所对应的反应时间为48min。
《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+O22NO2，在30℃及1kgf/cm2下反应，已知反应速率常数2kC=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=dcA2cB=2.65×104cAdt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 2rA=2.65×10 A B =2.65×104(RT) 3pApBRT RTp表示的动力学方程。
解：.因，wwnAp=A，微分得RTVdaw案24网pAp，cB=BRTRT3P，其动力学方程为( rA)=dnAn=kA。
试推导：在恒容下以总压VdtVδA=3 1=21dnA1dpA=VdtRTdt代入原动力学方程整理得wdpA=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若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！Y http://.cn.co（1）mol/[L s (kgf/cm2) 3]m（1）则nA=nA01(n n0)δA1(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。
解：P=3kgf/cm2，（1）课MC4H10=58，（2）w.krC2H4=2( rC4H10)=2×2.4=4.8kgf/(cm2 s)PC4H10=PyC4H101 dpC4H10= P dt2.4-1==0.8 s 3w（3）nC4H10=nyC4H10=n0(1+δC4H10yC4H10,0xC4H10)yC4H10dnH2dtdnH2dt=hdaw后n0=nC4H10,0=δC4H10rC4H10=反应开始时，系统中含C4H*****kg，当反应完成50%时，丁烷分压以2.4kgf/(cm2 s)的速率dyC4H10dt答1rCH=2.4224wdnC4H10dt案116×1000=2000mol582+1 1==21网dyC4H10=n0(1+δC4H10yC4H10,0xC4H10) dt=2000×(1+2×1×0.5)×0.8=3200 mol/s若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！Y http://.cno2C2H4+H2，dP=k[(δA+1)P0 P]=k(3P0 P)dtm（3）dpA1dP= dtδAdt2－9反应APS，( r1)=k1cA , ( r2)=k2cp，已知t=0时，cA=cA0 ，cp0=cS0=0, k1/k2=0.2。
化学反应工程 陈甘棠 第三版 课后答案
A nA0 pA0 nA pA
P 0 0 3nA0 nA 3 pA0 pA
p总 pA0 3 pA0 2 pA
解 由 cA-cB=42.4 可知反应应按下列方式 A+B→产物进行 设为二级反应
dcA 1 c c kcA cB 积分得： kt ln A B0 dt cA0 cB0 cA0cB
以
1 c ln A 对 t 作图若为直线，则假设正确。 cA0 cB0 cB
t
116.8 319.8 490.2 913.8 1188
由 cA0-cB0=42.4 整理得数据如下：
4
y
线性回归：
0.026
1 c ln A cA0 cB0 cB
0.013 2
0.014 9
0.016 9
0.021 6
-3
13
解
t=285-283=2s
反应前后体积不变的不可逆反应，已经反应掉的部分不会对反应产生任何 影响。反应过程中的任意时刻都可以作为初始时刻和终了时刻。 14 在间歇搅拌槽式反应器中，用醋酸与丁醇生产醋酸丁酯，反应式为： 2 SO 4 CH3COOH C4 H9OH H CH3COOC4 H9 H 2O A B R S 反应物配比为：A(mol):B(mol)=1:4.97，反应在 100℃下进行。A 转化率达 50％需要时间为 24.6min，辅助生产时间为 30min，每天生产 2400kg 醋酸 -3 丁酯（忽略分离损失） ，计算反应器体积。混合物密度为 750kg·m ，反应 器装填系数为 0.75。 解
t t1 2
pA 0.5 pA0
1 0.51n 1n pA 0 t1 2 k p n 1 pA0 t1 2 ln pA0 ln t1 2 0.1360 265 5.580 186
化学反应工程 第三章习题答案
3-1 在反应体积为31m 的间歇操作釜式反应器中，环氧丙烷的甲醇溶液与水反应生成丙二醇32232COHCHOHCH H →+O H COCHCH H该反应对环氧丙烷为一级，反应温度下的速率常数为0.981-h，原料液中环氧丙烷的浓度为2.1kmol/3m ，环氧丙烷的最终转化率为90%。
若辅助时间为0.65h ，一天24h 连续生产，试求丙二醇的日产量为多少？ 解 32232COHCHOHCH H →+O H COCHCH H( A ) ( B ) 一级反应h x k C C k t Af Af A 35.29.011ln 98.0111ln 1ln 10=-=-==h m h m t t V v /31)65.035.2(13300=+=+=丙二醇日产量=Af A x C v 0024=天/12.159.01.23124kmol =⨯⨯⨯kmol k /g 76M B=丙二醇日产量天/kg 2.111492.11576Q =⨯= 3-2一个含有A 和B 液体)/0.04molc /10.0c (B00L L mol A ==、 以体积流量2L/min 流入容积V R =10L 的全混流反应器，物料在最佳的条件下进行反应A →2B+C 。
已知由反应器流出的物料中含有A 、B 和C ，L mol c Af /04.0=。
试求：在反应器内条件下，A 、B 和C 的反应速率？解 空时min 5min/2100===L Lv V R τmin5/)04.01.0(00L mol C C r r C C AfA Af AfAfA -=-==-ττmin /012.0∙=L molmin)/(024.02∙==L mol r r Af Bfmin)/(012.0∙==L mol r r Af Cf3-3 一个液相反应： A+B →R+S其中，min)/(71∙=mol L k ，min)/(32∙=mol L k 。
《化学反应工程》第三章课后习题答案详解
t2 4 0 .61 1 0 .3 5l0n 5 7 5 (1 0 .0 9 .9)9 9 5 .8(h 1 )
分析：等当量配料，随转化率提高，反应时间迅速增长； 若采用过量组分配料，随转化率提高，反应时间增长放慢。
习题3-2解答
已：知 A B CD ; C A0C B00.0m 2 /o Ll
k5.6L/(m m in )o;lrAkC AC B5.6CA 2
根据 ：t xAf
kCA0(1xAf)
当VR 1m3和23时： (反应时间与反应体积无关）
t
0.95
16.964(min)
5.60.02(10.95)
习题3-3解答
解： （1）PFR k ln 1
(1 xAfp)
（2）CSTR k xAfc
1 14.35; (1xA1)
xA1
1 1 0.81 5.35
(xA2 0.81) (1xA2)2
4.35;
5 .1 6 9 .7 x A 2 4 .3x A 2 5 2 0
xA2 0.88
（4）两个0.25m3的PFR 串联
VR V0
CA0
dx xA1
A
0 kCA21
CA0
xA2 xA1
dxA kCA22
3
5k CA0
3 51 7.41 067.1 41 03 4.3 5
4 .3 5 9 .7 x A 1 4 .3x A 2 5 1 0 ; xA1 0.62
x(1A2x0A2.6)224.35 4 .9 7 9 .7 x A 2 4 .3x A 2 5 2 0
xA2 0.80
（2）一个0.25m3的CSTR，后接一个0.25m3的PFR
化学反应工程第四版陈甘棠答案
化学反应工程第四版陈甘棠答案1、碱性最强的生物碱是（）[单选题] *A季铵碱类(正确答案)B哌啶类C吡啶类D吡咯类2、E易酶解苷类成分关于亲水性有机溶剂，说法正确的有（）*A极性大(正确答案)B极性小C水不相溶D与水部分相溶3、与明胶反应生成沉淀的成分是（）[单选题] *A强心苷B皂苷C有机酸D鞣质(正确答案)4、苯丙素类化合物的生物合成途径是（）[单选题] *A醋酸-丙二酸途径B丙二酸途径C莽草酸途径(正确答案)D氨基酸途径5、组成缩合鞣质的基本单元是（）[单选题] *A黄烷-3-醇(正确答案)B酚羟基C环戊烷D哌啶环6、可沉淀具有羧基或邻二酚羟基成分的沉淀法是（）[单选题] * A溶剂沉淀法B醋酸铅沉淀法(正确答案)C酸碱沉淀法D水提醇沉法7、极性最大的溶剂是（）[单选题] *A酸乙酯(正确答案)B苯C乙醚D氯仿8、下列化合物中，酸性最强的是（）[单选题] *A芦荟大黄素B大黄酚C大黄素甲醚D大黄酸(正确答案)9、关于肿节风，说法正确的有（多选）（）*A别名：接骨金粟兰、九节茶等(正确答案)B功能主治抗菌消炎凉血清热解毒(正确答案)C肿节风为白色针晶(正确答案)D不易溶于甲醇，乙醇10、中药丹参中的主要有效成分属于（）[单选题] * A苯醌类B萘醌类C蒽醌类D菲醌类(正确答案)11、下列含香豆素类成分的中药是（多选）（）*A秦皮(正确答案)B甘草C补骨脂(正确答案)D五味子12、E连续回流提取法(正确答案)从中药中水提取液中萃取偏于亲水性的成分的溶剂是（）[单选题] *A正丁醇(正确答案)B乙醇C乙醚D三氯甲烷13、羟基蒽醌类化合物中，大黄素型和茜草素型主要区别于（）[单选题] *A羟基位置B羟基数目C羟基在不同苯环上的分布(正确答案)D羟基数目14、有机溶剂提取液的浓缩采用的装置是（）[单选题] *A分馏装置B回流装置C蒸馏装置(正确答案)D索氏提取器15、萜类化合物在化学结构上的明显区别是（）[单选题] *A氮原子数不同B碳原子数不同(正确答案)C碳环数不同D硫原子数不同16、淀粉含量多的药材提取时不宜用（）[单选题] *A浸渍法B渗漉法C煎煮法(正确答案)D回流提取法17、当一种溶剂无法结晶时，常常使用混合溶剂，下列不是常用的混合溶剂是（）[单选题] *A甲醇-水B乙酸-水C乙醚-丙酮D石油醚-水(正确答案)18、在分配色谱中，属于反相色谱的是（）[单选题] * A固定相的极性大于流动相B固定相的极性小于流动相(正确答案)C固定相的极性等于流动相D以上都不是19、七叶内酯的结构类型为（）[单选题] *A简单香豆素(正确答案)B简单木脂素C呋喃香豆素D异香豆素20、下列不能作为极性吸附剂的是（）[单选题] *A活性炭(正确答案)B氧化铝C硅胶D氧化镁21、下列哪个中药中含有机酸（）[单选题] *A金银花(正确答案)B大黄C黄芩D乌头22、能提取出中药中的大部分亲水性成分和绝大部分亲脂性成分的溶剂是（）[单选题]* A乙醚B乙醇(正确答案)C水D苯23、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24、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25、即有一定亲水性，又能与水分层的是（）[单选题] *A正丁醇B乙酸乙酯C二者均是(正确答案)D二者均非26、能溶于水的生物碱是（）[单选题] *A莨菪碱B小檗碱(正确答案)C长春新碱D长春碱27、以黄芩苷、黄芩素、汉黄芩素为指标成分进行定性鉴别的中药是（）[单选题] * A葛根B黄芩(正确答案)C槐花D陈皮28、属于二萜的化合物是（）[单选题] *A龙脑B月桂烯C薄荷醇D穿心莲内酯(正确答案)29、碱水提取芦丁时，若PH过高会使（）[单选题] *A产品质量降低B产品收率降低(正确答案)C苷键水解断裂D内酯环开环30、具有暖脾胃、散风寒、通血脉作用的是（）[单选题] * A穿心莲内酯B青蒿素C莪术醇D桂皮醛(正确答案)。
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? 345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?d10mkmols。
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）46-2-12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? 78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/s10 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-312 丁烷在700℃，总压为0.3mpa的条件下热分解反应：c4h10→2c2h4+h2 (a) (r)(s)起始时丁烷为116kg，当转化率为50%时?dprdnsdya，?。
dtdtdtdpadt?0.24mpa?s?13-1-1-3-33-10.0272265 0.0326 186 0.0381 135 0.0435 104 0.0543 67求此反应的级数。
化学反应工程第三章答案
整理得： 解得：XAf=反应器出口A,B得浓度分别为：
在一多釜串联系统，2.2kg/h的乙醇 和1.8kg.h的醋酸进行可逆反应。各个反 应器的体积均为0.01m3，反应温度为100℃，酯化反应的速率常数为×10-4l/,逆反应（酯的水解）的速率常数为×10-4l/。反应混合物的密度为864kg/m3,欲 使醋酸的转化率达60%，求此串联系统釜的数目。
醋酸丁酯产量=
如果进行的是一级反应，可进行如下计算：
（1） （1） 小反应器在前，大反应器在后 联立二式，且将XA2=代入，化简后得到
解得：XA1=
所以有：
醋酸丁酯产量=
（2）大反应器在前，小反应器在后解得XA1=
所以有：
产量同前。说明对此一级反应，连接方式没有影响。
等温下进行级液相不可逆反应： 。反应速率常数等于5m，A的浓度为2kmol/m3的溶液进入反应装置的流量为1.5m3/h，试分别计算下列情况下A的转化率达95%时所需的反应体积：（1）全混流反应器;（2）两个等体积的全混流反应器串联； （3） 保证总反应体积最小的前提下，两个全混流反应器串联。
时间，min
0
10
20
30
50
∝
NaOH用量，ml
现拟用与实验室反应条件相同的间歇反应器生产丙酸， 产量为500kg/h，且丙酸 钠的转化率要达到平衡转化率的90%。试计算反应器的反应体积。假定（1）原 料装入以及加热至反应温度（50℃）所需的时间为20min，且在加热过程中不进行反应；（2）卸料及清洗时间为10min；（3）反应过程中反应物密度恒定。
丙酸的产量为：500kg/h=min。 所需丙酸钠的量为:=min。
原料处理量为：
反应器体积： 实际反应体积：
习题(陈甘棠)
P291. 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。
解：假设为二级反应3. 可逆一级液相反应P A ⇔，已知l mol C A /5.00=，00=P C ；当此反应在间歇反应器中进行时，经过8min 后，A 的转化率是33.3%，而平衡转化率是66.7%，求此反应的动力学方程式。
解： P A ⇔，设正反应速率常数为1k ，逆反应速率常数为1-k 。
P A AA C k C k dtdC r 11--=-=- （I ） 平衡时：P A C k C k 11-=，即 A A A A x C k x C k 0101)1(-=-667.0)667.01(11⨯=-∴-k k 112-=∴k k（I ）式可化为：A A A Ax k k x k x k dtdx 111132)1(----=--= ⎰-------=-=AAx x A A A x k k k x k k dx t 0011111)32ln(3132[]1112/ln 318----=k k k 解得：11m in 029.0--=k 11min058.0-=k所以动力学方程式为：11m in 0145.0087.00435.0029.0029.0058.0--⋅⋅-=-=-=-l mol C x C C r A A P A A5.解：6. 在700℃及2/3cm kg 恒压下发生下列反应：2421042H H C H C +→。
反应开始时，系统中含104H C 为116kg ，当反应完成50%时，丁烷分压以s cm kg ⋅2/4.2的速率发生变化，试求下列各项的变化速率：（1）乙烯分压；（2）H 2的摩尔数；（3）丁烷的摩尔分率。
解：该反应简单表示成：C B A +→2kmol n A 258/1160==当5.0=A x 时，s cm kg dtdP A⋅=-2/4.2 （1）C B A P P P P ++= C B P P nRTPV 2=∴=B A P P P ⋅+=∴23023=⋅+=dt dP dt dP dt dP B A s cm kg dt dP dt dP A B ⋅=-⨯-=⋅-=∴2/6.1)4.2(3232 （2）AA A A A A A A x x x y x P P 21)1(31)1(00+-=+-=δ2)21(/2)1(3)/(3)21(A A A A A A x dt dx x dt dx x dt dP +⨯⨯---⨯⨯+= 4.249-=⋅-dt dx A067.1=∴dtdx A .kA A A C x x n n 20== s kmol dtdxdt dn A C /13.22=⋅=∴（3）P P y A A =18.03/4.21--=-=⋅=s dtdP P dt dy AA 7. 解：乙酸的初始浓度：0901000/37860A c =⨯=3.97 mol/l 乙醇的初始浓度：01801000/37846B c =⨯=10.35 mol/l水的初始浓度：03781044(90180)10001000/37818s c ⨯-+=⨯=18.32 mol/l00A A A A c c c x =- 00B B A A c c c x =- 0P A A c c x = 00S S A A c c c x =+总的反应速率：12100002000()()()()A A B P S A A A B A A A A S A A r k c c k c c k c c x c c x k c x c c x -=-=---+＝444.7610(3.97 3.97)(10.35 3.97) 1.6310 3.97(18.32 3.97)A A A A x x x x --⨯---⨯⨯+ =43.9710[4.76(1)(10.35 3.97) 1.63(18.32 3.97)]A A A A x x x x -⨯⨯⨯---+＝24(12.4398.0249.27) 3.9710A A x x --+⨯⨯ =24(12.4398.0249.27) 3.9710A A x x --+⨯⨯ （1）024003.97()(12.4398.0249.27) 3.9710AA x x A AA A A Adx dx t c r x x -=⋅=⨯--+⨯⨯⎰⎰=424001112.43107.88 3.9612.4310(0.54)(7.34)A A x x A AA A A A dx dx x x x x --⨯=⨯⨯-+⨯--⎰⎰ =417.34[ln 2.61]84.52100.54A A x x --⨯-⨯-447.34ln84.5210 2.6184.5210120 2.610.54A A x t x ---=⨯+=⨯⨯+=- 3.62A x =0.353（2）若忽略逆反应，则110000()()()A A B A A A B A A r k c c k c c x c c x -==--=44.7610(3.97 3.97)(10.35 3.97)A A x x -⨯--04003.97() 4.7610(3.97 3.97)(10.35 3.97)AA x x A AA A A Adx dx t c r x x -=⋅=⨯-⨯--⎰⎰=4400114.7610(1)(10.35 3.97)18.9010(1)(2.61)A A x x A AA A A A dx dx x x x x --⨯=⨯⨯--⨯--⎰⎰ =41 2.61[ln 0.959]30.43101A Ax x --⨯-⨯-442.61ln30.43100.95930.43101200.959 1.32421AAx t x ---=⨯+=⨯⨯+=-A x =0.416（3）平衡时，()0A r -=，即100002000()()()A A A B A A A A S A A k c c x c c x k c x c c x --=+444.7610(3.97 3.97)(10.35 3.97) 1.6310 3.97(18.32 3.97)A A A A x x x x --⨯--=⨯⨯+2.92(1)(2.61)(4.61)A A A A x x x x ⨯--=+A x =0.54如果反应组分的浓度不随时间变化，则反应已达到平衡。
化学反应工程第三版陈甘棠课后习题答案
化学反应工程第三版陈甘棠课后习题答案【篇一：化学反应工程教案4(化工13)-胡江良】t>12345【篇二：化学反应工程教案】程名称：化学反应工程任课教师：所属院部：教学班级：教学时间：化工1203-04 2014 —2015 学年第2学期课程基本信息1绪论第一章均相单一反应动力学和理想反应器1.1 基本概念1.2 建立动力学方程的方法一、本次课主要内容化学反应工程课程的性质、反应器的分类及操作方式、反应器设计的基本方程和工业反应器的放大方法、化学反应速率的不同表示方式及其相互关系、化学反应速率方程的变换与应用、化学反应动力学方程的计算、建立动力学方程的方法及其应用。
二、教学目的与要求了解化学反应工程的研究对象、目的，掌握化学反应工程的研究内容和研究方法，熟悉化学反应工程在工业反应过程开发中的作用。
三、教学重点难点1、化学反应工程的研究目的、内容和方法。
四、教学方法和手段课堂讲授、提问、讨论；使用多媒体教学方式。
五、作业与习题布置书后习题第3、6、7题2绪论一、化工生产中设备的分类化工产品的生产是通过一定的工艺过程实现的，工艺过程是指从原料到制得产品的全过程。
每个化工产品的工艺过程是不同的，但有共同的特点：1，工艺过程是由设备、管道、阀门和控制仪表组成的；2，化工设备分为两大类（1）不含化学反应的设备这类设备中没有发生化学反应，只改变物料的状态，物理性质，不改变其化学性质。
在鼓风机和泵中只有能量的转换，从中能转换成机械能，输送物料；在换热器和冷却塔中只改变物料的温度，物料的化学性质没有起变化；贮槽只是起贮存物料作用（2）化学反应器在这类设备中发生了化学反应，通过化学反应改变了物料的化学性质图中的一段炉、二段炉、变换炉、甲烷化炉、合成塔等都是化学反应器。
物料在反应器中发生了化学反应，物料性质起了变化。
可见，化学工业生产是由物理过程和化学反应过程组成的，其中化学反应过程是生产过程的关键。
化学反应器的任务是完成由原料转变到产物的化学反应，是化工生产的核心设备。
化学反应工程(第三版)陈甘棠主编均相等温反应器
(rA )1
1
1
(c A,1 c A,0 )
①
交点坐标为 [cA,1 , (rA )1 ] （3）过 c A,1 作斜率为 1 / 2 的直线，由 交点b可得 c A, 2 b cA,N a ②
（4）依次下去，直至 c A 小于 cA, N 。 斜线数即为串联反应釜的个数N。
第三章 均相等温反应器
本章要求： 掌握均相反应器设计计算的基本原理和方法； 熟悉各种均相反应器的性能特征，并能结合反应的 特点选择反应器形式和操作方式。
3.1 概述
3.1.1 反应器中的流动问题 几个重要的概念 微观流体 宏观流体 以分子为独立单元流动的流体。 以大量分子构成的微元为独立单元流动的流体。 同时进入反应器的流体微元在反应器内停留时间长
停留时间分布 返混
短不一而形成的分布。 停留时间不同的流体微元之间的混合。
理想流动
非理想流动
指流体微元返混程度达到两种极端状况的流动。
流体微元存在部分返混的流动。
平推流——不存在返混； 全混流——完全混合。
3.1.2 反应器操作中的几个常用名词 （1）反应时间与停留时间 停留时间 反应时间 反应物料进入反应器至离开反应器所经历的时间。 反应物进入反应器开始反应至反应到某一时刻的时间。
c A, i c A,i 1 1 ki i c A, 0 1 k1 1 c A,1 1 k2 2
c A,1 c A, 2
。 。 。
i=N
c A, N
c A, N 1 1 k N N
从 i = 1 至 N 将以上各式连乘得
c A, N
假设
c A, 0 (1 k1 1 )(1 k2 2 )(1 k3 3 ) (1 k N N )
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1、分批式操作的完全混合反应器非生产性时间t0不包括下列哪一项( )
A. 加料时间
B. 反应时间
C. 物料冷却时间
D. 清洗釜所用时间
2、在间歇反应器中进行等温二级反应A →B，当
s
l
mol
C
r
A
A
⋅
=
-/
01
.02
时，求反应至所需时间t为多少秒.
A. 8500
B. 8900
C. 9000
D. 9900
3、在全混流反应器中，反应器的有效容积与进料流体的容积流速之比为。
A. 空时τ
B. 反应时间t
C. 停留时间t
D. 平均停留时间
4、空间时间的定义是（）
A 停留时间与非生产时间的和
B 实际反应时间与真实停留时间的和
C 反应器有效容积与入口体积流率的比值
D 反应物微元在反应器内经历的时间
5、返混的定义是（）
A 不同空间位置的粒子的混合
B 不同停留时间的粒子的混合
C 参与不同反应的粒子的混合
D 不同反应器内粒子的混合
6、反应器的类型不同，则( )也将有不同。
A．反应动力学B．传递特性
C．反应的相态D．反应的可逆性
7、平推流反应器中诸参数不随（）而变
A 反应物的组成
B 反应器的轴向位置
C 反应器的空间时间D反应器的径向位置
8、等温一级不可逆液相反应，采用下列三种方案进行：
(1)一个间歇反应釜，容积V1(仅考虑反应时间所需)，
(2)一个平推流反应器，容积V2，
(3)二个等体积全混流反应器串联，总容积为V3。
上述三种情况反应温度、物料处理量及转化率均相同，则容积比较为( )
A．V1<V2<V3 B．V1=V2<V3
C．V2<V1<V3 D．V2<V1=V3
9、对反应级数大于零的单一反应，对同一转化率，其反应级数越小，全混流反应器与平推
流反应器的体积比（）。
A 不变
B 变大
C 变小
D 不好说
10、等温恒容下进行各步均为一级不可逆串联反应若保持相同的转化率x A，调节反应温度
使k2/k1降低，则P的收率将( )
A.增大B．减小C．不变D．先增后减
11、全混流反应器进行放热反应时，要使反应器操作在稳定定常态，则必须满足条件( )
A (dQ r/dt)>(dQ g/dt)
B (dQ r/dt)<(dQ g/dt)
C (dQ r/dt)=(dQ g/dt)
D 二者没有关系
12、全混流反应器中有个稳定的定常态操作点。
（B）
A. 1
B. 2
C. 3
D. 4
13. 对于_______的反应器在恒容反应过程的平均停留时间、反应时间、空时是一致的。
（D ）
A. 间歇式反应器
B.全混流反应器
C. 搅拌釜式反应器
D. 平推流管式反应器
1. 理想反应器是指_______、_______。
2. 具有良好搅拌装置的釜式反应器按_______反应器处理，而管径小，管子较长和流速较大的管式反应器按______反应器处理。
3. 分批式完全混合反应器操作的优化分析是以_______、 为目标进行优化的。
4. 全混流反应器的空时τ是_______与_______之比。
5. 全混流反应器的返混_______。
6. 平推流反应器的返混为_______。
7. 对于恒容的平推流管式反应器_______、_______、_______一致。
8.对于绝热操作的放热反应，最合适的反应器类型为_______.
9. 对于反应级数n ＜0的反应，为降低反应器容积，应选用_______反应器为宜.
10. 对于反应级数n ＞0的反应，为降低反应器容积，应选用_______反应器为宜。
11. 对于可逆的放热反应，使反应速率最大的反应温度_____。
12. 对于可逆的放热反应，达到化学反应平衡时的温度____。
13. 间歇反应器物料恒算方程 （A---反应组分）成立的条件是过程 。
14. 对于恒容的平推流管式反应器_______、_______、_______一致。
判断题
1、平推流模型是一种返混量为最大的理想流动模型。
2、对间歇反应器，反应器的体积越大,反应物达到一定转化率所需的反应时间越长。
3、为提高全混流反应器反应过程的推动力，有效的解决办法是多级全混流反应器串联。
4. 当反应混合物为气体时，一般选用管式反应器。
5 在基本反应器中,返混程度最大的是间歇操作反应釜。
6 多釜串联反应器是由管式反应器和全混流反应器组成的联合反应器。
7. 在理想混合流反应器内,整个流体的质点在反应器内不存在停留时间分布。
8 高压下发生的化学反应,更适宜使用管式反应器。
简答题
1.简述理想反应器的种类？
答：通常所指的理想反应器有两类：理想混合（完全混合）反应器和平推流（活塞流或挤出流）反应器。
所谓完全混合流反应器是指器内的反应流体瞬间达到完全混合，器内物料与反应器出口物料具有相同的温度和浓度。
所谓平推流反应器是指器内反应物料以相同的流速和一致的方向进行移动，不存在不同停留时间的物料的混合，所有的物料在器内具有相同的停留时间。
2.简述分批式操作的完全混合反应器？
答：反应物料一次性投入反应器内，在反应过程中，不再向器内投料，也不出料，待达到反应要求的转化率后，一次性出料，每批操作所需生产时间为反应时间与非生产性时间之和，非生产性时间包括加料、排料和物料加热、冷却等用于非反应的一切辅助时间。
3.简述等温恒容平推流反应器空时、反应时间、停留时间三者关系？
答：空时是反应器的有效容积与进料流体的容积流速之比。
反应时间是反应物料进入反应器后从实际发生反应的时刻起到反应达某一程度所需的反应时间。
停留时间是指反应物进入反应器的时刻算起到离开反应器内共停留了多少时间。
由于平推流反应器内物料不发生返混，具有相同的停留时间且等于反应时间，恒容时的空时等于体积流速之比，所以三者相等。
()-=-A A dc r dt。