发布时间 : 星期一 文章化学反应工程 第二版课后习题更新完毕开始阅读
《化学反应工程》第二版习题
(2) H2+σ=H2σ
(3) COσ+2H2σ=CH3OHσ+2σ (4) CH3OHσ=CH3OH+σ
推导当控制步骤分别为(1)，(3)，(4)时的反应动力学方程。
6、 一氧化碳变换反应CO+H2O=CO2+H2在催化剂上进行，若CO吸附为控制
步骤， ①用均匀表面吸附模型推导反应动力学方程。
②用焦姆金非均匀表面吸附模型推导反应动力学方程。
7、 催化反应A+B，A，B为均匀吸附，反应机理为：
（1） （2）
A+σ=Aσ Aσ= Bσ
（3） Bσ= B+σ
其中A分子吸附(1)和表面反应(2)两步都影响反应速率，而B脱附很快达平衡。试推导动力学方程。
12
《化学反应工程》第二版习题
第五章习题
1. 异丙苯在催化剂上脱烷基生成苯，如催化剂为球形，密度为ρP=1.06kg·m，
2-1
空隙率εP=0.52，比表面积为Sg=350mg，求在500℃和101.33kPa，异丙
苯在微孔中的有效扩散系数，设催化剂的曲折因子τ=3，异丙苯?苯的分子扩散系数DAB=0.155cm2s-1。
2. 在30℃和101.33kPa下，二氧化碳向镍铝催化剂中的氢进行扩散，已知该
催化剂的孔容为VP=0.36cm3g-1，比表面积SP=150m2g-1，曲折因子τ=3.9，
颗粒密度ρS=1.4g·cm-3，氢的摩尔扩散体积VB=7.4cm3mol-1，二氧化碳的摩尔扩散体积VA=26.9 cm3mol-1，试求二氧化碳的有效扩散系数。
3. 在硅铝催化剂球上，粗柴油催化裂解反应可认为是一级反应，在630℃时，
该反应的速率常数为k=6.01s-1，有效扩散系数为De=7.82╳10-4cm2s-1。，试
求颗粒直径为3mm和1mm时的催化剂的效率因子。
4. 常压下正丁烷在镍铝催化剂上进行脱氢反应。已知该反应为一级不可逆反
应。在500℃时，反应的速率常数为k=0.94cm3s-1gcat-1，若采用直径为0.32cm
的球形催化剂，其平均孔径d0=1.1╳10-8m，孔容为0.35cm3g-1，空隙率为0.36，曲折因子等于2.0。试计算催化剂的效率因子。
5. 某一级不可逆催化反应在球形催化剂上进行，已知De=10-3cm2s-1，反应速
率常数k=0.1s-1，若要消除内扩散影响，试估算球形催化剂的最大直径。
6. 某催化反应在500℃条件下进行，已知反应速率为：
?rA=3.8╳10-9pA2 mol·s-1gcat-1
式中pA的单位为kPa，颗粒为圆柱形，高╳直径为5╳5mm，颗粒密度ρP=0.8g·cm-3，粒子表面分压为10.133kPa，粒子内A组分的有效扩散系数为De=0.025cm2s-1，试计算催化剂的效率因子。
7. 某相对分子质量为225的油品在硅铝催化剂上裂解，反应温度为630℃、
压力为101.33kPa，催化剂为球形，直径0.176cm，密度0.95g·cm-3，比表
面积为338m2g-1，空隙率εP=0.46，导热系数为3.6╳10-4J·s-1cm-1K-1；测得
-3
13
《化学反应工程》第二版习题
实际反应速率常数kV=6.33s-1；反应物在催化剂外表面处的浓度cAS=1.35╳10-5mol·cm-3；反应热ΔH=1.6╳105J·mol-1；活化能E=1.6╳105J·mol-1；扩散过程属于克努森扩散，曲折因子为τ=3，试求催化剂的效率因子和颗粒内最大温差。
8. 实验室中欲测取某气固相催化反应动力学，该动力学方程包括本征动力学
与宏观动力学方程，试问如何进行？
9. 什么是宏观反应速率的定义式？什么是宏观反应速率的计算式？两者有
何异同？
14
《化学反应工程》第二版习题
第六章习题
1. 在一总长为4m的填充床中，气体以2500kg·mhr的质量流率通过床层。
床层体安装直径为3mm的球形催化剂颗粒，空隙率为0.45，气体密度为
2.9kg·m，其粘度为1.8╳10kg·ms。求床层的压降。
2. 不可逆反应2A+B→R，若按均相反应进行，其动力学方程为：
?rA=3.8×10pApB mol·Lhr
在催化剂存在下，其动力学方程为：
?rA?10?2-2-1
-3-5-1-1
-32-1-1
pApB2A256.3?22.1p?3.64pR?1?1mol?hrgcat
若反应在101.33kPa下恒温操作，进料组分中pA=5.07kPa，pB=96.26kPa，催化剂的堆积密度为0.6g·cm-3。试求在一维拟均相反应气中为保证出口气体中A的转化率为93%，两种反应器所需的容积比。（式中，p的单位为kPa）
3. 在铝催化剂上进行乙腈的合成反应
C2H2+NH3→CH3CN+H2+92.14kJ
(A) (B) (R) (S)
设原料气的体积比为C2H2:NH3:H2=1:2.2:1。采用三段绝热式反应器，段间间接冷却，使各段出口温度均为550℃，每段入口温度也相同，其反应动力学方程可近似表示为：
??7960?4?rA?3.08?10exp???1?xA?T??kmol?hrgcat
?1?1流体的平均热容CP=128J·mol-1K-1。若要求乙腈的转化率为92%，且日产乙腈20吨，求各段的催化剂量。
4. 在一固定床反应器中，填充5.40m3的催化剂。在550℃，101.33kPa下进行
2A→2R+S的反应，用水蒸汽作稀释剂，反应物A与水蒸气的配比为1:4（摩尔比）。标准状态下加料量为1.0m3hr-1，出口转化率为50%，当反应
15