化学反应工程原理华东理工大学版第二版第八章答案.docx
- 文档编号:23262840
- 上传时间:2023-05-15
- 格式:DOCX
- 页数:12
- 大小:16.79KB
化学反应工程原理华东理工大学版第二版第八章答案.docx
《化学反应工程原理华东理工大学版第二版第八章答案.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《化学反应工程原理华东理工大学版第二版第八章答案.docx(12页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
化学反应工程原理华东理工大学版第二版第八章答案
化学反应工程原理(华东理工大学版)第二版第八章答案
篇一:
化学反应工程原理(华东理工大学版)第三章答案
华东版
3-1解:
cA0kt?
xA1?
xA
?
1把数据代入得cA0k?
当xA=时解得t=15min
所以,增加的时间为15-5=10min
3-2
解:
?
1?
xA?
1?
nn?
1?
1?
?
n?
1?
cA0kt(式A)
把xA=和t=10min代入解得cA0k?
再把t=30min代入(式A)解得xA=
所以,转化率应为1
3-3解:
设反应动力学方程为:
?
则?
1?
xA?
1?
nn?
1dcAn?
kcAdtn?
1?
1?
?
n?
1?
cA0kt,且cA0=1
?
11?
?
n?
1?
k8因此有1?
n?
11?
?
n?
1?
k18
解得:
n=2;k=/mol·min
3-4
1)计算进料中酸、醇和水的摩尔浓度cA0、cB0、cS0(注意进料中水的浓度cS0不为0)。
2)列出当酸的转化率为xA时,各组分浓度的表示式:
-11?
n
cA?
cA0?
1?
xA?
cB?
cB0?
cA0xA
cR?
cA0xA
cS?
cS0?
cA0xA
3)将上列各式及各组分初浓度代入反应速率式,整理得
dxA210?
6dt
4)计算转化率达35%所需的时间为
t?
?
0dxA上述积分可查积分表用公式计算,也可用MATLAB语言的quad解算子计算,结果为t?
7153s?
2h
5)计算所需反应器体积。
先计算每天的反应批数,再计算每m3反应体积每天的生产量,然
后再计算达到要求产量所需反应器体积。
答案为
VR=
3-5
1)设酯的平衡转化率为xAe,将平衡时各组分浓度代入化学平衡方程得:
?
?
?
化简整理上述方程并求解得
xAe?
%
2)此题解法与3-4中的步骤2~4相同,答案为t=276min
3)此时各组分的浓度为
酯:
/L;水:
mol/L;醇、酸:
mol/L;
反应物系的组成为
酯:
%;水:
%;醇、酸:
%;
3-6
对可逆放热反应,当反应温度过低时,因反应速率过低转化率偏低,当反应温度过高时,转化率又会受化学平衡的限制。
所以,对一定的平均停留时间都存在一能达到最高转化率的最优反应温度。
对本题此最优反应温度可用解析法求解。
1)列出反应器的物料衡算方程
qV?
cA0?
cA?
?
VR?
?
rA?
将反应动力学方程代入,整理后可得
xA?
k?
T?
?
1k?
T?
?
k?
?
T式(A)
2)对上式求导,并令导数为零
?
dkdk?
?
dk1?
?
k?
kkdTdTdTdxA?
?
?
2dT?
1?
?
k?
k
dkkE将上式展开,并将代入,化简后可得?
2dTRT
E2E1?
ln?
?
RT?
k20?
E2?
E1?
于是Topt?
?
E2
?
?
E1Rln?
?
k?
E?
E202112405?
325K10000?
?
ln?
?
15?
?
10?
2405?
30?
3)计算最优反应温度下的转化率。
将T=325K代入式(A)
xA?
k?
T?
?
1k?
T?
?
k?
T10e?
11012e?
10000?
32512?
10000325?
3012405?
325?
30?
?
1015e30?
=%
3-7
解:
依题意知,反应时间相同的情况下,虽然初始浓度不同,但转化率都相同,因此该反应应为一级反应。
所以:
t?
11lnk1?
xA
把数据代入解得:
k=
3-8
3-11dA?
kASdt
dA依题意知:
?
?
kA?
?
A?
dt解:
?
dx因为:
?
2?
?
Cax?
bx?
c?
合并同类项并定积分得:
293K?
310K?
?
E
RT?
根据阿累尼乌斯公式:
k?
k0e
可解得E≈66KJ
3-12
dcA
解:
?
k1cABk2cB化简得:
积分得:
dcAdcBk1?
cAcBk2
3-13
篇二:
化学反应工程原理第二版(华东理工大学版)第三章答案
解:
cA0kt?
xA1?
xA
把数据代入得cA0k?
?
1当xA=时解得t=15min所以,增加的时间为15-5=10min3-2解:
?
1?
xA?
1?
n
?
1?
?
n?
1?
cA0kt(式A)
n?
1
n?
1
把xA=和t=10min代入解得cAk?
0
再把t=30min代入(式A)解得xA=所以,转化率应为13-3
解:
设反应动力学方程为:
?
则?
1?
xA?
因此有
1?
n
n?
1
dcAdt
?
kcA
n
?
1?
?
n?
1?
cA0kt,且cA0=1
1?
n
?
11?
?
n?
1?
k8?
1?
?
n?
1?
k18
?
1?
?
1?
n
解得:
n=2;k=/mol·min-1
3-4
1)计算进料中酸、醇和水的摩尔浓度cA0、cB0、cS0(注意进料中水的浓度cS0不为0)。
2)列出当酸的转化率为xA时,各组分浓度的表示式:
cA?
cA0?
1?
xA?
cB?
cB0?
cA0xAcR?
cA0xA
cS?
cS0?
cA0xA
3)将上列各式及各组分初浓度代入反应速率式,整理得
dxAdt
10
?
6
?
?
dxA
A
?
?
2
4)计算转化率达35%所需的时间为t?
?
?
10
?
6
?
?
A
?
2A
?
上述积分可查积分表用公式计算,也可用MATLAB语言的quad解算子计算,结果为
t?
7153s?
2h
5)计算所需反应器体积。
先计算每天的反应批数,再计算每m3反应体积每天的生产量,然后再计算达到要求产量所需反应器体积。
答案为VR=
1)设酯的平衡转化率为xAe,将平衡时各组分浓度代入化学平衡方程得:
?
1?
xAe
2
2
?
化简整理上述方程并求解得
xAe?
%
2)此题解法与3-4中的步骤2~4相同,答案为t=276min3)此时各组分的浓度为
酯:
/L;水:
mol/L;醇、酸:
mol/L;反应物系的组成为
酯:
%;水:
%;醇、酸:
%;3-6
对可逆放热反应,当反应温度过低时,因反应速率过低转化率偏低,当反应温度过高时,转化率又会受化学平衡的限制。
所以,对一定的平均停留时间都存在一能达到最高转化率的最优反应温度。
对本题此最优反应温度可用解析法求解。
1)列出反应器的物料衡算方程qV?
cA0?
cA?
?
VR?
?
rA?
将反应动力学方程代入,整理后可得xA?
k?
T?
?
?
?
1k?
T?
?
k?
T
式(A)
2)对上式求导,并令导数为零
dxAdT
?
?
dkdk?
?
1?
?
k?
kkdTdT?
?
dT
dk
?
?
1?
?
k?
k
?
?
dkkE
?
将上式展开,并将代入,化简后可得2
dTRT
?
?
2
?
?
?
E1
?
ln?
?
RT?
k20?
?
E2?
E1?
?
E2
于是Topt?
?
E2
?
?
E1
Rln?
?
k?
E?
E?
?
21?
?
20
?
?
12405
10000?
?
ln?
?
15
?
?
10?
2405?
30?
?
325K
3)计算最优反应温度下的转化率。
将T=325K代入式(A)
k?
T?
?
?
1?
?
kT?
kT
xA?
?
?
10e
12
?
10000325
?
30
?
?
?
30?
10000124051215
110e325?
30?
?
10e325
?
=%
3-7
解:
依题意知,反应时间相同的情况下,虽然初始浓度不同,但转化率都相同,因此该反应应为一级反应。
所以:
t?
1kln
11?
xA
-1
把数据代入解得:
k=3-83-11解:
?
dAdt
?
kASdAdt
?
kA?
?
A?
依题意知:
?
因为:
?
dxax?
bx?
c
2
?
?
C
?
lnln
?
E
?
?
?
?
293K?
合并同类项并定积分得:
?
?
?
310K?
根据阿累尼乌斯公式:
k?
k0eRT可解得E≈66KJ3-12
dcA
解:
?
k1cAdcBk2cB
dt
化简得:
积分得:
dcAcA
?
dcBk1cBk2
3-13
篇三:
化学反应工程原理(华东理工大学版)第六章答案
华理版
6-1解:
t?
100?
10min10
F?
t?
?
1?
e?
t/
所以,停留时间为0~1min的分率为
F?
1?
?
1?
e?
1/10
停留时间为2~10min的分率为
F?
10?
?
F?
2e?
10/10?
e?
2/10
停留时间大于30min的分率为
1?
F?
30?
?
e?
30/10
6-2
解:
将数据绘成f(t)~t图
从曲线形状可知,该反应系统接近于PFR和CSTR的组合模型,当t<1min时,反应器出口响应为0,说明此为平推流,设Vp为PFR总分的体积,则
Vp
v0?
Vp50?
50L
当t>1min时,曲线形状呈指数衰减,如将t=1min以后的数据按lnf(t)~t作图,可得一直线,直线的斜率为1,即为全混流总分的平均停留时间,所以全混流部分容积Vm为Vm=×50=50L
所以该反应器系统模型为PFR与CSTR串联,容积Vp、Vm各为50L,相应停留时间均为1min。
6-3
c?
解:
CSTR
中均相二级反应=?
=c00即转化率为
?
1c1?
?
ec0k?
ei?
CSTR中固相二级反应:
c0c0k?
?
c0k?
6-4解:
?
c?
t?
c?
?
f?
t?
dt0c0c01?
?
?
根据动力学方程可知,c?
t?
c01/2?
2c0?
kt,f(t)=2c0?
?
22
代入已知条件,c?
t?
c01/2?
2c0?
kt?
2=?
1?
t?
?
2c0?
?
c?
t?
2c2?
?
f?
t?
dt=?
?
1?
t?
dt=00c0c0
所以转化率为xA==
6-5
解:
(1)由图知,反应器为通过一PFR反应器和一全混釜反应器,?
P?
,求dF?
t?
dt,
再取对数,用lnf(t)~t作图,可得一直线,斜率为,所以?
m?
,平均停留时间为。
?
c?
t?
c?
f?
t?
dt,把一级反应的浓度关系代入可得:
(2)c0?
0c0
?
c?
tf?
t?
dt?
?
e1?
?
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 化学反应 工程 原理 华东理工大学 第二 第八 答案
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)