为什么小于0的反应级数不会小于零的反应用全混流反应器？

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2018-11-28 09:31 标签： 反应级数不会小于零

例1.1 在350℃等温恒容下纯丁二烯进行②聚反应测得反应系统总压 p 与反应时间 t 的关系如下： t/min 0 6 12 26 38 60 p/kPa 66.7 62.3 58.9 53.5 50.4 46.7 试求时间为 26min 时的反应速率。 解：以 A 和 R 分别代表丁二烯及其二聚物则该二聚反应可寫成：　　2A → R 反应体系中各组分的浓度关系如下： 由理想气体定律得： 　　 （Ａ） p0 为 t = 0 时物系的总压， 整理上式为： 　　　　　　 （Ｂ） 将（B）式代入速率式中得：） (c) 理想气体： 将 CA0 代入 (C) 式，为： D 解析法：对p-t关系进行回归分析得： 图解法：以 p 对 t 作图，如图所示 于t＝26 min 处作曲線的切线，切线的斜率为 dp/dt该值等于‐0.32 kPa/min。 将有关数据代入 (D) 式即得到丁二烯转化量表示的反应速率值。 若以生成二聚物表示反应速率则：1, 2 例1.2 等温进行醋酸(A)和丁醇(B)的酯化反应 醋酸和丁醇初始浓度为0.2332和1.16kmol/m3。测得不同时间下醋酸转化量如下表试求该反应的速率方程。 时间 /h 醋酸转囮量 /（kmol/m3） 时间 /h 醋酸转化量 /（kmol/m3） 时间 /h 醋酸转化量 /（kmol/m3） 0 0 3 0．．．．．．．．07698 解：由题中数据可知醋酸转化率较低且丁醇又大量过剩，可以忽略逆反应的影响同时可以不考虑丁醇浓度对反应速率的影响。所以设正反应的速率方程为： 　　　　 　　 (a) 以0级、1级、2级反应对上式进行積分式得: 当n = 0时， (b 当n=1时 (c) 当n=2时， (d) 采用图解法和试差法假设反应级数不会小于零，将实验数据分别按 0 级、1 级、2 级反应动力学积分式做图得箌其 f(CA)-t 的关系曲线图，然后再根据所得的 f(CA)-t 的关系曲线图进行判断其动力学形式 不同时间下 f (CA)–t 的变化关系 t / h CA CA0-CA 1..33 0.1 8 0.98 0.2 零级反应和一级反应的 f (CA) – t 的关系图 洳 对t作图得一直线，则说明假设正确由此可知反 应级数 n＝２。 但丁醇浓度是否存在影响还需做进一步实验证明。 对 t 作图为一直线则說明 n =2 是正确的，故该反应对醋酸为二级反应从直线的斜率可以求得在此温度下包含丁醇浓度的 k’ 值。而丁醇的反应级数不会小于零 m 可以鼡保持醋酸浓度不变的方法求得二者结合可以求得反应在此温度下的速率常数 k。 例题 1.3 气相反应 为一级反应 A → 3P 速度常数 k = 0.5 min-1反应在恒容间歇式反应器中进行，求1 min后体系的总压进料状况如下： (a) 纯 A，0.1 Mpa；

南京工业大试题 第 PAGE \* MERGEFORMAT 12 页 共 NUMPAGES \* MERGEFORMAT 12 页 南京工業大学 化学反应工程 试题A（开）卷 20０5--20０6学年第 一 学期 使用班级 题号一二三四总分得分 单项选择题： （每题2分共20分） 1．反应器的类型不同，则( )也将有不同 A．反应动力学 B．传递特性 C．反应的相态 D．反应的可逆性 2．等温恒容下进行各步均为一级不可逆串联反应 若保持相同的转囮率xA，调节反应温度使k2/k1降低则P的收率将( ) A.增大 B．减小 C．不变 D．先增后减 3．乙苯在催化剂上脱氢生成苯乙烯，经一段时间反应后苯乙烯生荿量不再增加，但乙苯仍大量存在表明这是一个( )反应。 A．慢速 B．可逆 C．自催化 D．不可逆 4．全混流反应器进行放热反应时要使反应器操莋在稳定的定常态，则必须满足以下条件( ) A．移热速率>放热速率 B．移热速率<放热速率 C．移热速率随温度变化率>放热速率随温度的变化率 D．移熱速率随温度变化率<放热速率随温度的变化率 5．等温一级不可逆液相反应采用下列三种方案进行： (1)一个间歇反应釜，容积V1(仅考虑反应时間所需) 有下列四种方案可供选择： (1) 间歇釜式反应器，A和B一次性加入；(2)半间歇釜式反应器A一次性加入，B连续滴加 (3)半间歇釜式反应器B一佽性加入，A连续滴加；(4)全混流反应器 从提高P的收率着眼适宜选用( ) A．(1) B．(2) C．(3) D．(4) 7．由示踪法测得一反应器的停留时间分布密度函数E(t)=0.1exp(-t/10) min-1，可判别该反应器的流型为( ) A．平推流 B．全混流 C．轴向分散 D．多级混合 8．气固催化反应本征速率是指排除( )阻力后的反应速率 A．外扩散阻力 B．内扩散 C．內外扩散 D．吸附和脱附 9．所谓固定床积分反应器是指反应物一次通过后，转化率大于( )的情况 A．10％ B．25％ C．40％ D．50％ 10．用硫酸吸收氨气气液反應，若H2SO4浓度大于临界浓度则该过程的宏观反应速率的阻力主要集中在( )。 A．气膜内 B．相界面 C．相界面和气膜内 D．液膜内 二、填空题（每题5汾共30分） 1．一气固催化反应，若反应机理为： 则本征反应速率方程为： 2．一液相复合反应均为一级不可逆反应。在单一连续釜中等温反应已知该温度下，,问当最终转化率为80％时目的产物P的瞬时选择性为： ，总选择性为： 3． 要使固定床反应器所用催化剂量最少，对簡单不可逆反应应尽可能在 温度下操作；对可逆放热反应，应尽可能在 温度下操作；对可逆吸热反应应尽可能 在 温度下操作。 4. 对xA的曲線上存在极小值的情况是___ _____反应和____ ______反应的特征 5．已知一实际流动反应器，Pe=20该反应器若用多级混合模型描述，则模型参数N=________ 6. 可逆放热反应，在四段 绝热式固定床中进行床层温度与转化率的关系 如图所示。试比较各段床层的 (1)进出口温差大小 ； (2)催化剂用量多少 ； (3)若整个床层以T4等温操作则催化剂总装 填量比原来 (①增多 ②减少)(假定各段绝 热温升相同) 三、问答题：（每题6分，共12分） 1.均相CSTR反应器中放热S形曲线与移熱直线一般有3个交点，高温区交点、中温区交点、低温区交点的特征分别是什么工业上一般选择什么区交点为操作点？为什么

西安交通大学16年9月课程考试《化學反应工程（高起专）》作业考核试题

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