kCA0dt?d?A(1??A)(?A?CC0)CA0
kCA0t?1C1?C0CA0CC0???A?CA0ln??CC0?CC0?A?CCA0?A0??????
10.7?0.1k?ln?1.106?10?6m3/mol?s500?5400(1?0.1)0.1?0.1?0.7
??rA?1.106?10?6?5002(1??A)(?A?对?A求导
CC02)?0.2765(??A?0.9?A?1)CA0
d(?rA)?0.2765(?2?A?0.9)?0 ?A?0.45 d?A(?rA)max?8.364?10?2mol/m3?s
（2） ??CA0?CACA0?ACA0?A???8.037?103s 2?rA?rAkCA0(1??A)(?A?CC0/CA0)（3）对于PFR ??CA0??A0?Ad?Ad?A ?CA0?20?rAkCA0(1??A)(?A?CC0/CA0)?
?A??1113???d??6.258?10sA???0kCA0(1?CC0/CA0)?1??A?A?CC0/CA0?
60.在一定的反应温度下A发生下述平行反应：
3K1A???R ?1?2.0CA(kmol/m?h)
K22A???S
2?2?0.2CA(kmol/m3?h)
3
其中R是主产物，S是副产物。反应原料为纯的反应物A，其初始浓度为10kmol/m。
在反应器出口A的转化率为80%。反应在连续搅拌釜中进行时，A转化为R的选择性、R的收率以及反应物的停留时间。 解：1）使用连续搅拌釜
∵ ?rA?r1?2r2 ∴
CA0?CA??(?rA)??(r1?2r2)
CR?CR0??r1
CR2CA1??2CA0?CA2CA?0.4CA1?0.2CA
CR? ∴
CA0?CACA0?A?1?0.2CA1?0.2(CA0?CA0?A)
3??0.8C?5.71kmol/mAR 当时，有
2(CA0?CA)0.2CA3CS??1.15kmol/m22CA?0.4CA
SR?
CR5.71??4.965CS1.15 CRCR5.71???0.714CA0?CACA0?A10?0.8
?R?
V恒定，停留时间与空时相等
??
K1CR?CR05.71??1.43hr12?2
P(主)2rs?k2CA?rA?(k1?k2CA)CA；rP?k1CA；A61. 已知 的反应速率式分别为：，
且在反应的操作温度下k1=1.0，k2/k1?1.5；CA0?5mol/l，CP0?CS0?0，要求反应流体的进料速率为
K2S(副)v0?5 m3/h，出口转化率xA?0.9。试求用单一的全混流反应器在等温下进
行此反应时所能获得的产物P的浓度CP以及所需的反应容积V。
(?P)m?rPk1CA?2?rAk1CA?k2CA
解：
(?P)m?CP?CPCA0?CA
(CA0?CA)k11?(5?0.5)??2.57(mol/l)(k1?k2CA)1?1.5?0.5
2v0(CA0?CA)?V(?rA)?V(k1CA?k2CA)
V?v0(CA0?CA)5?4.5??25.7(m3)22k1CA?k2CA0.5?1.5?0.5
62.环氧乙烷在450℃的气相分解反应如下：C2H4O（g）→ CH4（g） + CO（g）已知在此反应
-1
温度下反应的速率常数为0.0212min，反应在恒温恒容反应器中完成，初始时原料为纯的
5
环氧乙烷，初始压力为2.026×10Pa，试求在反应时间为50min时反应器的总压力。
-1
解：由k=0.0212min可知该反应为一级反应
PA?exp??kt?PA0
t时反应物分压为PA
C2H4O（g）→ CH4（g） + CO（g） PA0 0 0 PA PA0-PA PA0-PA
总压
Pt?PA?2(PA0?PA)
2PA0?PtPt?exp(?kt)?2?exp(?kt)PA0∴即PA0
当t=50min时
Pt?PA0[2?exp(?kt)]?3.35?105Pa
63.醋酸在高温下可分解为乙烯酮和水，而副反应生成甲烷和二氧化碳：
k1k2CH3COOH???CH2?CO?H2O CH3COOH???CH4?CO2
?1?1k?4.65s,k?3.74s12已知在916℃时，试计算：
1） 99%的醋酸反应掉的时间；
2） 在此反应条件下醋酸转化成乙烯酮的选择性。
解：设在时间t时乙烯酮和甲烷的浓度分别为x和y，初始为
CA0，则
dx?k1(CA0?x?y)dt dy?k2(CA0?x?y)dt
d(x?y)?(k1?k2)(CA0?x?y)dt相加得
d(x?y)?(k1?k2)dt将其积分CA0?(x?y)
ln
CA0?(k1?k2)tCA0?(x?y)
1） 当转化率为99%时
x?y?0.99CA0
t?11ln?0.549s4.65?3.741?0.99
xk14.65??3.74 2）yk2x?0.549CA0 y?0.441CA0
S?0.549CA0?55.4%0.441CA0
64.在1000K于恒温恒压反应器中进行下述分解反应：
RCH2OH(g)?RCHO(g)?H2(g)
反应速率常数0.082 l/mol·min，初始时含纯的RCH2OH，其初始压力为2.026×10Pa，求 5
1） 将20%的RCH2OH分解所需时间； 2） RCH2OH的浓度降低20%所需的时间。
解： RCH2OH(g)?RCHO(g)?H2(g) A B C t=0 nA0 0 0 t=t nA0-x x x
n总?nA0?x
由k可知该反应为二级反应
dx?kC2n2A
VdtA?kV2 V?n总RT理想气体
P
dxk(nA0?x)2dt?(nA0?x)RT/P
(nA0?x)dxkPdt∴(n)2?A0?xRT ??nA0?(nA0?x)2?x?(nA0?x)2?dx???tkPdt将其积分
?x00RT t?RT?2xx?kP??ln(1?)?n?A0?xnA0? xn?20%当A0，带入得t=138min
nA0V?0.8CnA0?x?0.8nA0对于A0，应有(nA0?x)RT/PnA0RT/P x?nA0当
9，带入得t=66.1min
①分
65. 等温间歇反应器反应时间与反应物浓度的关系在间歇反应器中进行等温二级反应
2A?B,?rA?0.01CAmol/(l?s)当CA0为1mol/l时，求反应至CA?0.01mol/l所需时
间。
解:
rA??dCA2?0.01CAdt
1111???0.01t?CACA00.011
t=9900s 66. 对于aA + bB → cC反应，以浓度何？
Ci,Pi表示速率式中常数kC,kP,则其二者关系如
V?解： 理想气体
n总RTP ?kC(PAaPBb)()(a?b)abPAPB RTRT?kC(RT)ab?r?kCCBACA
ab?r?kPPB APA
?(a?b)k(RT)?kP C
P(主)2C?2.0mol/l，r?Cr?2CSAPA67.平行反应 ，其中，，已知A0AS(副)CP0?CA0?0，求在平推流反应器中的CP,max？
?P?解：
rPdCP2???rA2?CA?dCA
2dCACA02?CA
CA对上式进行积分得
CP???当CA?0时，产物P的浓度最大
∴
CP,max??202dCA?2ln2?1.386mol/l2?CA
K168. 一级连串反应APK2S，?rA?k1CA，rP?k1CA?k2CP，进料流率为
v0，CP0?CA0?0，反应在恒温恒容的条件下进行，求在全混流釜式反应器中目的产物P