第三章习题答案

以讨论。

时间，并对计算结果加所需的反应、、时，转化率分别为和，计算当数，测得二级反应速率常相反应在间歇反应器中进行液99.09.05.051/)/(125.61/307.0, 13002

0=⋅⨯==→+--A B A c c h mol L k L mol c P B A

的反应时间各是多少？

时，所需、别为，试求当反应器体积分为，要求最终转化率反应速率常数为化钠的浓度均为开始时乙酸乙酯和氢氧氧化钠均为一级，反应该反应对乙酸乙酯和氢行皂化反应

在等温间歇反应器中进335235232195.0)/(min 6.5,/02.0CH 23m m mol L L mol OH H C COONa CH NaOH H COOC ⋅+→+-min

643.16995

.0195

.06.502.01,2111

13,,,1:1:,

213

3

200523=-⨯⨯==∴-⨯=-=∴===t t m m x x k c t kc r B A c c B A c kc r B NaOH A H COOC CH A A AO A

A B A B A A 还是为无论反应体积为，与反应体积无关，得：

查表即的浓度始终相等，与反应过程中反应方程式中为，为解：设

少？

变，问出口转化率为多进行，且操作条件不体积的全混流反应器中等，现将该反应移到一个出口转化率为等温一级反应，在平推流反应器中进行9.0 33-7

.09.011ln 119.011

ln

11ln =∴--∴-=

-=-=Af Af Af Af Af

Af x x x x x k x k ＝操作条件不变

全混流反应器：平推流反应器：解：

ττ

的平推流反应器串联。

两个的全混流反应器。

一个的平推流反应器，后接一个的平推流反应器。

一个的全混流反应器，后接一个的全混流反应器。串联两个体积少？

列方案的转化率各为多试计算下，反应在等温下进行，，，加料流量为，物料密度恒定为速率已知某均相反应，反应3

3

3

3

33

02

25.0)4(25.025.0(3)25.025.0)2(25.0)1(/14.7 min /14.7/75.0min)/(4.17, 63m m m m m m L mol c L ml g mol ml k kc r A A

A =⋅==-

80

.014

.744

.114.7/44.135

104.172135104.1770.2412141/70.235

104.1721

35104.1714.74121

412141)1(min 3514

.71025.002023312330000

13

0=-=-=∴=⨯⨯⨯-⨯⨯⨯⨯+=

-+=

=⨯⨯⨯-⨯⨯⨯⨯+=

-+=

-+=∴=⨯=----A A A A A A A A A A A R c c c x L

mol k k c c L

mol k k c k c k c c c V V τ

ττ

τττττ相等。各反应器中，题述四种情况均为串联＝解：

86

.014

.702

.114.7/02.135104.1770.211

70.211/70.235

104.1721

35104.1714.74121

412141)2(02023

112

3

30000

1=-=-=∴=⨯⨯⨯+⨯=+==⨯⨯⨯-⨯⨯⨯⨯+=-+=

-+=---A A A A A A A A A A A A c c c x L

mol k c c c L mol k k c k c k c c c ττ

τττ

88

.014

.7872.014.7/872.035

104.172135104.17335.14121

41/335.135104.1714.711

14.711)3(2

3

3

123

001=-=∴=⨯⨯⨯-⨯⨯⨯⨯+=-+=

=⨯⨯⨯+⨯=+=---A A A A A A x L mol k k c c L

mol k c c c τ

ττ

90

.014

.7736

.014.7/736.035104.17335.111

335.111/335.135104.1714.711

14.711)4(231123

001=-=∴=⨯⨯⨯+⨯

=+==⨯⨯⨯+⨯=+=--A A A A A A A x L

mol k c c c L mol k c c c ττ

3-10 有一平行反应－连串液相反应在间歇反应器中进行

A+B→L r 1=k 1c A c B L+B→M r 2=k 2c L c B

开始时 c A0 =0.1kmol/m 3，B 大量过量，得到如下数据：

试求k 2/k 1比值为多少？间歇反应器中L 的最大浓度为多少？并求此时A 的转化率。 解：

c B 大量过量，可视为M L A →→，在间歇反应器

中，10k t

A A c c e

'-=

()

t

k t k A L e

e k k c k c ''120121'

''----=

11120.0550.10.010.1k t k t e

e

'-'-⎧=⎪⎨=⎪⎩ 解得 1121

0.6/2.3/t k t k ⎧'

=⎪⎨

'=⎪⎩

()

()

1211211222120.6/2

1121 2.3/12

2110.10.3810.550.0380.10.0420.4210.1k k k t k t k t k t k k k k e e e k k k k k e e e k k k ''''---''''---⎧⎛⎫⎧''⎪-=- ⎪=-⎪ ⎪'''⎪-⎪⎪⎝⎭⇒⎨

⎨'⎛⎫'⎪⎪=--=- ⎪⎪⎪ ⎪'''-⎩⎪⎝⎭⎩

解之，得 2

1/0.52k k ''= 0/=dt dc L ()

2121

ln /opt k k t k k ''

=''

-

492

.052.01''1

52.052.0'

''21max 122=⎪⎭

⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭

⎫

⎝⎛=--k k k A L k k c c