?1-1銀催憶劑上乙烯氧化屯成環氧乙烷，進入反應器的氣休組成「」CO210馳，Ar\嘰其余為N=；出反應器氣體中含C2M4]3J^(O24■呂伽”計算乙烷的轉化率.環氣乙烷的收率及選擇性。〔解〕銀催化劑上乙烯氧化的反應式為GH汁^GH汁36—2CO24-2H2O以WOm"進料為基準〔心及卩分別表示環罠乙烷及二氧化碳的生成爲.moh則CaH<0,CiH*Oco,HaOArNa肚器建口150,00ti1闘'100反應器出口1—￡a10桿/SISKB100—由反應器出口乙烯和氣的摩爾數.可轄以下方程(1—0—影/(100—rt/2)=0.131(7-y-t.5P)/(100-a/2)=0,048解之得◎=1?504tnoJ.5—0.989rnol乙烯的反應就為1.504+0.939/2=1.9985mo!乙烯的轉化率玄為1￡985八5=0.13323環氣乙焼的收*504/15=0,(0026選擇性5^=1.504/1.9985=0,7526*或F=Sjc=Q,7526X0*13323—0.10026(0)今有變摩爾氣相反應A+B-C,求膨脹因子J?另，假如進行等壓反應，初始物料中A與B的摩爾比為1：2,試計算當A物質的轉化率達到60%時,反應體系的體積變為初始體積的多少倍？解禮=1—(1+1)=—1由公式V二V(1+y5x)可知：V=1+y5x=1+丄X(-l)x0.6=0.80A0AAVA0AA1+20即,變為初始體積的0.8倍。(1)某反應2A=B+C,測得的實驗結果如下:時間/min9.8259.6093.18142。9294.8589.410002000B生成量4.223。6434.849。0880。64106.68120120求該反應的反應級數及速率常數.解:將數據加以處理如下表，從而可作加(C/C)?t圖，如下圖。AA0從圖中可以求得其斜率為:2.30從圖中可以求得其斜率為:2.30~612圖中得到一條直線，可見,該反應為1級不可逆。時間/min9。8259。6093.18142。9294。8589.4(C/C)/%AA096。580。371。059。132.811。1ln(C/C)AA0-0.0356-0.21940.3425—0。5259-1。1147—2。1982于是于是可見C2.30lna=—-1C612A02.30k=二3.76xlO-3(min-1)612

(2)在某反應器中進行等溫恒容一級不可逆反應,脈沖實驗數據如下：時間(min)0510152025303540濃度(g/m3)035542100用表格的形式給出E(t)及F(t)；求停留時間介于10min~15min之間的物料所占的分率;試求平均停留時間t、空時、空速、及方差-2、c2。t0假設在同樣的空時下,用全混流反應器,轉化率可達0。8,試用多級模型計算該反應器能達到的轉化率。解：1C(t)iC.(t)100min—C(t)iC.(t)100min—1)匸C(t)iF(t)-41C(t)tiC(t)++++++Xi20EE(t)iC(t)AtiiC(t)i(03554210)5數據計算結果如下:時間(min)0510152025303540濃度(g/m3)035542100E(t)00.030。050.050。040。020.0100F(t)00.150。40。650。850.951.001.001。002、0。65-0.4=0.253、平均停留時間：-tC(t)t15(min)C(t)方差及無因次方差分別為:=E=+X+Xq2?1247.5(min2)q2禪0.211，C(t)e12空時舀15分鐘，空速=0?067分t,或0。0011秒-1=E-=4，模型參數：m-4.76Q2

e對于全混流反應器：，即:10.8-，故k=—=0?267;或kT二4115k15轉化率巴1-1(1kT)m“J力5、0-945(1)4.76154.76（3）某氣固相非催化反應，固體呈活塞流。顆粒組成（按體積）：半徑為50微米的顆粒占40％,100微米的顆粒占30％，200微米的顆粒占30%。已知三種粒度完全反應時間分別為5分鐘、10分鐘、20分鐘.試應用縮芯模型t二t試應用縮芯模型t二tfiXb+tf21-3(1-xM+2(1—x)BB-+tf31-(1-x)1/3B1，判斷此反應的控制步驟（講出理由）.分別計算反應時間為8分鐘、10分鐘、20分鐘時固體的轉化率.3，如果要求固體物料轉化率達到98％,計算所需要的反應時間。解：1，由題給數據，發現如下規律：5分鐘：10分鐘：20分鐘=50微米：100微米：200微米即卩：t:t:t=R:R:Rf1f2f3S1S2S3可見屬于動力學控制.2,這時，縮芯模型公式簡化為:t=t「1-(1-X)/3［，即：1-x=(1-厶3f3888分鐘后，1—X=0.3X(1-)3+0.3X(1-)3,X=0.9328B1020B1010分鐘后，1—X=0.3x(1-)3，X=0.9625B20B20分鐘后，1-x=0，x=1.0BB3，由2的結果知,要求固體轉化率達到98％，需要的時間必然大于10分鐘，這時，就只剩下最大的顆粒了。TOC\o"1-5"\h\z1—x=0.4x0+0.3x0+0.3x(1-)3B20=11.89t=20=11.89或，設最大顆粒的轉化率為xB,則有：1-x=0.4X0+0.3X0+0.3(1-x)=1-0.98，解得x=0.9333BBBt=t「1-(1—x)/3」=20x「1-(1-0.9333>/3］=11.89f3LB」L」

⑷一級不可逆液相反應A-P,活化能83140J/mol,反應溫度150°C.在體積為V的等溫平推流反應器中可達轉化率xA=0.6。pA若將反應改在150C的間歇反應器中中進行。為使轉化率能達到xA=0.6,若k=0.916h—1，求間歇反應器所需的反應時間。若將反應改在150C的全混流反應器（體積為Vm）中，為使轉化率能達到xA=0.6,求Vm/Vp體積之比Amp為使Vm/Vp=1，該全混流反應器的溫度應作如何變化？采用等體積的平推流與全混流串聯（總體積為Vp）操作，則轉化率可達多少?解：解：令“V0由題意,知：A即：k二—加(1—x)二—加(1—0.6)二0.9163A1,1,t二0.9163二1.00(h)k12,由xa二1—內二0.6'知kT=I'=1.64=1.64―m=0.91633,在另一溫度t3,在另一溫度t下，必須滿足:k'T'=1.5t溫度下全混流體積與活塞流相等,故知：0.9163k1以上兩式相除得：二k283140以上兩式相除得：二k283140)8.314(150+273.15))83140exp(—)8.314(t+273.15)0.91631.5解得：仁159C這時反應器體積為原體積的一半，故：k=0.9163/2二0.458由：CAfC1+kre—k由：CAfC1+kre—krA01+kr得：1—xAe-kr1+kre—0.4581+0.458=0.434故：x=0.566A(5)在常壓下，在氧化鉻/氧化鋁催化劑上，丁烷脫氫反應為一級不可逆反應。反應在裝有直徑為0。4cm的球形催化劑的固定床反應器中等溫進行，催化劑的比表面積為100m2/g，顆粒密度p為1.2g/cm3,有效擴散系數為0.0025cm2/s，床層p空隙率*為0。5,530￡時反應速率常數kS為0。30cm3/(m2?s)。求1cm3體積床層所包含的催化劑內表面積S.計算內擴散有效因子3，假設外擴散阻力可忽略不計,給出以單位床層體積為基準的宏觀動力學方程式.1,S二(1—GpS二(1-0.5)X1.2X100二60(m2//cm3)kpSkpS—p—gDeffTOC\o"1-5"\h\z0.2.'0.30x1.2x100o—80.0025Z=占1-加-丄=0.125(=0.120)?tanh3?3??ssss3,外擴散阻力忽略不計，C-CAsAg(r)=kS-ZC二0.30x60x0.125C二2.25C(=2.16C)AgsiAgAgAgAg(6)在絕熱固定床催化反應器中進行某氧化反應，入口溫度為度420入口氣體A濃度為7%(mol%)。出口氣體的溫度為590°C，出口氣體A的濃度成為2.1%(mol%),在床層內三點A、E、C進行測定。1。測得A點溫度為620C，你認為是否正確？為什么？2。測得B點轉化率位80%