题目
4.在间歇反应器中进行液相反应:-|||-+Barrow C (r)_(A)=(k)_(1)(C)_(A)(C)_(B)-|||-+Barrow D (r)_(D)=(k)_(2)(C)_(C)(C)_(B)-|||-A的初始浓度为 .1kmol/(m)^3, C、D的初始浓度为零,B过量,反应时间为t1时, _(A)=0.055kmol/(m)^3,-|||-_(c)=0.038kmol/(m)^3, 而反应时间为t2时, _(A)=0.01 kmol/(m)^3, =0.042kmol/(m)^3, 试求:-|||-(1) _(2)/(k)_(1)-|||-(2)产物C的最大浓度。-|||-(3)对应C的最大浓度时A的转化率。
题目解答
答案
解析
步骤 1：确定反应速率方程
反应速率方程为：${r}_{A}={k}_{1}{C}_{A}{C}_{B}$ 和 ${r}_{D}={k}_{2}{C}_{C}{C}_{B}$。由于B过量，可以认为${C}_{B}$为常数，因此反应速率方程可以简化为：${r}_{A}={k}_{1}{C}_{A}$ 和 ${r}_{D}={k}_{2}{C}_{C}$。
步骤 2：计算 ${k}_{1}$ 和 ${k}_{2}$
根据反应速率方程，可以得到：${r}_{A}=-\frac{d{C}_{A}}{dt}={k}_{1}{C}_{A}$ 和 ${r}_{D}=-\frac{d{C}_{C}}{dt}={k}_{2}{C}_{C}$。由此可以得到：${k}_{1}=-\frac{1}{{C}_{A}}\frac{d{C}_{A}}{dt}$ 和 ${k}_{2}=-\frac{1}{{C}_{C}}\frac{d{C}_{C}}{dt}$。利用给定的数据，可以计算出 ${k}_{1}$ 和 ${k}_{2}$ 的值。
步骤 3：计算 ${k}_{2}\ykparallel {k}_{1}$
根据步骤2中计算出的 ${k}_{1}$ 和 ${k}_{2}$ 的值，可以计算出 ${k}_{2}\ykparallel {k}_{1}$ 的值。
步骤 4：计算产物C的最大浓度
根据反应速率方程，可以得到：${C}_{C}={C}_{A,0}-{C}_{A}$。由此可以计算出产物C的最大浓度。
步骤 5：计算对应C的最大浓度时A的转化率
根据反应速率方程，可以得到：$\alpha_{A}=\frac{{C}_{A,0}-{C}_{A}}{{C}_{A,0}}$。由此可以计算出对应C的最大浓度时A的转化率。
反应速率方程为：${r}_{A}={k}_{1}{C}_{A}{C}_{B}$ 和 ${r}_{D}={k}_{2}{C}_{C}{C}_{B}$。由于B过量，可以认为${C}_{B}$为常数，因此反应速率方程可以简化为：${r}_{A}={k}_{1}{C}_{A}$ 和 ${r}_{D}={k}_{2}{C}_{C}$。
步骤 2：计算 ${k}_{1}$ 和 ${k}_{2}$
根据反应速率方程，可以得到：${r}_{A}=-\frac{d{C}_{A}}{dt}={k}_{1}{C}_{A}$ 和 ${r}_{D}=-\frac{d{C}_{C}}{dt}={k}_{2}{C}_{C}$。由此可以得到：${k}_{1}=-\frac{1}{{C}_{A}}\frac{d{C}_{A}}{dt}$ 和 ${k}_{2}=-\frac{1}{{C}_{C}}\frac{d{C}_{C}}{dt}$。利用给定的数据，可以计算出 ${k}_{1}$ 和 ${k}_{2}$ 的值。
步骤 3：计算 ${k}_{2}\ykparallel {k}_{1}$
根据步骤2中计算出的 ${k}_{1}$ 和 ${k}_{2}$ 的值，可以计算出 ${k}_{2}\ykparallel {k}_{1}$ 的值。
步骤 4：计算产物C的最大浓度
根据反应速率方程，可以得到：${C}_{C}={C}_{A,0}-{C}_{A}$。由此可以计算出产物C的最大浓度。
步骤 5：计算对应C的最大浓度时A的转化率
根据反应速率方程，可以得到：$\alpha_{A}=\frac{{C}_{A,0}-{C}_{A}}{{C}_{A,0}}$。由此可以计算出对应C的最大浓度时A的转化率。