李绍芬版反应工程第二版完整答案(3)

0.50.5RC?rA?rE?6300CACB?3400CCCB0.20?1.534?10?3?4.6?10?3kmol/m30.06666CC?0.06654?1.534?10?3?1.532?10?3kmol/m30.06666CD?0.4667?1.534?10?3?1.074?10?3kmol/m30.06666CE?0.2001?1.534?10?3?4.603?10?3kmol/m30.06666 CB??6300?1.534?10?3?(4.6?10?3)0.5?3400?1.532?10?3?(4.6?10?3)0.5?0.6555?0.3533?0.3022kmol/m3.h2.11在210℃等温下进行亚硝酸乙脂的气相分解反应：

该反应为一级不可逆反应，反应速率常数与温度的关系为

C2H5NO2?NO?1CH3CHO?1C2H5OH22

k?1.39?1014exp(?1.897?104/T)(s?1)，若反应是在恒容下进行，系统的

起始总压为0.1013MPa，采用的是纯亚硝酸乙脂，试计算亚硝酸乙脂分解率为

80%时，亚硝酸乙脂的分解速率及乙醇的生成速率。 若采用恒压反应，乙醇的生成速率又是多少？

解：（1）恒容过程，其反应式可表示为：

反应速率式表示为：

A?B?1C?1D22

设为理想气体，反应物A的初始浓度为：

rA?kCA?kCA0(1?XA)

CA0?PyA0?20.1013??2.523?10mol/l?3RT8.314?10?483rA?kCA0(1?XA)?1.39?1014exp(?18973/T)?CA0(1?XA)?1.39?1014exp(?18973/483)?2.523?10?2?(100.8)?6.112?10?6mol/l.s

亚硝酸乙脂的分解速率为： 乙醇的生成速率为：

RA?rA?6.112?10?6mol/l.s

（2）恒压过程，由于反应前后摩尔数有变化，是个变容过程，由（2.49）式可求得总摩尔数的变化。

RD?1rA?3.056?10?6mol/l.s2

?A???t/?A?1?0.5?0.5?1?1由于反应物是纯A，故有：yA0=1。

由（2.52）式可求得组分的瞬间浓度：

1

CA0(1?XA)2.523?10?2(1?0.8)CA???2.803?10?2mol/l1??AyA0XA1?1?1?0.8rA?kCA?1.39?1014exp(?18973/483)?2.803?10?2?3.395?10?6mol/l.s乙醇的生成速率为：

2.12甲烷与水蒸气在镍催化剂及750℃等温下的转化反应为：

原料气中甲烷与水蒸气的摩尔比为1：4，若这个反应对各反应物均为一级，已知k=2l/mol.s,试求：

（1） （1） 反应在恒容下进行，系统的初始总压为0.1013MPa，当反应器出口

的CH4转化率为80%时，CO2和H2的生成速率是多少？ （2） （2） 反应在恒压下进行，其他条件如（1），CO2的生成速率又是多少？

解：（1）由题意可将反应速率表示为：

1RD?rA?1.698?10?6mol/l.s2

CH4?2H2O?CO2?4H2

A?2B?C?4D对于恒容过程，则有

rC?kCACB

CA?CA0(1?XA)CB?CB0?2CA0XACA0CB0PA00.1013?0.2?3???2.382?10mol/l?3RT8.314?10?1023?4CA0?4?2.382?10?3?9.528?10?3mol/l

当XA0=0.8时

CA?CA0(1?XA)?2.382?10?3?0.2?4.764?10?4mol/lCB?CB0?2CA0XA?9.528?10?3?2?2.382?10?3?0.8?5.717?10?3mol/lRC?rC?kCACB?2?4.764?10?4?5.717?10?3?5.447?10?6mol/l.sRD?4rC?4?5.447?10?6?2.179?10?5mol/l.s（2）对于恒压过程，是个变容反应过程，由（2.49）式可求得总摩尔数的变化

?A???t/?A?1?4?1?2?2反应物A的原始分率：

1

yA0?由（2.52）式可求得转化率为80%时的浓度：

1?0.21?4

CA0(1?XA)2.382?10?3(1?0.8)CA???3.609?10?4mol/l1??AyA0XA1?2?0.2?0.8 CB0?2CA0XA9.528?10?3?2?2.382?10?3?0.8CB???4.331?10?5mol/l1??AyA0XA1?2?0.2?0.8

rA?kCACB?2?3.609?10?4?4.331?10?5?3.126?10?6mol/l.sRC?rC?3.126?10?6mol/l.s2.13在473K等温及常压下进行气相反应：

（1）A?3R rR?1.2CAmol/l?min （2）A?2S rS?0.5CAmol/l?min …… 此处隐藏：167字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……