题目
反应A+B→R+S,已知VR=1L,υ=0.5L/min,cA0=cB0=0.05mol/L,动力学方程式(-rA)=kcAcB,式中k=100L/(mol·min),求: (1)反应在平推流反应器中进行时,出口转化率为多少? (2)欲用全混流反应器得到相同的出口转化率,反应器体积是多大? (3)若全混流反应器体积VR=1L,可以达到的转化率是多少?
反应A+B→R+S,已知VR=1L,υ=0.5L/min,cA0=cB0=0.05mol/L,动力学方程式(-rA)=kcAcB,式中k=100L/(mol·min),求:
(1)反应在平推流反应器中进行时,出口转化率为多少?
(2)欲用全混流反应器得到相同的出口转化率,反应器体积是多大?
(3)若全混流反应器体积VR=1L,可以达到的转化率是多少?
(1)反应在平推流反应器中进行时,出口转化率为多少?
(2)欲用全混流反应器得到相同的出口转化率,反应器体积是多大?
(3)若全混流反应器体积VR=1L,可以达到的转化率是多少?
题目解答
答案
xA=0.909$VR=11L $xA=0.73
解析
步骤 1:确定平推流反应器中的出口转化率
平推流反应器中,反应物A和B的浓度随反应器长度变化,但反应器出口处的转化率可以通过积分反应速率方程来计算。对于一级反应,反应速率方程为(-rA)=kcAcB,其中cA和cB是反应物A和B的浓度,k是反应速率常数。由于反应物A和B的初始浓度相等,且反应是等摩尔反应,我们可以将反应速率方程简化为(-rA)=kcA^2。反应器体积VR和反应速率υ之间的关系为VR=υτ,其中τ是反应时间。因此,我们可以将反应速率方程转换为关于转化率x的方程,然后积分求解。
步骤 2:计算全混流反应器的体积
全混流反应器中,反应物A和B的浓度在整个反应器中均匀分布,因此反应速率方程可以简化为(-rA)=kcA^2。由于反应器体积VR和反应速率υ之间的关系为VR=υτ,其中τ是反应时间,我们可以将反应速率方程转换为关于转化率x的方程,然后求解反应器体积VR。
步骤 3:计算全混流反应器体积为1L时的转化率
当全混流反应器体积VR=1L时,我们可以将反应速率方程转换为关于转化率x的方程,然后求解转化率x。
平推流反应器中,反应物A和B的浓度随反应器长度变化,但反应器出口处的转化率可以通过积分反应速率方程来计算。对于一级反应,反应速率方程为(-rA)=kcAcB,其中cA和cB是反应物A和B的浓度,k是反应速率常数。由于反应物A和B的初始浓度相等,且反应是等摩尔反应,我们可以将反应速率方程简化为(-rA)=kcA^2。反应器体积VR和反应速率υ之间的关系为VR=υτ,其中τ是反应时间。因此,我们可以将反应速率方程转换为关于转化率x的方程,然后积分求解。
步骤 2:计算全混流反应器的体积
全混流反应器中,反应物A和B的浓度在整个反应器中均匀分布,因此反应速率方程可以简化为(-rA)=kcA^2。由于反应器体积VR和反应速率υ之间的关系为VR=υτ,其中τ是反应时间,我们可以将反应速率方程转换为关于转化率x的方程,然后求解反应器体积VR。
步骤 3:计算全混流反应器体积为1L时的转化率
当全混流反应器体积VR=1L时,我们可以将反应速率方程转换为关于转化率x的方程,然后求解转化率x。