化学反应工程习题解答吴元欣

1、第一章 绪论1-1解：1反响的选择性为： 2进入反响器的原料气中，甲醇：空气：水蒸气=2：4：1.3摩尔比，当进入反响器的总原料量为100mol时，那么反响器的进料组成为：组分摩尔分率yi0摩尔数ni0(mol)CH3OH2/2+4+1.3=0.274027.4空气4/2+4+1.3=0.547954.79H2O1.3/2+4+1.3=0.178117.81总计1100设甲醇的转化率为XA，甲醛的收率为YP，反响器出口CH3OH、CH3CHO和CO2的摩尔数nA、nP和nc分别为：nA=nA0(1-XA)=7.672 molnP=nA0YP=18.96 molnC=nA0(XA-YP)=0.7

2、672 mol结合上述反响的化学计量式，H2OnW、O2nO和N2nN的摩尔数分别为：nW=nW0+nP+2nC=38.30 molnO=nO0-1/2nP-3/2nC=0.8788 molnN=nN0=43.28 mol所以，反响器出口气体组成为：组分摩尔数mol摩尔分率%CH3OH7.6726.983HCHO18.9617.26H2O38.334.87CO20.76720.6983O20.87880.7999N243.2839.391-3解：以100mol进料为基准，并设x和y分别表示环氧乙烷和二氧化碳的生成量，根据题目给的进料组成和化学计量关系列式： (1) (2)可列出下表：组成反响器

3、进口/%反响器出口/%C2H41515-x-0.5yO277-0.5x-1.5yC2H4O0xCO21010+yH2O0yAr1212N25656总计100100-0.5x由于反响器出口气体中乙烯和氧的摩尔分数，所以可列出下面两个方程： 及 解得：x=1.504mol y=0.989mol乙烯的转化量为：1.504+0.989/2=1.999mol所以，乙烯的转化率为：1.999/15=13.33%环氧乙烷的收率为：1.504/15=10.03%反响的选择性为：S=0.1003/.1333=75.24%1-5解：由丁二烯氧化反响可知，反响过程中，反响混合物的总物质的量发生变化。如果进料为100

4、mol，那么由氮平衡可算出反响后混合气的量为：其中，正丁烯的量=103.4×0.017=1.758mol丁二烯的量=103.4×0.0445=4.60mol假设以反响器进料为基准，那么正丁烯的转化率丁二烯的收率丁二烯的选择性循环气反响器纯产品新鲜气1-6解：设原料的进料量为100Kg/h，那么有质量守恒，出反响器的量也为100Kg/h，那么出反响器的HCHO为1.6Kg/h，C4H6O2为7.65Kg/h：转化率 单程收率 总收率 选择性 第二章 均相反响动力学2-3解：反响物A的消耗速率应为两反响速率之和，即由得： 对上式积分：2-4解：1由题意可将反响速率表示为: 对于恒容过程，那么有当时2对于恒压过程，是个变容反响过程，由2.49式可求得总摩尔数的变化反响物A的原始分率：由2.52式可求得转化率为80%时的浓度：2-8解：在初始浓度相同的条件下，有：又 那么 代入数据，得 2-13解：对二级反响 有 对上式积分 a. 时， 当时，,；当时，,；当时，,。b. 时，当时，,；当时，,；当时，,讨论：在初始物料相同的条件下，要求的转化率越高