化学反应工程原理(华东理工大学版)第二版第八章答案

精编WORD文档下载可编缉打印下载文档，远离加班熬夜化学反应工程原理(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?0.2min当xA=0.75时解得t=15min所以，增加的时间为15-5=10min3-2解：?1?xA?1?nn?1?1??n?1?cA0kt（式A）把xA=0.75和t=10min代入解得cA0k?0.1再把t=30min代入（式A）解得xA=1.25所以，转化率应为13-3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?1?0.8??1??n?1?k8因此有1?n?1?0.9??1??n?1?k18解得：n=2;k=0.5L/mol·min3-41）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精编WORD文档下载可编缉打印下载文档，远离加班熬夜cA?cA0?1?xA?cB?cB0?cA0xAcR?cA0xAcS?cS0?cA0xA3)将上列各式及各组分初浓度代入反应速率式，整理得dxA2??7.93?10?6?10.2?20.1xA?2.58xA?dt4）计算转化率达35%所需的时间为t??0.350dxA?627.93?1010.2?20.1xA?2.58xA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?2h5）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=51.9m33-51)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：21.1512xAe?0.2191.1511?xAe48.76?1.151xAe化简整理上述方程并求解得xAe?90.8%2）此题解法与3-4中的步骤2～4相同，答案为t=276min精编WORD文档下载可编缉打印下载文档，远离加班熬夜3）此时各组分的浓度为酯：0.207mol/L；水：47.816mol/L；醇、酸：0.910mol/L；反应物系的组成为酯：0.414%；水：95.80%；醇、酸：1.82%；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??1???k?T??k??T????式（A）2）对上式求导，并令导数为零?dkdk??dk???1??k?k?????k??????dTdTdTdxA???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?E2021????12405?325K10000??ln??15?5.254?10?2405?30?3）计算最优反应温度下的转化率。将T=325K代入式（A）精编WORD文档下载可编缉打印下载文档，远离加班熬夜xA?k?T??1???k?T??k?T??????6.92?10e?1??6.92?1012e?10000?32512?10000325?3012405?325?30?5.254?1015e???30?=63.5%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=0.00656min-13-83-11dA?kASdtdA依题意知：??kA?0.7?A?dt解：?dx因为：?2??Cax?bx?c?合并同类项并定积分得：11.3?1.4ln?2.4k?293K?0.71.311.24?1.4ln?0.434k?310K?0.71.24?ERT?根据阿累尼乌斯公式：k?k0e可解得E≈66KJ3-12dcA精编WORD文档下载可编缉打印下载文档，远离加班熬夜解：?k1cABk2cB化简得：积分得：dcAdcBk1?cAcBk23-13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?0.2min?1当xA=0.75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?1n?1把xA=0.75和t=10min代入解得cAk?0.10再把t=30min代入（式A）解得xA=1.25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?nn?1dcAdt?kcAn?1??n?1?cA0kt，且cA0=1精编WORD文档下载可编缉打印下载文档，远离加班熬夜1?n?1?0.8??1??n?1?k8?1??n?1?k18?1?0.9?1?n解得：n=2;k=0.5L/mol·min-13-41）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?cA0xAcS?cS0?cA0xA3)将上列各式及各组分初浓度代入反应速率式，整理得dxAdt??7.93?10?6?10.2?20.1xdxAA?2.58xA?24）计算转化率达35%所需的时间为t??0.350精编WORD文档下载可编缉打印下载文档，远离加班熬夜7.93?10?6?10.2?20.1xA?2.58x2A?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?2h5）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=51.9m31)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：1.151xAe1.151?1?xAe??48.76?1.151xAe?22?0.219化简整理上述方程并求解得xAe?90.8%精编WORD文档下载可编缉打印下载文档，远离加班熬夜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：0.207mol/L；水：47.816mol/L；醇、酸：0.910mol/L；反应物系的组成为酯：0.414%；水：95.80%；醇、酸：1.82%；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????1???k?T??k?T???式（A）2）对上式求导，并令导数为零dxAdT??dkdk??1??k?k?????k???????dTdT??dTdk?精编WORD文档下载可编缉打印下载文档，远离加班熬夜?1??k?k?????dkkE?将上式展开，并将代入，化简后可得2dTRT??2???E1?ln??RT?k20??E2?E1??E2于是Topt??E2??E1Rln??k?E?E??21??20??1240510000??ln??15?5.254?10?2405?30??325K3）计算最优反应温度下的转化率。将T=325K代入式（A）精编WORD文档下载可编缉打印下载文档，远离加班熬夜k?T???1??kT?k???T?????xA??6.92?10e12?10000325?30???30?1000012405???12151??6.92?10e325?30?5.254?10e325?=63.5%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?1kln11?xA精编WORD文档下载可编缉打印下载文档，远离加班熬夜-1把数据代入解得：k=0.00656min3-83-11解：?dAdt?kASdAdt?kA?0.7?A?依题意知：?因为：?dxax?bx?c2??C?10.710.7lnln?E1.3?1.41.31.24?1.41.24?2.4k?293K?合并同类项并定积分得：??0.434k?310K?根据阿累尼乌斯公式：k?k0eRT可解得E≈66KJ3-12dcA精编WORD文档下载可编缉打印下载文档，远离加班熬夜解：?k1cAdcBk2cBdt化简得：积分得：dcAcA?dcBk1cBk23-13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?10min10F?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?2???e?10/10?e?2/10停留时间大于30min的分率为1?F?30??e?30/106-2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精编WORD文档下载可编缉打印下载文档，远离加班熬夜为PFR总分的体积，则Vpv0?1.0Vp?1.0v0?1.0?50?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=1.0×50=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。6-3c?解：CSTR中均相二级反应=?=0.435c00即转化率为0.565?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)=0.52c0??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=0.66700c0c0精编WORD文档下载可编缉打印下载文档，远离加班熬夜所以转化率为xA=1-0.667=0.3336-5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?0.4ks，求dF?t?dt，再取对数，用lnf(t)～t作图，可得一直线，斜率为1.25，所以?m?0.8ks，平均停留时间为1.2ks。?c?t?c?f?t?dt，把一级反应的浓度关系代入可得：（2）c0?0c0?c?t??1.25c??f?t?dt??e1?1.25tdt0.4c0.41?0.8tc00