化學(xué)反應(yīng)工程問(wèn)答題每日一練(2020.06.04)

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1.問(wèn)答題已知N₂O₄（l）和N₂O₄（g）在298.15K時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓分別為50.63kJ·mol^-1和9.66kJ·mol^-1，計(jì)算火箭燃料聯(lián)氨和氧化劑四氧化二氮反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變以及32克液態(tài)聯(lián)氨完全燃燒時(shí)所放出的熱量。2N₂H₄（l）+N₂O₄（g）=3N₂（g）+4H₂O（l）

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2.問(wèn)答題以硫酸為催化劑，由醋酸和丁醇反應(yīng)可制得醋酸丁酯。倉(cāng)庫(kù)里閑置著兩臺(tái)反應(yīng)釜，一臺(tái)的反應(yīng)體積為3m³,另一臺(tái)則為1m³。現(xiàn)擬將它們用來(lái)生產(chǎn)醋酸丁酯，初步?jīng)Q定采用等溫連續(xù)操作，原料中醋酸的0.濃度為0.15kmol/m³，丁酯則大量過(guò)剩，該反應(yīng)對(duì)醋酸為2級(jí)，在反應(yīng)溫度下反應(yīng)速率常數(shù)等于1.2m³/h.kmol，要求醋酸的最終轉(zhuǎn)化率不小于50%，這兩臺(tái)反應(yīng)釜可視為全混反應(yīng)器，你認(rèn)為采用怎樣的串聯(lián)方式醋酸丁酯的產(chǎn)量最大？為什么？試計(jì)算你所選用的方案得到的醋酸丁酯產(chǎn)量。如果進(jìn)行的反應(yīng)是一級(jí)反應(yīng)，這兩臺(tái)反應(yīng)器的串聯(lián)方式又應(yīng)如何？

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3.問(wèn)答題微觀流體在全長(zhǎng)為10m的等溫管式非理想流動(dòng)反應(yīng)器中進(jìn)行二級(jí)不可逆液相反應(yīng)，其反應(yīng)速率常數(shù)k為0.266l/mol.s，進(jìn)料濃度C_A0為1.6mol/l，物料在反應(yīng)器內(nèi)的線速度為0.25m/s，實(shí)驗(yàn)測(cè)定反應(yīng)器出口轉(zhuǎn)化率為80%，為了減小返混的影響，現(xiàn)將反應(yīng)器長(zhǎng)度改為40m，其它條件不變，試估計(jì)延長(zhǎng)后的反應(yīng)器出口轉(zhuǎn)化率將為多少？

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4.問(wèn)答題 在具有如下停留時(shí)間分布的反應(yīng)器中，等溫進(jìn)行一級(jí)不可逆反應(yīng)A→P，其反應(yīng)速率常數(shù)為2min^-1。

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5.問(wèn)答題在體積V_R=0.12m³的全混流反應(yīng)器中，進(jìn)行反應(yīng)，式中k₁=7m₃kmol^-1min^-1，k₂=3m³kmol^-1min^-1，兩種物料以等體積加入反應(yīng)器中，一種含2.8kmolA·m^-3，另一種含1.6kmolA·m^-3。設(shè)系統(tǒng)密度不變，當(dāng)B的轉(zhuǎn)化率為75％時(shí)，求每種物料的流量。

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