《化学反应工程》PPT课件.pptVIP

化学反应速率式为rA= KCCACB，如用浓度表示的速率常数为KC ，用压力表示的速率常数为KP ，则 Kp =_ K c A.(RT) (+) B. (RT) (+) C. (RT)- D. (RT) +,反应 3A P，已知k = 0.15 mol/sl ，则反应级数 n =_。 A. 0 B. 1 C. 2 D. 3 反应 A + B C， 已知k = 0 .15 s-1 ，则反应级数 n=_。 A. 0 B. 1 C. 2 D. 3,习题：丙烷的热分解反应式为： C3H8（A）C2H4（R）+CH4（S） 其速率方程式为： 在772 下，k=1.1110-4s-1，若系统恒定在总压P=1kg/cm2；在772 和1kg/cm2压力下气体的容积进料速率为v0=2.2210-4m3/s。当要求出口转化率xA达0.5时所需平推流反应器的容积为多少？,解：对于该气相均相反应AR+S： 首先求解pAxA的关系： 由 可得到： 其次，求解xAt的关系： 将上述得到的结果代入题目给定的速率方程：,其三，求解Vt的关系： 将上述得到的二式相除，得到VxA的关系： 积分上式，得：,【例题】在液体中，反应物A按下式生成R和S：,A,R 一级反应,S 二级反应,k1,k2,原料（CA0=1、CR0=CS0=0）进入两个串联的全混流釜式反应器中（1=2.5min，2=5min ），已知第一个反应器中的组成（CA1=0.4,CR1=0.4,CS1=0.2）试求第二个反应器出口的组成。,CA0=1.0,CA1=0.4,CA2,CR1=0.4,CS1=0.2,CR0=0,CS0=0,CR2,CS2,1=2.5min,2=5min,解：利用全混流釜式反应器的设计方程求解：,对第二只反应器中A的消失而言：,解得：,CA2=?,因两个反应器的级数相同，且CR2+CS2=CA0-CA2则得：,所以：,CR2=?， ?,下面是两个反应的T-X图，图中AB是平衡曲线，NP是最佳温度曲线，AM是等温线，HB是等转化率线。根据下面两图回答： （1）图1和图2分别是可逆反应还是不可逆反应？ （2）图1和图2分别是放热反应还是吸热反应？ （3）在图1和图2的等温线上，A, D, O, E, M点中哪一点速率最大，哪一点速率最小？ （4） 在图1和图2的等转化率线上，H, C, R, O, F及B点中，哪一点速率最大，哪一点速率最小？,解答： 图1 图2 （1）可逆反应 可逆反应 （2）放热反应 吸热反应 (3)M点速率最大，A点速率最小 M点速率最大，A点速率最小 (4)O点速率最大，B点速率最小 H点速率最大，B点速率最小,【例题】在一定空时(空时=体积/流量)的全混釜中进行如下反应，求R产量最大时的反应温度(注意和活化能联系起来)。,【解】(1)若E1E2 、E3，应采用尽可能高温；,(2)若E1E2 、E3，应采用尽可能低温；,(3)若E1介于E2 、E3之间，,对：,对：,对上式求导并令其为零：,得,满足此式的T使CR最大。,【例题】自催化反应 A + R 2R，其速率方程为： r A =k C A C R ，在70下等温地进行此反应，在此温度下 k=1.512 m3/kmolh；其它数据如下：C A 0= 0.99 kmol/m3；C R 0 = 0.01 kmol/m3；v 0= 10 m3/h；要求反应的转化率x A = 0.99。 试求： 1）在全混流反应器中反应所需的容积； 2）在平推流反应器中反应所需的容积。,Langmuir吸附模型的四个假定：均匀表面、单层吸附、吸附机理相同和无相互作用这几点应该说是非常苛刻的，实际情况很难满足上述要求。然而，对于多数的化学反应，应用这几点假定进行有关的推导，结果一般是可以接受的，其主要原因在于： A. 实际反应过程中催化剂表面吸附物种的覆盖度很低； B. 实际的催化剂表面一般很平整； C. 实际的催化剂表面上活性位间的距离较远； D. 实际的催化剂表面上活性位的数量有限,对于一个气固相催化反应，减小外扩散和内扩散影响的措施正确的是 A. 提高反应器内气体的流速，减小催化剂颗粒的直径； B. 降低反应器内气体的流速，减小催化剂颗粒的直径； C. 降低反应器内气体的流速，增大催化剂颗粒的直径； D. 增加催化剂颗粒的直径，提高反应器内气体的流速,在Pt催化剂上进行异丙苯分解反应： C6H5CH(CH3)2 C6H6 + C3H6 若以A、B及R分别表示异丙苯、苯及丙烯，代表催化剂上的一个活性中心，其反应步骤如下： A + A A B + R B B + 若表面反应为速度控制步骤，试由L-H机理和Hougen-Watson模型推导异丙苯分解的等温速度方程式。,气相中的A分子与B分子被吸附在催化剂表面上分别形成吸附态的A和B。相邻近的这两种吸附态的分子在催化剂的表面发生反应。被称为Langmuir-Hinshlwood机理（简称L-H机理）,解：由题意，步骤（2）应为速度控制步骤，设其中的正向、逆向反应速度常数分别为kr 、kr ,有：,又由步骤（1）已达平衡，有：,而,由步骤（3）已达平衡，有：,代入原速度表达式，有：,（其中k = krKA, K为总化学反应平衡常数）,复习课小结,“三传一反”、“一反” 均相反应与异相反应的定义 化学反应速率表达式 速率常数与反应速率的关系（不同表示kr,kp） 理想反应器种类特点 反应器反应时间计算 膨胀因子或率 平行反应的选择性 各种复合反应与适宜反应器的选择 不可逆中间产物的最大温度 返混的定义 停留时间分布曲线的定义和公式 二种特殊反应器的分布曲线 测定非理想流体的停留时间分布函数的二种方法,气-固相催化反应动力学步骤 等温吸附模型 孔内扩散 催化剂的效率因子 西勒模数与反应速率或扩散的关系 床层压降 坦克来准数 工业催化剂特点 内外扩散影响及消除 固定床和流化床特点和性质、分类 气-液相反应与反应器型式的选择 气-液相反应中的膜内转化系数与反应速率或反应程度的关系 化学增强因子的定义及对气-液反应的影响 气-液相反应的宏观过程,大家注意