两个等体积的全混流反应器进行串联操作,反应为一级不可逆,则第一釜的反应速率-rA1与第二釜的反应速率-rA2之间的关系为 ( ),两釜反应温度相同。A. -rA1 > -rA2B. -rA1 = -rA2C. -rA1 D. 不能确定何者为大

考查要点：本题主要考查全混流反应器（CSTR）串联操作下一级不可逆反应的速率变化规律，需结合反应动力学和物料守恒原理进行分析。

解题核心思路：

1. 一级反应速率公式：反应速率与浓度成正比，即 $-r_A = kC_A$。
2. 串联反应器浓度递推关系：第一个反应器的出口浓度是第二个反应器的入口浓度，通过逐级计算浓度变化，比较两釜中的浓度大小，从而确定速率关系。
3. 关键结论：由于反应物浓度在串联过程中逐渐降低，后续反应器的反应速率必然小于前序反应器。

反应器浓度计算

1. 第一个反应器：
   进料浓度为 $C_{A0}$，出口浓度为：
   $C_{A1} = \frac{C_{A0}}{1 + k\tau}$
   其中 $\tau = \frac{V}{F}$ 为停留时间。
2. 第二个反应器：
   进料浓度为 $C_{A1}$，出口浓度为：
   $C_{A2} = \frac{C_{A1}}{1 + k\tau} = \frac{C_{A0}}{(1 + k\tau)^2}$

反应速率比较

• 第一个反应器的速率：
  $-r_{A1} = kC_{A1} = \frac{kC_{A0}}{1 + k\tau}$
• 第二个反应器的速率：
  $-r_{A2} = kC_{A2} = \frac{kC_{A0}}{(1 + k\tau)^2}$
• 结论：由于 $1 + k\tau > 1$，可得 $-r_{A1} > -r_{A2}$。