化学反应工程综合复习资料(有答案)(5)

1 xA

1 (1 k)2

2

………………..(2)

根据式（1），得k 1=19；根据式（2），得k 6.94。

v02VR/ 2 1

,进料体积流率之比等于空时的反比，即

v01VR/ 1

v0 5.48v01。

也就是说，串联后进料体积流率应为原来的5.48倍，即需增加4.48倍。

2

2. 某速率常数为0.15 min-1的一级不可逆反应在一非理想反应器内进行反应，示踪结果表明，t和 分别

为15 min和0.21。求用多级混合流模型预测的转化率。 解：根据多级混合流模型无因次方差与N之间的关系，有

2

N 1/ = 4.76

根据一级不可逆反应多级混合流模型转化率的表达式，有

11

1 x A 0 .158

4.76k) ( 1 )N(1

4.76

N

xA 0.842

3. 反应物A反应首先生成R (k1 = 6 hr-1)，R进一步反应生成S (k2 = 3 hr-1)和T (k3 = 1 hr-1)。如果浓度为1.0 mol / L的纯A在一个全混流反应器内进行反应，求R浓度达到最大值的空时及R的最大浓度。

解：根据一级不可逆串联反应在全混流反应器中进行反应时中间物种最大浓度及达到最大浓度空时的公式，有：

CR,maxCA0

1

0.3 1/22

{[(k2 k3)/k1] 1}

CR,max 0.3mol/L opt

1k1(k2 k3)

0.2 hr

说明：上述两公式也可通过对反应物A和产物R两次应用全混流反应器设计方程，求得产物R的浓度表达式，然后令

dCR

=0，求出 opt 和CR, max的值。 dτ

4．某一级恒容反应A P在一平推流和一全混流反应器所组成的串联反应器组中进行，两反应器的有效容积均为Vr，进料为纯A，初始体积流率为v0，试证明最后的总转化率与这两个反应器的串联顺序无关。（假设两反应器的温度相等且保持恒定，反应器被反应物全部充满） 解: 反应速率方程： rA kCA (a) 全混流在前，平推流在后

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