信阳师范大学：《化学反应工程基本原理》课程教学资源（作业习题）课外习题

1.(CH COr(A)+0B)→2 CHCOOH(C)乙酸酐发生水解，反应温度 25℃，k=0.1556min-l,采用三个等体积的串联全混流釜进行 反应，每个釜体积为1800cm3,求使乙酸酐的总转化率为60% 时，进料速度。 解：初始浓度为C,离开第一釜为C,依次为C、C。 .5.CasC （-rA)1 (-ra)=kCa C4o 1+k7 1+k7 C2- 对第二釜c+ 对于等体积釜串联=t2=t C"dryr 同理 xa=1-Q+kr可 ∴.=2.3(min) ,==180=7826emr1ml 2.3 2应用两个按最优容积比串联的全混流釜进行不可逆的一级 液相反应，假定各釜的容积和操作温度都相同，己知此时的 速率常数k=0.92hl,原料液的进料速度=10m3h,要求最终 转化率x4=0.9,试求V1、V2和总容积V。 解：对于一级不可逆反应应有 C-KC-3 代入 1「1 得kCn1-xn了"n-xkCI-xe)KCo(-x 整理得x-2xm+x2=0 ‘x2=09, .∴.x=0.6838

1. (CH3CO)2 (A) + H2O(B) 2CH3COOH(C) 乙酸酐发生水解，反应温度 25℃，k=0.1556 min-1，采用三个等体积的串联全混流釜进行 反应，每个釜体积为1800 cm3，求使乙酸酐的总转化率为60% 时，进料速度 0 v 。 解：初始浓度为 CA0 ，离开第一釜为 CA1 ，依次为 CA2、CA3。 ∵ 1 0 1 1 ( ) A A A r C C − −  = 1 1 ( ) A A −r = kC ∴ 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1    k x C k C k C C C A A A A A A +  = − +  = − = 对第二釜 1 2 2 1 1 C k C A A + = 对于等体积釜串联  = = 1 2 2 2 2 0 2 (1 ) 1 1 (1 ) 1  k x C k C A A A +  = − + = 同理 3 3 (1 ) 1 1 k xA + = − ∴τ=2.3（min） 782.6( / min) 2.3 1800 3 0 cm V v = = =  2.应用两个按最优容积比串联的全混流釜进行不可逆的一级 液相反应，假定各釜的容积和操作温度都相同，已知此时的 速率常数 k=0.92h-1，原料液的进料速度 0 v =10m3 /h，要求最终 转化率 xA = 0.9，试求 V1、V2 和总容积 V。 解：对于一级不可逆反应应有 2 1 1 0 1 0 1 1 (1 ) 1 (1 ) 1 ) 1 ( A A A A A A A x x k C x k C x r −  =       −  =  −  代入         − − − − =  −  A i A i A i− A i+ A i A i x x x r r r , , , 1 , 1 , , 1 1 1 ) 1 ( 得       − − − − = − (1 ) 1 (1 ) 1 1 (1 ) 1 1 0 0 2 0 1 2 A0 A1 A A A A A A k C x x x k C x k C x 整理得 2 1 2 0 2 xA1 − xA + xA = ∵ xA2 = 0.9， ∴ xA1 = 0.6838

: 0.6838 =2.35(h) k1-xm)0.921-0.6838) V=vot1=23.5(m3) -0-890-2 '2=vot2=23.5(m3) 总容积V=+'2=47(m)

∴ 2.35( ) 0.92(1 0.6838) 0.6838 (1 )1 1 1 h k x x A A = − = −  = 23.5( ) 3 V1 = v0 1 = m 2.35( ) 0.92(1 0.9) 0.9 0.6838 (1 ) 2 2 1 2 h k x x x A A A = − − = − −  = 23.5( ) 3 V2 = v0 2 = m 总容积 47( ) 3 V =V1 +V2 = m