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化学反应工程计算题

来源:www.waxwhg.com 时间:2024-06-10 07:38:02 作者:长远计算网 浏览: [手机版]

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化学反应工程计算题(1)

  化学反应工程是化学工程的一个要分支,它研究的是化学反应的过程和理,以如何将些知识应用工业生产中来自www.waxwhg.com。在化学反应工程中,计算是一个非常要的环节,因为只有通过计算才能确定反应的条件和工参数,从而实现生产的高效、安全和经济。本将介绍一个化学反应工程计算题,帮助读者更好地理解化学反应工程的计算方法和应用。

化学反应工程计算题(1)

  题目:某化工厂生产一种化学品,反应方程式为A+B→C,反应物A和B的摩尔为1:2,反应温度为300K,反应压为1 atm,反应速率常数为k=0.1 L/(mol·s),反应器体积为10 L长远计算网。求反应物A和B的初始摩尔浓度分别为多少时,反应器内C的浓度达到1 mol/L?

解题思路:

  首先,我们需要根据反应方程式和摩尔确定反应物A和B的初始摩尔浓度。由A和B的摩尔为1:2,我们可以假设反应器内初始时A的摩尔浓度为x mol/L,B的摩尔浓度为2x mol/L。因此,反应物A和B的初始摩尔浓度分别为x mol/L和2x mol/L长远计算网www.waxwhg.com

其次,我们需要确定反应的速率方程式。由反应物A和B的摩尔已知,我们可以假设反应速率为r mol/(L·s),反应速率方程式为r=k[A]^1[B]^2=kx(2x)^2=4kx^3。其中,k为反应速率常数长 远 计 算 网

然后,我们需要确定反应物A和B的消失速率。由反应物A和B的摩尔已知,我们可以假设反应物A的消失速率为vA mol/(L·s),反应物B的消失速率为vB=2vA mol/(L·s)。根据反应方程式,反应物C的生成速率为vC=r mol/(L·s)长 远 计 算 网

最后,我们需要确定反应物A和B的消失时间。由反应器体积为10 L,反应物A和B的消失速率已知,我们可以假设反应物A的消失时间为tA s,反应物B的消失时间为tB=0.5tA s。根据反应方程式,反应物C的生成量为VC=r×tA×10 mol来源www.waxwhg.com

根据题目要求,反应器内C的浓度达到1 mol/L,VC/V=1,即VC=10 mol/L。代入反应速率方程式和反应物A的消失时间,得到以下方程式:

4kx^3×tA×10=10

  解得x=0.316 mol/L,因此反应物A的初始摩尔浓度为0.316 mol/L,反应物B的初始摩尔浓度为0.632 mol/L。

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