题目
对于在平推流反应器中进行的平行反应,反应的瞬时收率和总收率始终是相等的。A. 正确B. 错误
对于在平推流反应器中进行的平行反应,反应的瞬时收率和总收率始终是相等的。
A. 正确
B. 错误
题目解答
答案
B. 错误
解析
本题考查平推流反应器中平行反应的瞬时收率和总收率的概念及关系。解题思路是先明确瞬时收率和总收率的定义,再分析在平推流反应器中平行反应的特点,从而判断二者是否始终相等。
1. 明确相关概念
- 瞬时收率:是指在某一时刻,生成目的产物的速率与消耗关键组分的速率之比。对于平行反应 $A \xrightarrow{k_1} P$(主反应),$A \xrightarrow{k{k_2} S$(副反应),瞬时收率 $\varphi$ 的表达式为:
$\varphi=\frac{r_P}{-r_A}=\frac{k_1C_A}{-(k_1 + k_2)C_A}=\frac{k_1}{k_1 + k_2}$
其中 $r_P$ 是目的产物 $P$ 的生成速率,$-r_A$ 是反应物 $A$ 的消耗速率,$k_1$ 和 $k_2$ 分别是主、副反应的速率常数,$C_A$ 是反应物 $A$ 的浓度。 - 总收率:是指在整个反应过程中,生成目的产物的物质的量与消耗关键组分的物质的量之比。
2. 分析平推流反应器中平行反应的特点
在平推流反应器中,物料以平推流的方式流动,即所有物料在反应器内的停留时间相同,不存在返混现象。对于平行反应,随着反应的进行,反应物 $A$ 的浓度 $C_A$ 逐渐降低。
由瞬时收率的表达式 $\varphi=\frac{k_1}{k_1 + k_2}$ 可知,在平行反应中,若主、副反应的速率常数 $k_1$ 和 $k_2$ 不随浓度变化(即反应级数为零级),则瞬时收率为常数,此时瞬时收率和总收率相等。
但如果主、副反应的速率常数 $k_1$ 和 $k_2$ 随浓度变化(如一级反应),随着反应进行 $C_A$ 降低,$k_1$ 和 $k_2$ 可能会发生变化,导致瞬时收率也发生变化,那么瞬时收率和总收率就不相等。
所以,对于在平推流反应器中进行的平行反应,反应的瞬时收率和总收率不一定始终相等。