第3章练习-20160104

11.一级不可逆反应A→R,当反应温度一定，反应物A的初始浓度CA0为2mol/L，转化率达80％时，所需的反应时间为2h。如果CA0提高到10mol/L，其它条件不变，则所需反应时间应为。A.10hB.2hC.0.4hD.0.2h12．在一个1m3的间歇反应器中进行某液相反应，当转化率达到95％时所需的反应时间为4h，若改用一个5m3的间歇反应器中进行，其它条件不变，则所需时间为。A.20hB.4hC.0.8hD.0.4h答案：B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．V1V2V3B．V1=V2V3C．V2V1V3D．V2V1=V3答案：B在间歇反应器中等温进行一级不可逆反应A→R，当转化率达90％时，所需反应时间为2h，若反应改在管式反应器中进行，空时为2h，其它条件同间歇反应器，则转化率为（）A．60％B.90％C．45％D．75％答案：B一个全混流反应器，其有效容积v1=1m3，进行一级不可逆反应，出口转化率为xA1，现用二个有效容积各为0.5m3的全混流反应器串联操作进行同上反应，进料容积流速vo和反应温度与上相同，出口转化率为xA2，则xA1与xA2的相对比较为()A．xA1xA2B．xA1=xA2C．xAlxA2D．视进料浓度CA0而定答案：c有两个有效容积不等的全混流反应器串联操作，反应为二级不可逆反应A→P，若大釜在先，小釜在后，出口转化率为xA1，小釜在先、大釜在后，则出口转化率为xA2，两种情况下，进料流速、进料浓度和反应温度均相同，比较xA1和xA2的相对大小为()A．xA1xA2B．xA1xA2C．xA1=xA2D．不确定答案：B今有二级反应A→P,拟用两台活塞流反应器串联操作。已知CA0=1mol/L，Vr1=120L,温度T1时，k1=1L/(h•mol)，温度T2时，k2=2L/(h•mol)，进料流量Q0＝60L／h。试问下列两种操作何种为优？（1）Q0CA0CA1CA2（2）Q0CA0CA1CA2T1Vr1T2Vr2T1Vr1T2Vr21113813160240231131kC1CC31601201111kC1CCCCk(1)221A1A2A11AAAAA＝＝或解：0010111111119219160120191191kC1CC91602402111kC1CC(2)111A1A2A22AAA＝＝001某反应2A=R+S，物流中CA0=0.005(kmol/l)，动力学方程式（-rA）=kCA2已知k=2(l/kmol•min)，求：间歇反应转化率为80%时所需的反应时间？min4008.018.0005.0211.11.1AAAOAAAOxxkCtktxxC等温等压下，在以下均相反应器内进行A→P的反应，已知6.0,]/[2AfAAxLsmolCr，求以下反应器的空时τ：（1）PFR、（2）CSTR、（3）2-CSTR。14.反应物A的水溶液在等温PFR中进行两级反应，出口转化率为0.5，若反应体积增加到4倍，则出口转化率为0.8。15．反应物A的水溶液在等温CSTR中进行两级反应，出口转化率为0.5，若反应体积增加到4倍，则出口转化率为0.7。16．在PFR中进行等温二级反应，出口转化率为0.8，若采用与PFR体积相同的CSTR进行该反应，进料流量Q0保持不变，为达到相同的转化率0.8，可采用的办法是使CA0增大5倍。在反应体积为1m3的釜式反应器中，环氧丙烷的甲醇溶液与水反应生产丙二醇-1，2：23223HCOCHCHHOHCOHCHOHCH该反应对环氧丙烷为一级，对水为零级，反应温度下反应速率常数等于0.98h-1，原料液中环氧丙烷的浓度为2.1kmol/m3，环氧丙烷的最终转化率为90%。（1）若采用间歇操作，辅助时间为0.65h，则丙二醇-1，2的日产量是多少？（2）有人建议改在定态下连续操作，其余条件不变，则丙二醇-1，2的日产量又是多少？（3）为什么这两种操作方式的产量会有不同？（1）一级不可逆反应：hmQQttQVhxktrAf/3/11)65.035.2()(35.2)9.01ln(98.01)1ln(130000丙二醇的浓度=302.10.91.89/AACXkmolm丙二醇的产量=AfA00xCQ＝1.891/30.63/15.15/日kmolhkmol(2)采用定态下连续操作000.91(1)0.98(10.9)AfrAfQXQVkX所以Q0=0.109m3/h丙二醇的产量=0.1091.890.2058/4.939/日kmolhkmol（3）因连续釜在低的反应物浓度下操作，反应速率慢，故产量低液相自催化反应A-P，反应速率rA=kcAcP，k=10-2m3/(kmol•s)，进料体积流量V0=0.002m3/s，进料浓度cA0=2kmol/m3，cP0=0，问当xA=0.98时，下列各种情况下的反应器体积：（1）单个全混流反应器；（2）两个等体积的全混流反应器。（1）cAf=0.04kmol/m3，cPf=1.96kmol/m320.04032.5102100.041.96350ccAAfsrAfVVmRAfAf1A1A1A0Arccrcc30R2231A21A1A1A21Am666.0VVs1033.396.104.01004.0301.0m/kmol301.0c96.104.01004.0c)c2(c10c2得即(2)某液相均相反应A→P为一级不可逆反应，当反应温度100℃时，反应速率常数为0.4h-1，进料物料中A的初始浓度为2mol/L。要求P的产量为480mol/h，最终转化率为80％。求下列几种情况下的反应体积：（1）反应在间歇釜式反应器中进行，辅助时间为1h;（2）反应在全混流釜式反应器中进行；（3）反应在活塞流管式反应器中进行。0000000000011(1)ln(1)ln(10.8)40.4/480600/0.80/600/2300/()300(41)1500()0.8(2)5(1)0.42(10.8)56003000()11(3)ln(1)0.AAAPAAfAArAfrAAAfrAtxhkQNCNNmolhxQNCLhVQttLxVNkCxVLxk0ln(10.8)4430041200()rhVQL0000000000011(1)ln(1)ln(10.8)40.4/480600/0.80/600/2300/()300(41)1500()0.8(2)5(1)0.42(10.8)56003000()11(3)ln(1)0.AAAPAAfAArAfrAAAfrAtxhkQNCNNmolhxQNCLhVQttLxVNkCxVLxk0ln(10.8)4430041200()rhVQL