第二章测试答案

1第二章测试答案1.一火箭发动机在氧化剂(液态氧)中按化学计量组成所需燃烧一混合燃料(液态氢)，燃烧室为圆柱状，长75cm，直径60cm。燃烧过程产生108kg/s的废气，如果燃烧过程是完全燃烧，计算氢和氧的反应速率。解：OHOH22221反应生成的废气即水的摩尔流率为:108/18=6kmol/s火箭发动机的体积为:)(2121.075.06.0432mVsmmoldtdnVrHH34310829.21062121.01122smmoldtdnVrOO34310415.11032121.011222．某厂合成聚氯乙烯所用的氯乙烯单体，由乙炔和HCl以活性炭为载体的氯化汞催化剂上合成得到，其反应式为ClHCHClHC3222，该厂所用的原料混合气中摩尔比）(1.1:1:22HClHC。若反应器出口气体中氯乙烯含量为0.85(摩尔分率)，试分别计算乙炔和氯化氢的转化率。解:为便于计算,假设进入反应器的C2H2为1mol,反应掉的量为zmol反应器进口反应器出口C2H211-ZHCl1.11.1-ZC2H3Cl0Z总摩尔数2.12.1-Z按题意:反应器出口气体中氯乙烯含量为0.85，则molzzz965.085.01.2即反应掉的乙烯量为0.965molC2H2的转化率xC2H2=0.965/1=0.965HCl的转化率xHCl=0.965/1.1=0.8773．液相复杂反应SPAPBA。原料初始浓度为cA0=2.0mol/L，cB0=4.0mol/L，cP0=cS0=0。在间歇反应器中进行反应，测得cA=0.3mol/L，cB=2.4mol/L，问组分P、S浓度各为多少?P的选择性及以B为基准，产物P的收率为多少?解:第一个反应消耗的A=4.0-2.4=1.6(mol/L)第二个反应消耗的A=(2-0.3)-1.6=0.1(mol/L)P的浓度为:1.6-0.1=1.5(mol/L)2S的浓度为:0.1mol/L9375.06.11.50BBPPnnn151.01.5PPPnnS4．某工厂在间歇反应器中进行两次试验，初始浓度相同并达到相同的转化率。第一次试验在20℃下进行8天，第二次试验在120℃下进行2小时。试估计反应的活化能。解:从反应速率方程积分式可以看出:),(t00iixcfk因两次试验的初始浓度相同x相同,因此:2211ttkk21/0/021121211lnlnlnln12TTREekekttkkrrRTERTEAA2ht393120273192h824t293202732211时，时，KTKT]/[4369739312931314.812/192ln111ln2121molJTTRttE5．串联反应(基元反应),0,0,,0002121SPAAkkcccctkkSRA时在求:R达到最大浓度所需时间及R的最大浓度。解：ktAAAAAeccckdtdcr01ktApppktApAppekckcdtdckcekcckckdtdcr0021;ktAPtekcc0kxAkxAexkcCyekckydxdy)(00的通解为0C00Pct时，当生成的全部目的产物P的物质的量反应掉的全部关键组分的物质的量Φ=生成目的产物P的全部物质的量（mol）生成产物S的全部物质的量（mol）S＝=spspxxcc3ktektkcekcdtdcktAktAP1000，eccAP0max,6.某气相一级分解反应A3P，在等温的管式反应器中进行反应，加入原料中含A50%，含惰性物质50%，停留时间为10min，系统的出口体积流量变为原来的1.5倍。求反应系统的体积膨胀率和化学膨胀因子。解:体积膨胀率1224001AAAxxxAVVV化学膨胀因子:2113A21000nnyAA