化学反应工程习题解答吴元欣

化学反应工程习题解答吴元欣(5 页)Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。第一章 绪论1-1 解：（1）反应的选择性为： （2）进入反应器的原料气中，甲醇：空气：水蒸气=2：4：1.3（摩尔比），当进入反应器的总原料量为 100mol 时，则反应器的进料组成为：组分摩尔分率 yi0摩尔数ni0(mol)CH3OH2/（2+4+1.3）=0.274027.4空气4/（2+4+1.3）=0.547954.79H2O1.3/（2+4+1.3）=0.178117.81总计1100设甲醇的转化率为 XA，甲醛的收率为 YP，反应器出口 CH3OH、CH3CHO 和CO2的摩尔数 nA、nP和 nc分别为：nA=nA0(1-XA)=7.672 molnP=nA0YP=18.96 molnC=nA0(XA-YP)=0.7672 mol结合上述反应的化学计量式，H2O（nW）、O2（nO）和 N2（nN）的摩尔数分别为：nW=nW0+nP+2nC=38.30 molnO=nO0-1/2nP-3/2nC=0.8788 molnN=nN0=43.28 mol所以，反应器出口气体组成为：组分摩尔数（mol）摩尔分率%CH3OH7.6726.983HCHO18.9617.26H2O38.334.87CO20.76720.6983O20.87880.7999N243.2839.391-3 解：以 100mol 进料为基准，并设 x 和 y 分别表示环氧乙烷和二氧化碳的生成量，根据题目给的进料组成和化学计量关系列式： (1) (2)可列出下表：组成反应器进口/%反应器出口/%C2H41515-x-0.5yO277-0.5x-1.5yC2H4O0xCO21010+yH2O0yAr1212N25656总计100100-0.5x由于反应器出口气体中乙烯和氧的摩尔分数已知，所以可列出下面两个方程： 及 解得：x=1.504mol y=0.989mol乙烯的转化量为：1.504+0.989/2=1.999mol所以，乙烯的转化率为：1.999/15=13.33%环氧乙烷的收率为：1.504/15=10.03%反应的选择性为：S=0.1003/.1333=75.24%1-5 解：由丁二烯氧化反应可知，反应过程中，反应混合物的总物质的量发生变化。假如进料为 100mol，则由氮平衡可算出反应后混合气的量为：其中，正丁烯的量=103.4×0.017=1.758mol丁二烯的量=103.4×0.0445=4.60mol若以反应器进料为基准，则正丁烯的转化率丁二烯的收率丁二烯的选择性1-6 解：设原料的进料量为 100Kg/h，则有质量守恒，出反应器的量也为 100Kg/h，则出反应器的 HCHO 为 1.6Kg/h，C4H6O2为 7.65Kg/h：转化率 单程收率 总收率 选择性 第二章 均相反应动力学2-3 解：反应物 A 的消耗速率应为两反应速率之和，即由得： 对上式积分：循环气反应器纯产品新奇气2-4 解：（1）由题意可将反应速率表示为: 对于恒容过程，则有当时（2）对于恒压过程，是个变容反应过程，由（2.49...