Bai Tap
July 27, 2022 | Author: Anonymous | Category: N/A
Short Description
Download Bai Tap...
Description
BÀI TẬP KỸ THUẬT PHẢN ỨNG H Ệ Ệ ĐẠI H ỌC
CAO THANH NHÀN, NGUYỄN HỮU TRUNG, VÕ THANH HƯỞNG
Ver. 2019 2019
MỤC LỤC
MỤC LỤC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . i HƯỚNG DẪN SỬ S Ử DỤNG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1. Lưu ý khi tra cứu số liệu trong bảng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 a)b) Nội suy tuyến tính khi tra tr a bảng: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 Các số liệu có dạng mũ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 2. Bảng chữ cái Hy Lạp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 SYSTEMS OF UNITS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 CHUYỂN ĐỔI ĐƠN VỊ ĐO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 Chương 1. CÂN BẰNG MOLE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 Chương 2. ĐỘ CHUYỂN HÓA VÀ XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC THIẾT BỊ PHẢN ỨNG. . . . . . . . . . . . . . . . . 10 Chương 3. ĐỊNH LUẬT TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Chương 4.5. PHÉP THIẾTTÍNH K Ế THIẾT KẾ TỶ LƯỢNG BỊ PHẢN. . . .ỨNG . . . . . ĐẲNG . . . . . . .NHIỆT . . . . . . . .THEO . . . . . . ĐỘ . . . .CHUYỂN . . . . . . . . . .HÓA . . . . .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..16 20 Chương 6. XỬ LÝ DỮ KIỆN ĐỘNG HỌC PHẢN ỨNG. ỨNG. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 GỢI Ý/ĐÁP ÁN. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .26 Chương 1. CÂN BẰNG MOLE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 Chương 2. ĐỘ CHUYỂN HÓA VÀ XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC THIẾT BỊ PHẢN ỨNG. . . . . . . . . . . . . . .27 Chương 3. ĐỊNH LUẬT TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 Chương 4. PHÉP TÍNH TỶ LƯỢNG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 Chương 5. THIẾT KẾ THIẾT BỊ PHẢN ỨNG ĐẲNG NHIỆT THEO ĐỘ CHUYỂN HÓA. H ÓA.. . . . . . . . . . . .31 Chương 6. XỬ LÝ DỮ KIỆN ĐỘNG HỌC PHẢN ỨNG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .34
i
Võ Thanh Hưởng HƯỚNG D ẪN SỬ DỤNG
Phần bài tập này được chia theo các mức độ A, B, C như sau: Mức độ
A
Ý ngh ĩ a
Mức đánh giá
Áp dụng được các công thức đã học để tính toán được các đại Trung bình
lượng Chuyển được Vẽ đượccầnđổiđồthiết thị đơn vị đo trong hệ SI Vận dụng và kết hợp các công thức đã học để suy ra công thức Khá đơn giản Biết sử dụng kỹ năng tra cứu số liệu Chuyển đổi được đơn vị đo giữa 2 hệ SI và Anh-Mỹ Vẽ đồ thị đúng và đẹp Vận dụng và kết hợp các công thức đã học để suy ra công thức Giỏi phức tạp
B
C
Sinh viênSửnêndụng bắt đầu đồ thịbằngđể các tínhbàitoánở mức A, giải thành thục rồi thì chuyển sang mức B và C. Các bài tập về chuyển đổi đơn vị đo giúp cho sinh viên quen với việc thực hành trong thực tế sản xuất khi mà các thiết bị đo đa số có đơn vị đo không giống với hệ SI. 1. Lưu ý khi tra cứu số liệu trong bảng 1.
a) Nội suy tuyến tính khi tra bảng:
Khi tra các số liệu có giá trị nằm giữa khoảng giá trị trong bảng, ví dụ cần tìm khối lượng riêng ở nhiệt độ 25oC của nước trong khi trong bảng số liệu có giá trị khối lượng riêng của nước ở 20oC và 40oC, ta sử dụng phương pháp nội suy tuyến tính (chỉ dụng trong khoảng giá trị hẹp) sau: Trong đó: y1 là giá trị tương ứng với x1, y2 là giá trị tương ứng với x2 Ví dụ: khối lượng riêng của nước ở 25oC là 998 992998 2520 996,5/ 4020 2520 b) Các số liệu có dạng mũ
Khi tra số liệu trong các bảng có dạng x.10a, ví dụ trong bảng ghi là .102 thì giá trị cần xác định là giá trị tra trong bảng chia cho 10a. Ví dụ tra độ nhớt của nước ở 20oC là =1000.10-6 (Pa.s)
2. 2. Bảng chữ cái Hy Lạp
Bảng Hy Lạphoặc là hệđầuthống viết tiếng Lạp từhẹpcuối kỷ thứchữ9 trướcchữ Côngcáinguyên thế 24kỷ kýthứtự8 được trướcdùng Côngđểnguyên. TheoHynghĩa đâythếlà bảng cái đầu tiên và lâu đời ghi mỗi nguyên âm và phụ âm bằng một bbiểu iểu tượng riêng. Nó cũng được 1
sử dụng như vậy cho đến ngày nay. Những chữ cái này cũng được dùng trong bảng số Hy Lạp từ thế kỷ thứ 2 trước Công nguyên. Chữ (hoa và thường) Phiên âm Chữ (hoa và thường) Phiên âm Αα Νν Alpha Nu Ββ Ξξ Beta Xi Γγ Gamma Οο Omicron Δδ Ππ Delta Pi Εε Epsilon Ρρ Rho Ζζ Zeta Σς Sigma Ηη Ττ Eta Tau Θθ Υυ Theta Upsilon Ιι Iota Φφ Phi Κκ Χχ Kappa Chi Λλ Lambda Ψψ Psi Μμ
Ωω
Mu
2
Omega
SYSTEMS OF UNITS
3
ển đổ i đố i v ớ ớ i một số đơ n v ị SI thông d ụng Bảng 0‐1 H ệ số chuy ể
(dấu * có nghĩa mối quan hệ chính xác)
Chiều dài
Đại lượng
Thời gian Diện tích Thể tích Khối lượng Lực Chênh lệch nhiệt độ Năng lượng (công, nhiệt)
Vận tốc Lưu lượng thể tích
Lưu lượng khối lượng
Hệ Anh – Mỹ
* 1 in * 1 ft * 1 yd 1 dặm *1Å ** 11 hday min 1 year2 * 1 2in 1 ft 2 1 yd 1 acre2 1 mile3 1 in3 1 ft 3 1 yd 1 UK gal ozlbgal *1 1US 1 cwt 1 ton 1 pdl 1 lbf 1 kgf 1 tonf * o1 dyno * F ( R) 1 ft.lbf 1 ft.pdl 1*1 1erg Btucal 1 hp.h * 1 kW.h 1 therm 1 thermie 1 ft/s 1 mile/h 1 ft33/s 1 ft /h 1 CFM3 1 in /min 1 UK GPMgal/h LPM 1 US gal/h 1 lb/h
4
Hệ SI
25.4 mm 0,3048 m 0,9144 m 1,6093-10km 10 m 64 kskss 86,3,60 31,5 Ms2 645,16 mm2 0,092903 m2 0,83613 m2 4046,9 m2 2,590−6km3 16,387×10 m3 0,028317 m3 0,764555−3 m3 4,54609×10−3 m3 3,7854×10 31, 035 mkgg 0,41536 50,802 kg 1016,047 kg 0,138255 N 4,4482 N 9,80665 N 9,9640−5kN 10o N 5/9 C (K) 1,3558−2 J 4,214×10 3 J −7 J 4, 1 868×10 10 1,055056×1063 J 2,6845×106 J 3,6×106 J 105,51×106 J 4,1868×10 J −1 3,048×10 m/s 0,44704 m/s 0,028316 m33/s 7,8658−4cm3/s 4,7195×10−7 m3/s 2,731×10−5 m3/s 6,31,09×10 1,62×10 628−5cm m333/s 1,0515 cm /s 0,126 g/s
Đại lượng
Hệ Anh – Mỹ
1 ton/h2 Khối lượng trên đơn vị diện 1 lb/in2 tích 1 lb/ft 2 1 ton/mile Khối lượng riêng 1 lb/in33 1 lb/ft 1 lb/UK gal 1 lb/USgal Áp suất 1 lbf f /in //ftft22 (psi) 1 inHg 1 pdl/sq ft 1 torr (1 mmHg) * 1 standard atm2 * 1 at (1 kgf/cm ) * 1 bar 1 ft nước 1 in. nước Công suất 1 hp (British) 1 hp (metric) 1 erg/s 1 Btu/h ft.lbf /s 1 tấn lạnh Moment quán tính 1 lb.ft2 Động lượng (momentum) 1 lb.ft/s2 Mômen góc 1 lb.ft /s Độ nhớt động lực học * 1 P (Poise) 1 lb/(ft.h) 1 lb/(ft.s) Độ nhớt động học 1 St2 1 ft /s 2 Sức căng bề mặt 1 erg/cm2 (1 dyn/cm) Mật độ dòng chất 1 lb/(h.ft ) (mass Mật độflux dòngdensity) nhiệt 1 Btu/(h.ft2) 2 (heat flux density) * 1 kcal/(h.2mo ) Hệ số truyền nhiệt 1 Btu/(h.ft . F) Enthalpy riêng * 1 Btu/lb oo Nhiệt dung riêng * 1 Btu/(lb. oo F) Dẫn nhiệt 1 Btu/(h.ft. oF) 1 kcal/(h.m. C)
5
Hệ SI
0,28224 kg/s2 703,07 kg/m2 4,8824 kg/m2 392,304 kg/m3 2,768×10 kg/m3 16,019 kg/m3 99,776 kg/m3 119,83 kg/m 6,8948×10 47,88033 PaPa 3,3864×10 Pa 1,488164 Pa 133,3224 Pa 1013254 Pa 9,80665×105 Pa 103 Pa 2,98898×10 Pa 249,082 Pa 745,7 W 735,−75 W 10 W 0,21,93071 35583 W 3,5169×10 W2 0,042140 kg.m 0,13826 kg.m2/s 0,042140 kg.m /s 0,−41 Pa.s 4,133789×10 Pa.s 1,488164 Pa.2 s −4 10 m2/s 0,09290304-3 m /s2 10 J/m2 1,3562 g/(s.m ) 3,1546 W/m22 1,163 W/m 2 5,6783 W/(m .K) 2,326 kJ/kg 4,1868 kJ(kg.K) 1,7307 W/(m.K) 1,163 W/(m.K)
CHUY ỂN ĐỔI ĐƠN VỊ ĐO
1. Chuyển đổi chiều dài 56,43 ft sang đơn vị m
2. Gia tốc trọng trường trong hệ SI là 9,81 m/s 2, hãy chuyển đổi giá trị này sang hệ Anh
3. Chuyển 1 poise sang đơn vị kỹ thuật Anh và SI
4. Chuyển 1 kW sang hp 6
5. Áp suất khí quyển tại Canada là 101 kPa, hãy chuyển giá trị này sang giá trị áp suất khí quyển tại Hoa Kỳ.
6. Tốc độ cho phép trên cao tốc là 70 – 100 km/h ở Việt Nam, hãy chuyển đổi giá trị này sang đơn vị mi/hr (dặm/giờ). 7. Khối lượng của Trái Đất tương đương 5,98x1024 kg, hãy chuyển đổi giá trị này sang đơn vị Mg và lb, oz. 8. Chuyển đổi 30 mg/s tương ứng bao nhiêu kg/h. 9. Chuyển đổi 30 lb/s tương ứng bao nhiêu kg/min. 10. Chuyển Chuyển đổi đổi 2x10 5 ft3 tương ứng bao nhiêusang m3.kmol/h. 6 lb (acetylene)/yr 11. 7
Chương 1. CÂN B ẰNG MOLE Bài
Nội dung
1 A Chloral được sử dụng với tốc độ 10 mole/s/m3 khi phản ứng với chlorobenzene để tạo thành dichlorodiphenyl-trichloroethane (DDT) và nước như phản ứng sau (dạng kí hiệu): 2 → Hãy viết tốc độ mất đi và tạo thành cho mỗi thành phần trong phản ứng này 2 Xem xét phản ứng pha lỏng cis – trans isomerization of 2–butene
Dạng kí hiệu được mô tả như sau: Phản ứng là bậc một theo A ( ) và được thực hiện trong thiết bị phản ứng dạng ống với lưu lượng thể tích không đổi.
3
a) Thiết lập phương trình xác định thể tích thiết bị phản ứng theo nồng độ b) Vẽ đồ thị mô tả nồng độ theo thể tích c) Xác định thể tích thiết bị cần thiết để làm giảm nồng độ đầu xuống còn 10%, lưu lượng thể tích là 10 LPM, hằng số tốc độ phản ứng là 0,23 phút-1. Phản ứng diễn mộtlàCSTR định.mole NhậpA,liệu trìnhrasau,trong cái nào đúngkhông cho cânổnbằng B vàđẳng C. mole A và B. Các thiết lập phương
8
Bài
4
5
Nội dung
Phản ứng A B được thực hiện trong thiết bị phản ứng liên tục. Lưu lượng thể tích nhập liệu là 10 L/h, nồng độ ban đầu của A là 0,5 mol/L. Hãy xác định thể tích của CSTR và PFR cần thiết để sử dụng hết 99% A trong các trường hợp sau:
d) Lặp lại các trường hợp a), b), c) để tính thời gian cần thiết để sử dụng hết 99,9% A trong thiết bị BR thể tích 1000 L. Cho phản ứng không thuận nghịch bậc hai ( ) diễn ra trong một CSTR Nồng độ ban đầu của A là 2 M, và nồng độ của A đi ra là 0,1 M. Lưu lượng thể tích không đổi 3 L/s. Hãy tìm chỗ sai trong cách giải sau để xác định thể tích thiết bị
6
Một BR thể tích không đổi 200 dm3 được nén tới áp suất 20 atm với hỗn hợp gồm 60% A và 40% khí trơ. Phản ứng pha khí được thực hiện đẳng nhiệt ở nhiệt độ 227°C.
a) Xem như hỗn hợp là khí lý tưởng, hãy xác định số mole và nồng độ ban đầu của A b) Giả sử phản ứng là bậc một với hằng số tốc độ phản ứng là 0,1 phút-1, hãy xác định thời gian cần thiết để sử dụng hết 99% A c) Nếu phản ứng là bậc hai với hằng số tốc độ phản ứng là 0,7 L/(mol.phút), hãy xác định thời gian cần thiết để sử dụng hết 80% A. Nếu nhiệt độ phản ứng giảm còn 127oC thì áp suất của thiết bị là bao nhiêu khi thời gian phản ứng bằng thời gian vừa tính. 9
Chương 2. ĐỘ CHUY ỂN HÓA VÀ XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC THIẾ T BỊ PH ẢN ỨNG Bài
Nội dung
1 A Phản ứng isomerization đẳng nhiệt pha khí có dạng: → Số liệu thực nghiệm được cho trong bảng sau: 0 0.1 0.2 0.4 0.6 0.7 0.8 0.45 0.37 0.30 0.195 0.113 0.079 0.05 mmol . s Lưu lượng mole của A ban đầu là 0.4 mol/s. a) Hãy xác định thể tích cần thiết của CSTR để đạt được độ chuyển hóa 80%; b) Như câu a) nhưng sử dụng phương pháp đồ thị; c) Vẽ đồ thị mối quan hệ giữa thể tích thiết bị CSTR theo độ chuyển hóa 2 Với dữ liệu như bài 1 a) Hãy sử dụng công thức tính tích t ích phân để xác định thể tích cần thiết của PFR P FR để đạt được độ chuyển hóa 80%; b) Như câu a) nhưng sử dụng phương pháp đồ thị; c) Vẽ đồ thị mối quan hệ giữa thể tích thiết bị PFR theo độ chuyển hóa 3 Hãy so sánh thể tích thiết bị phản ứng cần thiết của CSTR và PFR trong bài 1 và 2, mô tả trên đồ thị. 4 Với dữ liệu như bài 1, người ta sử dụng 2 thiết bị CSTR CS TR mắc nối tiếp. Hãy xác định thể tích của từng thiết bị để độ chuyển hóa đạt được sau mỗi thiết bị tương ứng là 40% và 80%. 5 6
So sánh với kết quả trong câu 1 Tương tự như bài 4 nhưng thay đổi thiết bị là 2 PFR mắc nối tiếp Phản ứng isomerization butane: được thực hiện đoạn nhiệt trong pha lỏng. Dữ liệu của phản ứng thuận nghịch này được cho trong bảng sau:
10
Bài
Nội dung
Đừng quan tâm đến việc làm cách nào để có được dữ liệu này hay tại sao tốc t ốc độ phản ứng lúc tăng, lúc giảm, các chương sau sẽ giới thiệu cách thực hiện. Đây là dữ liệu thực, được rút ra từ hệ thống thiết bị phản ứng được mô tả như sau:
7 8 9 10
Hãy tính thể tích của mỗi thiết bị với v ới lưu lượng mole ban đầu của n-butane là 50 kmol/hr. Xác định thời gian lưu (space time) và vận tốc lưu (space velocity) trong bài tập 1 và 2 khi lưu lượng thể tích nhập liệu là 2 L/s Kết quả trong bài 1 – bài 3 sẽ thay đổi như thế nào nếu lưu lượng nhập liệu của A giảm mộtdữnửaliệu như bài 1, độ chuyển hóa đạt được là bao nhiêu trong thiết bị: PFR có thể tích Với 4,5 m3; CSTR có thể tích 4,5 m3 Bạn có 2 thiết bị CSTR và 2 thiết bị PFR, thể tích mỗi thiết bị là 1,6 m 3. Sử dụng dữ liệu của phản ứng sau để xác định độ chuyển hóa cho mỗi thiết bị phản ứng trong cách sắp xếp sau: a) Hai CSTR mắc nối tiếp b) Hai PFR mắc nối tiếp c) Hai CSTR mắc song song với nhập liệu đẳng mole d) Hai PFR mắc song song với nhập liệu đẳng mole
11 Khí A nguyên chất ở áp suất 830 kPa nhập vào tháp với lưu lượng thể tích 2 L/s, nhiệt độ 500 K. Hãy xác định nồng độ của A ban đầu và lưu lượng mole của A ban đầu 11
Bài
Nội dung
12 Phản ứng tỏa nhiệt stilbene (A) để tạo thành trospophene (B) và methane (C) theo phản ứng sau: Dữ liệu phản ứng được ghi nhận như sau:
13
Lưu lượng mole của A nhập liệu là 300 mol/min a) Thể tích của PFR và CSTR cần thiết là bao nhiêu để đạt độ chuyển hóa 40% b) Trong khoảng độ chuyển hóa nào thì thể tích của CSTR và PFR là như nhau? c) Độ chuyển hóa đạt được tối đa trong CSTR thể tích 105 L d) Độ chuyển hóa đạt được là bao nhiêu n hiêu nếu một PFR 72 L được mắc nối tiếp bởi một CSTR 24 L? e) Độ chuyển hóa đạt được là bao nhiêu nếu một CSTR 24 L được mắc nối tiếp bởi một PFR 72 L? f) Vẽ đồ thị mô tả độ chuyển hóa và tốc độ phản ứng theo thể tích của PFR (tối đa 100ứng L) được mô tả như sau: Một phản Đây là phản ứng pha lỏng, dữ liệu phản ứng được mô tả như đồ thị sau:
Bạn được cấp tối da $10,000.00 để mua thiết bị phản ứng. Một công ty cung cấp thiết bị đưa ra bảng giá các thiết bị phản ứng như sau:
12
Bài
Nội dung
14
Bạn hãy lựa chọn mua các thiết bị phản ứng để đạt được độ chuyển hóa cao nhất mà không được vượt quá chi phí được cấp. Hãy giải thích sự lựa chọn này. Một phản ứng pha khí không thuận nghịch tỏa nhiệt đoạn nhiệt như sau: Phản ứng này được thực hiện trong thiết bị phản ứng liên tục, nhập liệu đẳng mole A và B. Dữ liệu phản ứng được mô tả trong đồ thị sau:
a) Thể tích của PFR cần thiết là bao nhiêu để đạt được độ chuyển hóa 50%? b) Tương tự câu a) nhưng đối với CSTR? c) Thể tích thiết bị CSTR thứ hai được mắc nối tiếp vào CSTR trong câu b) là bao nhiêu để tăng độ chuyển hóa lên 80%? d) Tương tự câu c) nhưng thiết bị mắc thêm là PFR e) Độ chuyển hóa đạt được là bao nhiêu trong CSTR 6x10 4 m3? Tương tự cho PFR 6x104 m3? 15
tác Cho phản ứngvớiphahằng lỏngsốcótốcphương phảnL/(mol.s). ứng là Dòng chất (mol/(L.ph)), độ phảntrình ứngvận bằngtốc0,01 1 A vào ,
a. thiết bị phản ứng có nồng độ ban đầu là 1,2 mol/L, lưu lượng ban đầu là 15 L/ph. Hãy xác định thể tích thiết bị phản ứng dạng ống (PFR) để đạt được độ chuyển hóa 80% b. Một phản phản ứứng ng pha llỏng ỏng có pphươ hương ng trì trình nh phả phảnn ứng A → B C và đồ thị thị sau: 13
Bài
Nội dung
Hãy xác định thể tích thiết bị phản ứng để đạt được độ chuyển hóa 20% khi biết thiết bị phản ứng là PFR; c. Dựa trên dữ liệu câu b, hãy lập bảng cho biết thể t hể tích thiết bị PFR theo độ chuyển hóa (từ 0 đến 80% với gia số 20%), mô tả trên đồ thị và xác định độ chuyển hóa sẽ đạt được nếu thiết bị phản ứng là PFR có thể tích 15 L; d. Sử dụng một CSTR mắc nối tiếp vào thiết bị PFR trong câu c. Hãy xác định thể tích bình khuấy này để đạt độ chuyển hóa 80% ở dòng ra.
14
Chương 3. ĐỊNH LU ẬT TỐC ĐỘ PH ẢN ỨNG Bài
Nội dung
1 A Viết biểu thức tốc độ phản ứứng ng cho các phản ứng sau, giả sử mỗi phản ứng tuân theo định luật tốc độ phản ứng sơ đẳng
2
3
Xét phản ứng đơn hợp, sơ đẳng có phương trình lượng hóa như sau: A2B →4C Hãy xác định: a. Biểu thức tốc độ phản ứng cho tất cả các cấu tử trong hỗn hợp b.c. Biểu Đơn vịthức hằngtốcsốđộtốcphản độ phản ứngC trong trường hợp đơn vị hằng số tốc độ phản ứng ứng của là . Cho phản ứng:
4
Được thực hiện trong một thiết bị phản ứng. Nếu tại một thời điểm nào đó tốc độ mất đi của A là 10 mol/dm3/s, tốc độ của B và C là bao nhiêu? Hãy xác định biểu thức tốc độ phản ứng sau khi biết phản ứng là sơ đẳng Tốc độtínhcủatốcB vàđộCcủa Hãy là gìA, B và C khi biết C A = 1.5 mol/dm3, CB = 9 mol/dm3 và kA = 2 (dm3/mol)(1/2)(1/s).
15
Chương 4. PHÉP TÍNH TỶ LƯỢNG Bài
Nội dung
1 A Phản ứng xà phòng hóa có phương trình phản ứng: Hãy xem X là là độ chuyển hóa của sodium hydroxide, thiết lập bảng tỷ lượng biểu diễn nồng 2 3 4
5
6
độ của phầnbài 1, hãy xác định nồng độ của glycerol stearate (B) và glycerin (D) Sử dụngmỗikếtthành quả trong khi độ chuyển hóa của sodium hydroxide đạt được 20% và 90%, biết rằng hỗn hợp đầu đ ầu gồm sodium hydroxide 10 mol/L và glyceryl stearate 2 mol/L. Kết quả bài 2 thay đổi như thế nào nếu nồng độ ban đầu của glyceryl stearate là 3 mol/L. Một hỗn hợp 28% SO2 và 72% không khí được nạp vào thiết bị phản ứng liên tục với phản ứng a) Hãy thiết lập bảng tỷ lượng sử dụng các ký hiệu; b) Xác định nồng độ của mỗi thành t hành phần theo độ chuyển hóa trong tron g trường hợp áp suất tổng oC giữ không đổi; là 1485 kPa và nhiệt độ 227 c) Xác định các thông số và vẽ nồng độ của mỗi thành phần theo độ chuyển hóa Cho phản ứng sơ đẳng, đẳng nhiệt được thực hiện trong thiết bị phản ứng gián đoạn (BR) như sau: N 3H →2NH Nhập liệu đẳng mole 50% N và 50% H ở áp suất không đổi 16,4 atm và nhiệt độ 227oC. Hãy: a. Xác định tác tác chất giớ giớii hạn, các hệ số ,,Θ,Θ,,, và lập bảng tỷ lưlượng; ợng; b. Xác định nồng độ còn lại của tất cả các chất khi độ chuyển hóa của tác chất giới hạn đạt được 60% và viết biểu thức tốc độ phản ứng theo độ chuyển hóa; Xác định được 60%đnồng vàợcviết độhựccòn biểu củatốctấtthiết độcảphản các chất ứn gkhi ứng theo độ chuyển hóahóaốống của tácFR).chất trườnggiớihợp h ợp hạnphản đạt c. ứng này tthực hiệnlạithức trong bị phản ngđộliliên ênchuyển tụtụcc ddạng ạng ngtrong (P(PFR). Phản ứng pha khí sơ đẳng có phương trình như sau: Phản ứng đẳng nhiệt, đẳng áp trong PFR. Nhập liệu đẳng mole theo A và B, nồng độ của A nhập liệu là 0,1 mol/L. Hãy thiết lập bảng tỷ lượng và xác định: a) Nồng độ nhập liệu của B; b) Nồng độ của A và C khi độ chuyển hóa của A đạt được 25%; c) Nồng độ của B khi độ chuyển hóa của A đạt 25%; d) Nồng độ của B khi độ chuyển hóa của A đạt 100%; e) Nếu hóavớinàocùng đó cóđộtốc độ tàohóa?thành của C là 2 mol/min/L, tốc độ tạo thành của Ađộlàchuyển bao nhiêu chuyển
16
Bài
7
Nội dung
f) Biểu thức tốc độ phản ứng theo độ chuyển hóa khi biết phản ứng là sơ đẳng, đẳng nhiệt, đẳng áp, với nhập liệu đẳng mole và nồng độ của A nhập liệu là 2 mol/L, 2 . g) Tốc độ phản ứng khi độ chuyển hóa đạt 50% Hãy thiết lập bảng tỷ lượng cho mỗi phản ứng sau và biểu diễn nồng độ của mỗi tác chất theo độ chuyển hóa, tính các tham số ,Θ,,. Xem như các phản ứng sau tuân theo định a)luật Phản tốc độứngsơpha đẳng,lỏnghãy viết tốc độ phản ứng theo độ chuyển hóa. Nồng độ nhập liệu của ethylene oxide và nước sau khi trộn trong dòng nhập liệu là 16,13 ở 300 mol/L vàvà 55.5 mol mol/L /L tương ứứng. ng. Hằng ssốố tốc độ phả phảnn ứng là 0,1 . 300 K với với 12500 cal/mol. Xác định thời gian lưu ở độ chuyển hóa 90% ở nhiệt độ 300 K và 350 K. Nếu lưu lượng thể tích là 200 L/s, thể tích thiết bị phản ứng là bao nhiêu? b) Phản ứng pha khí đẳng nhiệt, đẳng áp:
8
Ethane nguyên chất nhập liệu ở 6 atm 1100 K. Phương trình nồng độ và tốc độ thay đổi như thế nào khi phản ứng thực hiện trong BR thể tích không thay đổi. Orthonitroanaline (một chất trung gian quan trọng trong thuốc nhuộm – gọi là fast orange) được tạo thành từ phản ứng của orthonitrochlorobenzene (ONCB) và ammonia lỏng
PhảnoCứng phalỏng llàà bậc mmột ột theo 0,0017 ởol/m nhiệt3 và độ 188 với pha 11273 cal/ cal/mol. mol. NồngcảđộONCB bban an vàđầuammonia của ON ONCB CBvớivà ammo ammonia nia . là 1,8 km kmol/m 6,6 kmol/m3. a) Hãy thiết lập bảng tỷ lượng cho phản ứng này; b) Viết biểu thức tốc độ đối với tốc độ mất đi của ONCB theo nồng độ; c) Viết biểu thức tốc độ theo độ chuyển hóa d) Tốc độ phản ứng ban đầu ( X =0) =0) là bao nhiêu ở nhiệt độ 188oC, 25oC, 288oC; e) Tương tự như câu d) nhưng khi độ chuyển hóa đạt 90%; f) Thể tích của CSTR ở 25oC và 288oC để đạt độ chuyển hóa 90% khi lưu lượng nhập liệu là 2 L/s. 9
Xem xét phản ứng tạo thành ethyl benzene
17
Bài
10
Nội dung
Nhập liệu pha khí gồm 25% toluene toluene và 75% ethylene. Biế Biếtt rằng phản ứng là sơ đẳng với /molnhiệt, . s. đẳng 250dm 250 Áp suất diễn ra đẳng áp.ban đầu là 8,2 atm và nhiệt độ ban đầu là 227oC, và phản ứng a) Chất nào là tác chất giới hạn? b) Nồng độ ban đầu của ethylene và toluene? c) Xác định , , d) Thiết lập bảng tỷ lượng để xác định nồng độ của mỗi tác chất e) Viết biểu thức tốc độ phản ứng theo độ chuyển hóa f) Tốc độ tương đối của A và B? Phản ứng pha khí được thực hiện trong hệ thống phản ứng liên tục hoạt động đẳng nhiệt, đẳng áp ở 427oC và 28,7 atm. . Nhập liệu đẳng Lưu lượng thể tích nhập liệu là 10 L/s và hằng số tốc độ phản ứng 200 . mol theo A và B. Hãy tìm 4 chỗ sai trong bài giải sau, sau đó hãy giải lại bài này để xác định biểu thức tốc độ phản ứng theo độ chuyển hóa và theo lưu lượng mole tổng A là tác chấ tt gi giớ i hạn
Nhậ p liệu đẳng mole y y A0 = 0,5
Lư u l ượ ượ n ng g mole
18
Bài
Nội dung
11 Nitric acid được sản xuất thương mại từ nitric oxide. Nitric oxide được sản xuất bởi phản ứng oxy hóa pha khí của ammonia Nhập liệu bao gồm 15% (mol) ammonia trong không khí ở áp suất 8,2 atm và 227oC. nhậpcủaliệuammonia là bao nhiêu? b)a) Nồng độ tổng ban đầu là bao nhiêu? c) Thiết lập bảng tỷ lượng với ammonia là tác chất giới hạn. Biểu diễn nồng độ của mỗi tác chất theo độ chuyển hóa cho thiết bị BR có thể tích không đổi. Biểu diễn áp suất tổng theo độ chuyển hóa. Biểu diễn áp suất và nồng độ của mỗi tác chất theo độ chuyển hóa đối với hệ thống liên tục. d) Giả sử phản ứng là bậc một theo cả 2 tác chất, hãy kết hợp cân bằng mole và biểu thức tốc độ phản ứng để rút ra biểu thức tốc độ phản ứng theo độ chuyển hóa
19
Chương 5. THIẾ T K Ế THIẾ T BỊ PH ẢN ỨNG ĐẲNG NHIỆT THEO ĐỘ CHUY ỂN HÓA Bài
Nội dung
1 A Nhu mộtethylene CSTR đểoxide. sản xuất 200 triệu trênkếnăm glycol phảncầu ứngthiết thủykếphân Tu y nhiên, Tuy trướcpound khi thiết đượcethylene thực hiện, hi ện, điềubằng cần thiết là phải tiến hành thí nghiệm và phân tích dữ liệu để xác định hằng số tốc độ phản ứng. Do phản ứng đẳng nhiệt , hằng số tốc độ phản ứng sẽ được xác định theo nhiệt độ phản ứng của CSTR. Ở nhiệt độ trên 80oC, có một sản phẩm phụ đáng kế, trong khi ở nhiệt đô thấp hơn 40oC thì phản ứng không diễn ra theo tốc độ mong muốn, do đó, nhiệt độ 55 oC được chọn. Bởi vì nước là tác chất dư (vượt hạn), nồng độ của nó (55.5 mol/L) có thể xem như không đổi trong suốt thời gian phản ứng. Phản ứng là bậc một theo ethylene oxide Khi tiến hành thí nghiệm, người ta trộn 500 mL dung dịch ethylene oxide 2M với 500 mL nước có chứa 0,9% (khối lượng) sulfuric acid đóng vai trò là chất xúc tác. Nhiệt độ vẫn duy trì ở 55oC. Nồng độ của ethylene glycol được ghi nhận theo thời gian như sau:
2
a) Thiết lập phương trình nồng độ của ethylene glycol theo thời gian b) Sắp xếp lại phương trình ở câu a) để thu được đồ thị tuyến tính của nồng độ theo thời gian c) Sử dụng dữ liệu để xác định hằng số tốc độ phản ứng Gần 16 tỷ pound ethylene glycol được sản xuất năm 2013 với giá bán 0,6$ cho 01 pound. Nó đứng thứ 26 trong tổng số hóa chất cơ bản được sản xuất trong tron g nước. Khoảng một nửa ethylene đượcTrong sử dụng chống đông,88% trongđược khisửmộtdụng nửacho cònsợi lại được dụng đểsử sản xuất glycol polyester. nhómđể polyester, và 12%sử được dụng để sản xuât chai nhựa và màng.
20
Bài
3
Nội dung
Từ đó, nhu cầu là sản xuất 200 triệu pound ethylene glycol trên năm. Thiết bị phản ứng hoạt động đẳng nhiệt. Dung dịch ethylen oxide 16,1 mol/L được trộn với nước chưa 0,9% (khối lượng) sulfuric acid với lưu lượng thể tích bằng nhau trước khi nạp vào CSTR. Hằng số tốc độ phản ứng như câu 1). a) Nếu muốn đạt được độ chuyển hóa 80% thì thể tích CSTR là bao nhiêu? b) Nếu có 2 CSTR 800 gal mắc song song với nhập liệu như nhau thì độ chuyển hóa đạt c) Tương được làtựbaonhưnhiêu? câu b) nhưng 2 thiết bị mắc nối tiếp Ethylene đứng đầu danh sách ở Hoa Kỳ trong tổng số các hợp chất hữu cơ được sản xuất mỗi năm. Hơn 60 tỷ pounds được sản xuất năm 2010 với giá bán 0,37 $/pound. 65% ethylene được sử dụng trong sản xuất nhựa, 20% cho ethylene oxide, 16% cho ethylene dichloride và ethylene glycol, 5% cho sợi, và 5% cho dung môi. Hãy xác định thể tích thiết bị PFR cần thiết để sản xuất 300 triệu pounds ethylene mỗi năm bằng phản ứng cracking dòng ethane nguyên chất. Phản ứng là không thuận nghịch và tuân theo định luật tốc độ sơ đẳng. Chúng ta muốn đạt được độ chuyển hóa 80% ethane, hoạt động ở điều kiện đẳng nhiệt, đẳng áp 1100 K và 6 atm. Hằng số tốc độ phản ứng ở 1000 K -1
4
5
làCho0,0phản 72 s ứng và năng pha lỏng lượngtuânhoạttheohóađịnhlà 82luậtkcal/mol. tốc độ sơ đẳng và thực hiện trong thiết bị phản ứng liên tục đẳng nhiệt sau: → Nồng độ của A và B trong dòng nhập liệu là 2M trước khi được trộn. Lưu lượng thể tích của mỗi dòng là 5 LPM, và nhiệt độ nhập liệu là 300 K. Các dòng được trộn ngay lập tức trước khi nhập vào thiết bị. Có 2 thiết bị phản ứng sẵn có: Một cái là CSTR màu xám, thể tích 200 L, có thể được làm lạnh hoặc gia nhiệt trong khoảng nhiệt độ 273 – 350 K; một cái khác là PFR màu trắng, thể tích 800 L, chỉ hoạt động ở nhiệt độ 300 K, không thể sơn đỏ hoặc đen. Biết rằng hằng số tốc độ phản ứng ở 300 K là 0,07 L/(mol.min), năng lượng hoạt hóa là 20 kcal/mol. a)(chẳng Hãy đềhạnxuất ứngkhông loại nàogian,và điều kiện thời hoạttiết, động…).củaTrình nó?bàyGiảicácthích do nhưthiết màubịsắc,phản chi phí, đđiều iều kiện lý dolývới các tính toán tương ứng. b) Mất bao lâu để đạt độ chuyển hóa 90% trong BR có thể tích 200 L và 1, sau khi hòa trộn ở nhiệt độ 350 K? c) Tương tự câu b) với thiết bị phản ứng được làm lạnh đến 273 K? d) Độ chuyển hóa đạt được là bao nhiêu khi 2 thiết bị phản ứng CSTR và PFR mắc nối tiếp và hoạt động ở nhiệt độ 300 K? Mắc song song với lưu lượng cho mỗi thiết bị phản ứng là 5 LPM? Dibutyl phthalate (DBP), chất phụ gia làm dẻo, có thị trường tiềm năng 12 triệu lb/yr (AIChE Student Contest Problem) và tuân đượctheo sảnđịnh xuấtluật bởitốcphản monobutyl phthalate (MBP). Phản ứng độ sơứngđẳngcủavàn-butanol được xúc với tác bởi axit sunfuric.
21
Bài
Nội dung
Một dòng nhập liệu gồm MBP và butanol được trộn lẫn với xúc tác axit sunfuric ngay lập tức trước khi đưa vào thiết bị phản ứng. Nồng độ của MBP trong dòng nhập liệu là 0,2 lbmol/ft3, và lưu lượng mole của butanol gấp 5 lần của MBP. Hằng số tốc độ phản ứng ở 100oF là 1,2 ft3/(lbmol.h). Một thiết bị CSTR 1000 gallon và kết nối với các thiết bị ngoại vi có sẵn để sử dụng cho dự án này đối với 30 ngày/năm (hoạt động 24h/ngày). a) Xác định độ chuyển hóa đạt được khi năng suất đạt 1/3 dự đoán thị trường (4 triệu lb/yr). b) Làm cách nào để tăng độ chuyển hóa với cùng điều kiện F ? Chẳng hạn như độ chuyển chuyển hóa đạt được là bao nhiêu nếu lắp thêm một CSTR tương tự và cho hoạt động song A0
6
7
8
c)song Cùnghoặcđiềunốikiện tiếpnhiệt với CSTR độ nhưbancâuđầu? a), thể tích của CSTR là bao nhiều để đạt được độ chuyển hóa 85% đối với lưu lượng nhập liệu của MBP là 1,0 lbmol/min? d) Nếu có thể, hãy tính thể tích của PFR cần thiết để đạt độ chuyển hóa 85%. e) Kết quả trong câu a) và b) thay đổi như thế nào khi nhiệt độ được tăng lên 150oF (ở nhiệt độ này hằng số tốc độ phản ứng là 5,0 ft3/(lbmol.h)) Phản ứng pha khí sơ đẳng sau được thực hiện đẳng nhiệt trong một thiết bị phản ứng liên tục không thay đổi áp suất: Hằng số tốc độ phản ứng ở 50 oC là 10-4 min-1 và năng lượng hoạt hóa là 85 kJ/mol. Di-tertoC với lưu butyl peroxide tinh khiết nhập vào thiết bị phản ứng ở áp suất 10 atm và 127 lượng 2,5 mol/min. Hãy xác định thể tích thiết bị phản p hản ứng và thời gian lưu để đạt được độ chuyển hóa 90% trong trường hợp: a) Thiết bị phản ứng là PFR b) Thiết bị phản ứng là CSTR Phản ứng pha khí không thuận nghịch sơ đẳng 2A B được thực hiện trong thiết bị phản ứng đẳng nhiệt PFR. Tác chất A và một chất pha loãng C được nạp vào đẳng mole, độ chuyển hóa đạt được của A là 80%. Nếu lưu lượng của A được giảm đi một nửa, đđộộ chuyển hóa của A đạt được là bao nhiêu, giả sử rằng lưu lượng của C giữ không đổi? Xem như nhiệt độ phản ứng không đổi và trạng thái khí là lý tưởng. Yêu pha khíkính A trong B trong PFR nghiệm có sẵn bao ốngsốsong song,cầumỗithực ống hiện dài 50phản ft vàứng có đường 0,75một in. Thực tìm gồm được50hằng tốc độ phản ứng đối với phản ứng bậc một này là 0,00152 s-1 ở 200oF và 0,0740 s-1 ở 300oF.
22
Bài
Nội dung
9
Thiết bị phản ứng nên hoạt động ở nhiệt độ bao nhiêu để đạt được độ chuyển hóa A 80% với lưu lượng nhập liệu A tinh khiết là 500 lb/h, áp suất làm việc 100 psig? Khối lượng phân tử của A là 73. Trạng thái khí xem như là lý tưởng, phản ứng là không thuận nghịch. Một phản ứng bậc không như sau:
10
Lưu lượng được độ chuyển nhập liệu hóa là90% 10 đối L/s với CSTR nồng độ và PFR, 0,5 mol/L. biết rằng Hãyhằng xác định số tốcthờiđộgian phảnlưuứngđể0,01 đạt mol/(L.s) Một phản ứng sơ đẳng, pha khí, đẳng nhiệt, đẳng áp như sau:
11
Nhập liệu chỉ có A với lưu lượng 2,5 L/s, nồng độ 0,2 mol/L. Áp suất và nhiệt độ lần lượt là 8,2 atm, 500 K. Hãy lập bảng xác định thể tích thiết bị cần thiết để đạt đ ạt được độ chuyển hóa 90% cho 2 thiết bị CSTR, PFR và thời gian cần thiết của BR theo trình tự của thuật toán CRE. Cho phản ứng pha khí như sau diễn ra trong PFR: Nhập liệu với lưu lượng 2 mol/s, nồng độ của NOCl nhập liệu là 0,2 mol/L. Hãy xác định thể tích của PFR cần thiết để đạt được độ chuyển hóa 90%, biết rằng phản ứng có định luật tốc độ tuân theo định luật tốc độ sơ đẳng và phản ứng diễn ra đẳng nhiệt, đẳng áp, hằng số tốc độ phản ứng là 0,29 L/(mol.s)
23
Chương 6. XỬ LÝ DỮ KIỆN ĐỘNG HỌC PH ẢN ỨNG Bài
Nội dung
1 A Phản ứng A B + C được thực hiện trong thiết bị phản ứng gián đoạn (BR) thể tích không
2
3
4
5
đổi. Nồng độ (min) được đo theo 0thời gian, 5 kết 9quả trình 15 bày22trong 30bảng sau: 40 60 mol/dm 2 1,6 1,35 1,1 0,87 0,70 0,53 0,35 Xác định bậc phản ứng và hằng số tốc độ phản ứng bằng phương pháp tích phân, vi phân Dữ liệu sau được báo cáo (từ C. N. Hinshelwood và P. J. Ackey, Proc. R. Soc. (Lond.)., A115 , 215) đối với phản ứng pha khí phân hủy dimethyl ether ở 504 oC trong một thiết bị phản ứng gián đoạn thể tích không đổi, chỉ có (CH3)2O hiện diện (s) 390 777 1195 3155 ∞ mmHg mmHg 408 488 562 799 931 Giả ứng.sử phản ứng là không thuận nghịch, xác định hằng số tốc độ phản ứng và bậc phản Để nghiên cứu về phân hủy quang hóa của aqueous bromine dưới ánh sáng mặt trời chói sáng, một lượng nhỏ bromine lỏng được hòa tan trong nước có chứa một lọ thủy tinh và đặt trực tiếp dưới ánh nắng mặt trời. Dữ liệu sau thu được ở nhiệt độ 25oC (min) 10 20 30 40 50 60 ppm Br 2,45 1,74 1,23 0,88 0,62 0,44 Xác định bậc phản ứng và hằng số tốc độ phản ứng Tác chất A phân hủy trong một thiết bị phản ứng gián đoạn: A sản phẩm. Nồng độ của A trongbảng thiếtsau:bị phản ứng được đo ở các thời điểm khác nhau với kết quả được trình bày trong (s) 0 20 40 60 120 180 300 mol/liter 10 8 6 5 3 2 1 mol/liter Hãy tìm phương trình mô tả định luật tốc độ phản ứng (theo cả phương pháp tích phân và vi phân) Một bình chứa cao áp nhỏ được gắn cảm biến đo áp suất và sau đó cho tác chất A tinh khiết vào ở áp suất 1 atm. Quá trình được thực hiện ở nhiệt độ 20 oC, nhiệt độ đủ thấp để phản ứng không diễn ra theo bất kỳ chiều hướng khác. Sau đó nhiệt độ được tăng đột ngột lên 100oC bằng cách nhúng bình chứa vào nước đang sôi. Kết quả áp suất tổng theo thời gian được trình bày trong bảng sau.
24
Bài
Nội dung
(min) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 15 20 atm 1,14 1,04 0,982 0,940 0,905 0,870 0,850 0,832 0,815 0,800 0,754 0,728 Phương trình phản ứng là 2A B. Sau khi để bình trong bể đến cuối tuần, thành phần A được đem phân tích và không tìm thấy A nữa. Hãy xác định địn h phương trình tốc độ phản ứng theo các đơn vị mole, liter, minute tương ứng với dữ liệu này. Dữ liệu sau thu được ở nhiệt độ 0oC trong thiết bị phản ứng gián đoạn sử dụng khí A tinh khiết: (min) 0 2 4 6 8 10 12 14 ∞ mmHg 760 600 475 390 320 275 240 215 150 _áp suất riêng phần của A Phương trình phản ứng là A 2,5 B. Hãy tìm phương trình tốc độ tương ứng với dữ liệu này. Nhiệt phân hydrogen iodide: 2HI H2 + I2 được báo cáo bởi M. Bodenstein [ Z. Z. phys. Chem., 29, 295 (1899)] được trình bày trong bảng sau: cm (oC)/mol.s 508 356 283 0,1059 427 0,00310 393 0,000588 80,910 0,94210 Hãy tìm phương trình tốc độ hoàn chỉnh cho phản ứng này. Sử dụng đơn vị J, mol, cm 3, s
6
7
25
GỢI Ý/Đ ÁP ÁN ÁN Chương 1. CÂN B ẰNG MOLE
6
26
Chương 2. ĐỘ CHUY ỂN HÓA VÀ XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC THIẾ T BỊ PH ẢN ỨNG
1
6,4 m
3
6
188 dm
380 100 38 100 ddmm
10 a) 0,44, 44, 0,67 b) 0,5,5 , 0,74 c) 0,6 d) 0,74
2
2,165 m
4
0,82 m 3,2 m
7
0,8899 h
1,0,125 1330205hh 3,3 h
11
. . . . . mol/L 0,2 0,4 mol mol/s/s
27
12
24 L 72 L
b) Tự giải c) 0,70 d) 0,4,4 , 0,64
e) 0,4,4 , 0,908
f)
15
83,33 L 7 L L
14 a) 1510 m b) 510 m c) 1510 m d) 910 m e) 0,463 0,134
28
Chương 3. ĐỊNH LU ẬT TỐC ĐỘ PH ẢN ỨNG
2
.. 1 2 4 . 4..
4
29
Chương 4. PHÉP TÍNH TỶ LƯỢNG
9
5 .
1 . 1 .1 3
. 11 1 3
11
0,2 mol L 0,03 mol L
0,2 mol L 0,05 mol L 0,15 mol L
1,0,25
30
Chương 5. THIẾ T K Ế THIẾ T BỊ PH ẢN ỨNG ĐẲNG NHIỆT THEO ĐỘ CHUY ỂN HÓA
4 a) , 0,925, , 0,85 5 a) X = 0,33 b) Tự giải b) 1,06 06 mi minn c) Tự giải c) 3543 3543 min min 2,5 daday d) CSTR mắc nối tiếp PFR X X = 0,44, d) 535 L X =0,736 song song PFR 0,CSTR 56, mắc 0,92 6 a) Thể tích thiết bị 1 1 1 Ở nhiệt độ 127oC, k =0, =0,44 min-1 V = = 967 L b) V = = 4772 L 7 Phương trình phản ứng
CSTR CSTR
PFR PFR
Cân bằng mole Định luật tốc độ Tính tỷ lượng Kết hợp Tính
A → 12 B 1 1 1 1 1 . . . 11 221 ln ln1 11 1 12 12 14 0,8 . . . . . . .. 2,9
Khi lưu lượng giảm một nửa:
31
Thì:
12 ′ ′ ′ 13 ′ 16
.′′. 2′ 2′1 ln ln1 ′ 1′ 1′ 1′ ′ ′ ′. ′ ′ 23 . . . 8 2,92,58 .′. .′. ′. 8 . 9 9 ′ ′ 1 2′1 lnln1 ′ 1 2,58 2′ 1 2′1 lnln1 ′ 1 2,580 2′ Lập bảng giá trị của X’ và hàm số, vẽ đồ thị sẽ được nghiệm là 0,744
8 T = 738oR = 278oF
. .. . 4
_lưu lượng khối lượng của A _khối lượng phân tử của A ln 1 1 lnln1 1 . . ln Áp dụng phương trình Arrhenius tìm được:
32
Tại nhiệt độ T nào đó ta có:
ln
. . 1 1 Thay vào biểu thức V sẽ tính được T 9 45 s 11 45 s
33
Chương 6. XỬ LÝ DỮ KIỆN ĐỘNG HỌC PH ẢN ỨNG
0,03mol.dm,. s, 1,5 Phản ứng phân hủy dimethyl ether CHO→CH H CO Ở thời thời đđiểm iểm ban đầu 0 ch chỉỉ có cóCHO, ở tthời hời điể điểmm ∞, CHO đã phản ứng hết nên không còn CHO. Do đó mỗi 01 mole CHO được sử dụng sẽ tạo ra 3 mole sản phẩm khí
1. 2.
CH, H, CO, áp suất tổng tại tại thờiđiể điểm m∞ ∞3phải 3310 31llần ần0 mmmH ápmHg suất g tổtổng ng tại thờ thờii điểm ba bann đầu → bằng 0,00048,1,0 3. 0,0344.min,1,0
4. 5. 6.
Tự giải Tự giải Tự giải
34
7.
Đơn vị của hằng số tốc độ phản ứng cho chúng ta biết bậc của phản ứng là 2. ./ . / lnln 1 Vẽ đồ thị sẽ xác định được A và ‐E/A 4,06.10/
View more...
Comments
