cR?(cA0?cAf)Sp?(cA0?cAf)?(1?0)1?11?0?011?2cAf?cAf
对平推流反应器，则尽量使其转化率提高。
cR??cA0?cAf?Sp??1dcAcAf1?3cAfcA011?ln?0.462mol?m331?0
11. 在0℃时纯气相组分A在一恒容间歇反应器依以下计量方程反应：A→
2.5P，实验测得如下数据：
时间/s 0 pA/MPa 0.
1
2 0.08
4 0.0625
6 0.051
8 0.042
10 0.036
12 0.032
14 0.028
∞ 0.020
求此反应的动力学方程式。
解
当t→∞时，pAe=0.2故为可逆反应，设此反应为一级可逆反应，则
dpA?k1pA?k2pP?k1pA?2.5k2?pA0?pA?dt
pAe?pA0积分，得(k1?2.5k2)t?lnpA?pAe?以(-ln(pA-pAe))对t作图
t pA PA-pAe -ln(pA-pAe
) 2 4 6 0.08 0.0620.05
5 1
0.08 0.06 0.0420.03
5 1
2.522.813.158 3.476 3 4 0 0.1
8 0.042 0.022 3.817 10 0.036 0.016 4.135 12 0.032 0.012 4.423 14 0.028 0.008 4.828 20
B Linear Fit of Data1_B5.04.5)4.0eAp-Ap(n3.5l-3.02.50246810121416ty?0.1633t?2.5035??k1?2.5k2?0.1633???K?k12.5(pA0?pAe)2.5(1?0.2)k???10 2pAe0.2k1?0.131k2?0.0131?rA?0.131pA?0.0327?pA0?pA?
12. 气相反应A+B=R的动力学方程为(?rA)=k(pApB?pR/KP)，式中k?3.5?10?8exp???2620??T??mol?m?3s?1Pa?2
K.0?10?12exp??3560?P?7?T??Pa?1
请确定最佳反应温度与转化率之间的关系。
解
21
?r???ppR?A?k?ApB?K?p?????k??pR???????r??pApB?A?Kp????T?????T????????3.5?10-8exp???2620???p??R?????T???pApB??7.0?10?12exp??3560????????T???????T?3.5?10-8exp??2620???T??p?2620?ApB??T2??3.5?10-8?7.0?10?12pRexp???3560?2620??3560?2620??T????T2?????rA??T?02620p?3560?2620??3560?ApB7.0?10?12pRexp??T???3560?2620?7.0?10?12?T?ln?p??ApB3560?2620???pR??T?3560op??3560ln??2620?7.0?10?12pAp????B3560?2620?p?ln??R????3.37?1011pR?p?ApB??设初始时pA0?pB0，pR0?0?A??0.5ppA0?1?xpA0?1?xA?xA??A?1??ppAxA?pB??1??R?AxA??A0A1??AxA?T?35603560op??ln??2620?7.0?10?12pA0?1?xA?2??ln??x?1?0.5x???3.37?1011AA????3560?2620?xA?1?0.5xA????p?1?x2A0A???校核：设pA0?0.05MPa，xA?0.5代入T?221K比较合理。设pA0?0.05MPa，xA?0.75代入T?201K比较合理。22
13. 某液相一级不可逆反应在体积为VR的全混釜中进行，如果将出口物料的一
半进行循环，新鲜物料相应也减少一半，产品物料的转化率和产物生成速率有什么变化？ 解
全混流循环时??cA0xAf?xA0
?rAf出口物料一半与等量的xA=0的物料混合，xA0=0.5xAf。
??cA0xAf?0.5xAf0.5xAf?kcA0?1?xAf?k?1?xAf?2k??xAf1?xAfxAf?2k?
1?2k?与简单地把处理量减半等效。
cA0xAfV0?2k??V0cA0kVR?cA0? ??2?1?2k??21?2k?
-3-1
14. 有一自催化反应A→R， 动力学方程为 ?rA=0.001cAcR kmol·ms。 要
3
求反应在4个0.1m的全混流反应器中进行，反应物初始浓度
3-1
cA0=10kmol·m-3，cR0=0，处理量为5.4 mhr。如何排列这4个反应器（串联、并联、或串并联结合）才能获得最大的最终转化率？最大的转化率是多少？ 解
?rA?0.001cAcR?0.001cA?cA0?cA?d?0.001cA?cA0?cA???0dcA当 d??rA??0, ?rA 最大dcAcA?1cA0?cR?52?cA0?cA??cA?0??cA0?cA10?5??200s0.001cAcR0.001?5?5
将3个反应器并联，??0.1?3?3600?200s，恰好是最佳操作条件。5.4cA?3.486kmol?m?3另外一个串联在后面VRc?c5?cA?A0A?V00.001cAcR0.001cA?5??5?cA?? 23
xA?1?
cA3.486?1??0.6514 cA01012??B???C，k1=0.25hr，k2=0.05hr，进15. 一级不可逆连串反应A?kk-1-1
料流率V0为1mhr，cA0=1kmol·m，cB0=cC0=0。试求：采用两个VR=1m的
全混流反应器串联时，反应器出口产物B的浓度。 解
3-1-33
cA?cA01?1?k1?m?cB?cA0k1?m?1?k1?m??1?k2?m??m?VR1??1hrV011?0.8kmol?m?3?1?0.25?1?0.25第一个反应器出口：cB1??0.1905kmol?m?3?1?0.25??1?0.05?0.8第二个反应器出口：cA2??0.64kmol?m?3?1?0.25?第一个反应器出口：cA1?就第二个反应器对B作物料衡算：V0cB2?V0cB1??k1cA2?k2cB2?VR从中解出cB2：cB2?k1cA2VR?V0cB10.25?0.64?0.1905??0.3338kmol?m?3V0?k2VR1?0.05
16. 某气相基元反应：
A+2B→P
已知初始浓度之比cA0:cB0=1:3，求解
dxA的关系式。 dt 24