第一章 化学反应本征动力学 补充习题
1. 恒温恒压下，连续气相反应A＋2B ? R，原料气组成cA0＝cB0＝100 mol/L，问当cB＝20 mol/L时，转化率 xA、xB及反应物A 的浓度cA为多少？ 2. A Commercial Popcorn Popping Popcorn Popper:
We are constructing a 1L popcorn popper to be operated in steady flow. First tests in this unit show that 1 L/min of raw corn feed stream products 28 L/min of mixed exit stream. Independent tests show that when raw corn pops its volume goes from 1 to 31. With this information determine what fraction of raw corn is popped in the unit. 3. 某化学计量式为A＋2B＝2P，若以反应物A表示的反应速率为rA＝2 cA0.5cB，试写出以反应物B和产物P表示的反应速率式。
4. 温度25℃ 时，当温度升高10℃反应速率增加一倍，试估算反应活化能。 5. 下列两反应：（1）C2H4的二聚反应，反应温度 200℃ ，反应活化能156.9 kJ/mol; （2）C2H6的二聚反应，反应温度 200℃ ，反应活化能104.6 kJ/mol; 为使反应温度提高一倍，计算所需提高的反应温度各为多少？讨论所计算的结果。
6. Search for the activation energy of a pasteurization process:
Milk is pasteurized if it is heated to 63℃ for 30 min, but if it is heated to 74℃ it only needs 15 s for the same result. Find the activation energy of this sterilization process. 7. 等温下进行液相反应 A + B?C + D，该条件下的反应速率方程为
rA= 0.8 cA1.5 cB0.5 mol /(L? min) 若将初始浓度均为 3 mol/L的原料A、B等体积混合后进行反应，求反应4 min 时A 的转化率。
8. 在一恒容反应器中进行下列液相反应 A + B ? R rR = 2cA
2A ? D rD= 0.5 cA2
式中 rR 、rD 分别表示产物 R及D的生成速率，其单位为 kmol/(m3? h)。反应用的原料为A 与 B 的混合物，其中A 的浓度为 2 kmol/m3。试计算 A的转化率达 95％ 时所需要的反应时间。 9. k1
反应A ? B 中，正逆反应均为一级反应，活化能 E1= 8370 J/mol， k2
E2= 16740 J/mol，反应频率因子 k01＝ k02 ＝1.00?1012 s－1。 （1）在间歇釜中反应，若希望xA＝ 0.900，则最佳反应温度为多少？ （2）是否整个反应过程都控制在这个温度最好？为什么？应该怎样控制？
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第三章 均相理想流动反应器 补充习题
1. 在等温间歇釜反应器中进行下列液相反应 A + B ? R rR = 2 cA kmol/(m3? h)
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2A ? D rD= 0.5 cA2 kmol/(m? h)
反应开始时A 和 B 的浓度均为 2 kmol/m3，目的产物为R。试计算反应时间为3h 时 A 的转化率和 R 的收率。
2. 采用连续釜式反应器实现【补充习题 3－1】的反应，若保持其空时为3h，则组分A 的最终转化率为多少？R 的收率又为多少？ 3. 气相反应 A + B ? P 在等温下进行，物料在平推流反应器中的初始流量为 360 m3/h，A与B 的初始浓度均为 0.8 kmol/m3，其余惰性物料浓度为 2.4 kmol/m3，反应速率常数k = 8 m3/(kmol? min) 。问A 转化率达90％时所需的反应体积为多少？ 4. 在两个全混流反应器串联的系统中等温进行下列液相反应 2A ? B , rA= 68 cA kmol/(m3? h) B ? R , rR= 14 cB kmol/(m3? h)
进料中组分A 的浓度为 0.2 kmol/m3，流量为 4 m3/h，要求A 的最终转化率达 90％，问：
（1）最小总反应体积为多少？
（2）此时目的产物 B 的收率是多少？ 5. 拟设计一反应装置等温进行下列液相反应
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A ＋2B ? P , rP = k1 cAcB
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2A ＋B ? S , r= k c2 c
S 2AB
目的产物为 P，且 B 的价格远较 A 为高又不易回收。问：
（1）如何选择原料配比？
（2）若采用多个全混流反应器串联操作，何种加料方式最好？为什么？
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第四章 非理想流动反应器 补充习题
1. 已知物料在某反应器内的停留时间分布函数为E(t)=0.01 e
－0. 01 t
(单位:1/s)
问： (1) 物料在此反应器内的平均停留时间为多少？
(2) 停留时间小于100s的物料占进料的百分之多少？ (3) 停留时间大于100s的物料占进料的百分之多少？
2. 用阶跃法测定某一反应器的停留时间分布，得到离开反应器的示踪剂浓度与时间的关系如下：
c(t)
0, t ? 2 min
t－2, 2 min ? t ? 3 min 1.0 c(t)=
1, t ? 3 min
0 1 2 3 4 t / min 试求：
（1）该反应器的停留时间分布函数F(?) 及分布密度 E(?)。 （2）数学期望? 及方差??2 。
（3）若用多釜串联模型来模拟该反应器，则模型参数为多少？ （4）若用轴向混合模型来模拟该反应器，则模型参数为多少？
（5）若在此反应器中进行一级不可逆反应，反应输率常数 k = 1 min-1，且无副反应，则反应器的出口转化率为多少？ 3. 在具有如下停留时间分布的反应器中，
0 ， t < 1 min 等温进行一级不可逆反应 A ? P， E(t) = exp(1－t) ， t ? 1 min 其反应速率常数为 2 min-1，
试分别用轴向扩散模型及凝集流模型计算该反应器的出口转化率，并对计算结果进行比较。
4. 反应动力学测定常用的内循环式无梯度反应器实质上是一个全混流反应器，使用前需要检验其是否达到全混流。现以氮为主流体、氢为示踪剂，并阶跃输入，输入浓度为c0，用热导分析测定出口气中氢的浓度c，结果如下表
24 3444 z/cm 0 4 9 14
c/c0 0.333 0.597 0.757 0.9080.963 0.9860
表中z 为纪录纸的移动距离。试问该反应器的流动状况是否为全混流？
5. 已知一等温液相反应器的停留时间分布密度函数E(t) = 16 t exp(－4t )，min，试求:
（1）平均停留时间；
（2）停留时间小于1 min 的物料所占的分率； （3）停留时间大于1 min 的物料所占的分率；
（4）若用多釜串联模型拟合，该反应器相当于几个等体积的全混流反应器串联？
（5）若用轴向混合模型来模拟该反应器，则模型参数Pe 为多少？
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