zN21zN2,0?zNH3,0xNH3zNH3,0xNH3/20.95?0.94/22????0.236
1??NH3zNH30xNH31??NH3zNH30xNH31?1?0.95?0.943zNH3,0xNH33zNH3,0xNH3/23?0.95?0.94/22????0.708
1??NH3zNH30xNH31??NH3zNH3,0xNH31?1?0.95?0.94zH2,0?zH2zCH4?zCH4,01??NH3zNH3,0xNH3
0.05??0.0261?1?0.95?0.94
11.5 在连续反应器内进行的恒容平行反应(1)和(2),当原料中(反应器进口)的A、B浓度均为3000mol/m3时,出口反应液中的A、R的浓度分别为250mol/m3和2000mol/m3。试计算反应器出口处的A的转化率以及B和S的浓度(原料中不含R和S)。
A+B=R 2A=R+S
(1) (2)
解:在反应式(1)和(2)中,设A的转化率分别为xA1和xA2则有
cA?cA0(1?xA1?xA2) cR?cR0?cA0xA1?cA0xA2/2
将题中数据cA0=3000 mol/m3;cA=250 mol/m3;cR0=0 mol/m3;cR=2000 mol/m3代入,求解方程可得
xA1=0.417;xA2=0.5
所以反应器出口处A的转化率为
xA=xA1+xA2=0.417+0.5=0.917
B的浓度为 cB=cB0-cA0xA1=1749 mol/m3 S的浓度为 cS=cS0+cS0xA2/2=750 mol/m3
11
11.6 对于等温恒压气相反应?AA??BB??PP,已知该反应的膨胀因子为δA,反应开始时各组分的分压分别为pA0,pB0,pP0和pM0,A的摩尔分数为zA0。反应系统中含有惰性组分M。试求出反应体系中各组分的分压与A的转化率xA的关系。
解:对于等温恒压气相反应,设反应开始时总摩尔数为n0则有 反应体系总压强为
pA00?pz A0转化率为xA时的总摩尔数为
n?n0(1??AzA0xA)
转化率为xA时A的总摩尔数为
nA=n0PA0(1-xA)
所以组分A的分压为
pnA?n0pA0(1?xA)?pA0(1?xA)A?p0nn0(1??AzA0xA)1??AzA0xAp?BB0??px?同理可得:A0ApP0?PpA0xpB?1??;AAp?P?AAzA0xA1??AzA0x;A 12
ppM0M?1??
AzA0xA