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《化学反应工程》试题二、计算分析题1.在恒容条件下，反应A+2B==R ，原料气组成为CA0=CB0=100kmol/m3，计算当 CB =20 kmol/m3 时，计算反应转化率 xA、xB 及各组分的浓度。解：在恒容条件下：xB=( CB0- CB )/ CB0=0.8 由 CA0- CA =( CB0- CB )/2 得到： CA =20 kmol/m3=60 kmol/m3xA=( CA0- CA )/ CA0=0.4 2.在恒压条件下，反应A+2B==R ，原料气组成为CA0=CB0=100kmol/m3，计算当 CB = 20 kmol/m3 时，反应转化率 xA、 xB 及各组分的浓度。解： δ B=(1-1-2)/2=-1; yB0=0.5 n=n0(1+ yB0δ B xB) = n0(1-0.5 xB) 在恒压条件下： V=V0 n/n0= V0(1-0.5xB) CB =nB/V= nB0(1- xB)/[ V0(1-0.5xB)]= CB0(1- xB)/ (1-0.5xB) xB=8/9 nA0- nA =( nB0- nB )/2 xA=( nA0- nA )/ nA0=( nB0- nB )/(2 nA0)= ( nB0- nB )/(2 nB0)=0.5 xB=4/9 3.串联 -平行反应 A+B==R ，A+R==S ，原料中各组分的浓度为CA0=2.0mol/L，CB0=4.0 mol/L，CR0=CS0=0，在间歇反应器中恒容操作一定时间后，得到CA=0.3mol /L， CR=1.5 mol/L，计算此时组分B 和 S 的浓度。解：在恒容条件下：Δ CA1= CB0-CB；Δ CA2= CS ； CR= (CB0-CB)-CS； CA0-CA=Δ CA1+Δ CA2得到： CS=( CA0-CA- CR)/2=(2.0-0.3-1.5)/2=0.1 mol/L CB = CB0- CR-CS=4.0-1.5-0.1=2.4 mol/L4.在间歇反应器中进行等温2 级、 1 级、 0 级均相反应，分别求出转化率由0 至 0.9 所需的时间与转化率由 0.9 至 0.99 所需时间之比。解：在间歇反应器中：210AAxxAAArdxCt0 级反应：)(120021AAAxxAAxxkCkdxCtAA，109.099.009.099.0~9.09.0~0tt1 级反应：210011ln1)1(21AAxxAAAAxxkxkCdxCtAA，5.0lnln99.019.019.010199.0~9.09.0~0tt2 级反应：22022011111)1(210AAAxxAAAxxkCxkCdxCtAAA，1.09.01199.0110119.01199.0~9.09.0~0tt5.在等温恒容条件下进行下列气相反应：A→ 2R 其反应速率方程为VnkdtdnVrAAA1，试推导：（1）以 A 组分转化率xA 表示的反应速率方程；（2）以总压 P 表示的速率方程。假定原料组分为50%A 和 50%惰性气体，气体为理想气体。解：（1）VxnkdtdxVnAAAA)1(00)1(AAxkdtdx（2）δA=(2-1)/1=1 yA0=0.5 n=n0(1+ yA0δA xA) = n0(1+0.5 xA) xA=2n/n0-2=2P/P0-2 )5.1(0PPkdtdP6.在间歇反应器中进行等温二级反应A==B ，反应速率：)/(01.02sLmolCrAA当 CA0 分别...