n?A4.44?＝32.12根?dl0.022?2??
化学反应器
1?n?3?3n?1h kC?浓度 0、k的单位： k?kmolm??1?nkmol?时间?，浓度＝m?3
?10级反应：
kC?kmol03??k?浓度(时间)?1?S?1 mh 1级反应：C?1?1?1m3?kmol??1kC??浓度?(时间)??3?S?1?nk?PS kmol.Sm??Pa2级反应：
0级反应：kP?Pa/S 1级反应：kP?S 2级反应：kP?PaS?1?1?1
r?浓度kmol＝时间m3S
nAkmolN32?r?kpp对于气相反应，A，?rA的单位＝mS，pA的单位＝m，
kmol3?rAmS?kmolkp?n?.N?n.m2n?3.S?12pA?N??2??m?kp的单位＝
kp与kc的关系：
nkcC?kppnnC?，p=CRT，∴
pRT
?p?nkC??nn??kppkp?kC?RT?kC?kp?RT??RT?，，或
1、化学计量式：A?2B?2Z
t=0时，nA0=0.14，nB0=0.2，nZ0=0.08，t=t时，nA=0.08，
xA?nA0?nA0.14?0.08??0.43nA00.14
nA0xA0.14?0.43?0.06mol1
∴，nB=nB0－nA0×xA=0.2－0.14×0.43＝0.14
??nZ=nZ0+nA0×xA=0.08+0.14×0.43=0.14反应进度：
?A??B?反应进行完全时的反应进度：
nB0xB?B?0.2?1.0?0.1mol2 kp??rAPa/S11???2PaSPa.h pAPa22、（1）、速率常数kp=3.66 其单位为，
rA??(2)、
1dnA(mol)mol?3V(m3)dt(h)m.h
mol3rAm3m.hk?2??2mol.hCA?mol??3??m?
对于理想气体，pA?nART，
pA?nART?CARTV，
?dpAd?CART?dCA222?3.66pA??3.66?CART???3.66RTCAdtdtdt 变为 ，∴
∴
?1??m3?atm?101325pakc?3.66??0.08206??400K???p?hrkmol?K1atm???a??m37??1.217?10??kmol?hr??E/R(?)r923A0e?E/923R773923??er773A0e?E/773R11
4、?e?75000/8.314??0.0002?e1.804?6倍
111(?)kCACA0
t?6、对于二级反应，
t1?1?11?1?11????116.5St2????117.4S??0.85?0.011?0.85?0.015?，
讨论：对于二级反应，若要求CA很低时，虽然初始浓度相差甚大，但所需要的反应时间却相差甚微。这是因为反应时间主要消耗在反应的后期。 当?rA?0.05CA时，计算方法同上，
2t1?1?11?1?11????1980St2????1996S??0.05?0.011?0.05?0.015?，
停留时间分布
t? 1、
1111ln?ln?119mink1?xA0.01931?0.9
CA0?750kmol?1.75374?4.97?60?1m
2、同第七章6题 3、
（分子量：醋酸＝60，丁醇＝74，醋酸丁酯＝116）
FA0FA01.724m32400kmolv???0.985??1.724C1.75h 24?116?0.5h，A0?t?t???34.5?30?3VR?v??0.985????1.058m?60??60?VT?VR/??1.058/0.85?1.245m3
VR?4、（1）、
qVxAfkCA0(1?xAf)qVxAf??0.171?0.8?1.447m3360?1.97?10?4?0.2
VR?（2）、
kCA0(1?xAf)qVxAfkCA0(1?xAf)0.171?0.93?3.255m60?1.97?103?4?0.1 0.171?0.8?0.723m3360?1.97?10?8?0.2
VR?（3）、
?t?另解：
11,t?VR,?VR?CA0CA0 与（1）相比，C增大1倍，∴V减小1倍，
A0R
∴VR=1.447/2=0.723M3
VR?5、
qVxAfkCA0(1?xAf)L??0.684?0.8?4.1m360?0.00278?4?0.2
PFR的长度：
VR4.1??334.3mA0.785?0.1252
VR?6、
qVxAfkCA0(1?xAf)?0.684?0.8?1.72m360?0.006633?4?0.2
L?VR1.72??146.7m2A0.785?0.125
t?7、（1）、
xA0.51??kCA0(1?xA)2kCA0?0.520.5kCA0
VR=qVt，VR2=6VR，6VR=6qVt=qVt2
6qVqVx?A?22??0.5kCA0kCA0(1?x?A)，x?A?25xA?12?0 ∴，xA?0.75 6VRx?VR0.5A??22?qqkC(1?x)kC(1?0.5)VVA0AA0另解：（a） (b)
12?(a)/(b)，
x?A2(1?x?A)，∴x?A?0.75
（2）、对于PFR由于体积相同，其他条件不变，所以t3=t1，kt3CA0=kt2CA0=2
因为流动情况不同，根据PFR的特点，有以下关系式，
CA3t3??CA0?dCA1?11???2k?kCA?CA3CA0?CA0?ktC??1?2?3A0C?，A3
CA31C12?xA3?1?A3?1??C3，∴CA033 ∴A08、 2A+B→R， 可写成，A + 1/2B → 1/2RxA=0时 CA0 CB0 CR0=0 xA=0.6时 CA=CA0(1－xA) CB=CB0-1/2CA0xA
VR?qVCA0xA0.028/60?603??0.146m22kCA0.0025?2(1?0.6)2?(3?0.5?2?0.6)0(1?xA)(CB0?0.5CA0xA)14.4?0.8qVCA0xAVR??24?60?0.496m3kCA0(1?xA)0.0806(1?0.8)9、（1）、
qVCA0xAkCA0(1?xA)，
VR?（2）、
xA?VRk0.496?0.38??0.9514.4qV?VRk?0.496?0.3824?60
VR?（3）、
qVCA0xA0.01?0.9??1.117m3kCA0(1?xA)0.0806(1?0.9)
qV10.011ln?ln?0.2m3k1?xA0.08061?0.8
VR1?（4）、
1?xA2?（5）、
111?k??1?xA2(1?k?)2，
，
??1????????1?x?1??k??1?0.9?1??0.0806?26.8minA2?????1
VR?qV??0.01?26.8?0.268m3 总容积：0.268×2＝0.536m3
10、（1）、
CA0?750kmol?1.75374?4.97?60?1m
FA0FA01.724m32400kmolqV???0.985??1.724CA01.75h 24?116?0.5h，
xA0.5??33min?60?0.55h?3kCA0(1?xA)17.4?10?1.75?0.5
t?VR?qV(0.00?0.5)?0.985?1.05?1.034m3
VR?（2）、
qVxA0.985?0.5??0.539m3kCA0(1?xA)60?0.0174?1.75(1?0.5) qVxA0.985?0.5??1.078m322kCA0(1?xA)60?0.0174?1.75(1?0.5) qVCA0xA10.985?0.3233??0.38m22kCA60?0.0174?1.75(1?0.323)20(1?xA1)
VR?（3）、
VR1?（4）、
VR2?qVCA0(xA2?xA1)0.985?(0.5?0.323)3??0.38m22kCA60?0.0174?1.75(1?0.5)20(1?xA2)
反应器的总容积VR=VR1+VR2=0.38+0.38=0.76m3 计算结果说明，
VCSTR>VBTR>Vn-CSTR>VPFR
CA1?11、（1）、
CA0CA0??1?k1t1?k1VR/qV4.51?0.0567?0.80.1?3.1kmolm3
CA2?CA013.1kmol???1.8831?k1t1?k2t1?0.0806?8m CA0111.88kmol????0.8331?k1t1?k2t1?k3t1?0.158?8m CA01110.83kmol?????0.20531?k1t1?k2t1?k3t1?k4t1?0.38?8m CAN?CA0CA3?CA4?（2）、
?1?kt?N?1?kt?N，
?CA0CNln?1?kt??lnA0CAN，CAN
4.53.0890.205N???6.2ln?1?0.0806?8?0.498
ln为保证最终出口浓度≤0.205kmol/m3，应需7个反应釜串联。
VRCB0xBV(?r)?qV?RBq?rB，CB0xB 12、VqV?VR(?rB)VRk1?CA0?CB0xB?CB0?1?xB??CB0xBCB0xB0.12?0.2?1.4?0.8?0.75??1?0.75?m3??0.00640.75min
qVA?qVBqV0.0064m3???0.003222min
VSxA?qkS(1?xA) ，V13、
VP11?lnqVkp1?xAVP?VP与VS的关系：
kSkPVS(1?xA)lnxA11?xA
11xA?lnk(1?xA)kp1?xA
若VP=VS，则，SkS?∴，
xAkP1(1?xA)ln1?xA?0.6kP1(1?0.6)ln1?0.6?1.64kP 求反应温度，
?ERT2?ERT1A??E/RT∵，k?Ae
kPe?ERT1?kSe?ERT2，kS=1.64kP，∴，e?1.64e
?E?E?83740?ln1.64??0.495???23.3RT2RT18.314?423
T2?∴，
?83740?432K8.314?(?23.3)