生物反应工程第二版课后答案

化学反应工程第二版答

第一章习题

1 化学反应式与化学计量方程有何异同?化学反应式中计量系数与化学计量

方程中的计量系数有何关系?

答：化学反应式中计量系数恒为正值，化学计量方程中反应物的计量系数与化学反应式中数值相同，符号相反，对于产物二者相同。

2 何谓基元反应?基元反应的动力学方程中活化能与反应级数的含义是什么?

何谓非基元反应?非基元反应的动力学方程中活化能与反应级数含义是什么?

答：如果反应物严格按照化学反应式一步直接转化生成产物，该反应是基元反应。基元反应符合质量作用定律。基元反应的活化能指1摩尔活化分子的平均能量比普通分子的平均能量的高出值。基元反应的反应级数是该反应的反应分子数。一切不符合质量作用定律的反应都是非基元反应。非基元反应的活化能没有明确的物理意义，仅决定了反应速率对温度的敏感程度。非基元反应的反应级数是经验数值，决定了反应速率对反应物浓度的敏感程度。

3 若将反应速率写成t

c r

d d A A -=-，有什么条件? 答：化学反应的进行不引起物系体积的变化，即恒容。

4 为什么均相液相反应过程的动力学方程实验测定采用间歇反应器?

答：在间歇反应器中可以直接得到反应时间和反应程度的关系，而这种关系仅是动力学方程的直接积分，与反应器大小和投

化学反应工程第二版答

第一章习题

1化学反应式与化学计量方程有何异同?化学反应式中计量系数与化学计量方程中的计量系数有何关系?

答：化学反应式中计量系数恒为正值，化学计量方程中反应物的计量系数与化学反应式中数值相同，符号相反，对于产物二者相同。

2何谓基元反应?基元反应的动力学方程中活化能与反应级数的含义是什么?

何谓非基元反应?非基元反应的动力学方程中活化能与反应级数含义是什么?

答：如果反应物严格按照化学反应式一步直接转化生成产物，该反应是基元反应。基元反应符合质量作用定律。基元反应的活化能指1摩尔活化分子的平均能量比普通分子的平均能量的高出值。基元反应的反应级数是该反应的反应分子数。一切不符合质量作用定律的反应都是非基元反应。非基元反应的活化能没有明确的物理意义，仅决定了反应速率对温度的敏感程度。非基元反应的反应级数是经验数值，决定了反应速率对反应物浓度的敏感程度。

1

3 若将反应速率写成t

c r

d d A A -=-，有什么条件? 答：化学反应的进行不引起物系体积的变化，即恒容。

4 为什么均相液相反应过程的动力学方程实验测定采用间歇反应器?

答：在间歇反应器中可以直接得到反应时间和反应程度的关系，而这种关系仅是动力学方程的直接积分，与反应器大小和投料

《化学反应工程》第二版习题

第一章习题

1

2

何谓基元反应?基元反应的动力学方程中活化能与反应级数的含义是什么?何谓非基元反应?非基元反应的动力学方程中活化能与反应级数含义是什么? 3

4

5

现有如下基元反应过程，请写出各组分生成速率与浓度之间关系。 (1)A+2B?C A+C? D (2)A+2B?C B+C?D C+D→E (3)2A+2B?C

A+C?D

6 气相基元反应A+2B→2P在30℃和常压下的反应速率常数kc=2.65×

10mkmols。现以气相分压来表示速率方程，即(?rA)=kPpApB，求kP=?（假定气体为理想气体）

4

6

-2-1

2

化学反应式与化学计量方程有何异同?化学反应式中计量系数与化学计量方程中的计量系数有何关系?

若将反应速率写成?rA??dcAdt，有什么条件?

为什么均相液相反应过程的动力学方程实验测定采用间歇反应器?

7

8

反应A(g) +B(l)→C(l)气相反应物A被B的水溶液吸收，吸收后A与B生成C。反应动力学方程为：?rA=kcAcB。由于反应物B在水中的浓度远大有一反应在间歇反应器中进行，经过8min后，反应物转化掉80％，经过18min

第1章

7. 该说法是正确的。从图1.3中可以看出，如果将等式左边的标的资产多头移至等式右边，

整个等式左边就是看涨期权空头，右边则是看跌期权空头和标的资产空头的组合。 9. 10000 e

5% 4.82

12725.21元

10. 每年计一次复利的年利率=（1+0.14/4）4-1=14.75% 连续复利年利率= 4ln(1+0.14/4)=13.76%。 11. 连续复利年利率=12ln(1+0.15/12)=14.91%。

12. 12%连续复利利率等价的每季度支付一次利息的年利率=4（e0.03-1）=12.18%。 因此每个季度可得的利息=10000×12.8%/4=304.55元。

第2章

1. 2007年4月16日，该公司向工行买入半年期美元远期，意味着其将以764.21人民币/100

美元的价格在2007年10月18日向工行买入美元。合约到期后，该公司在远期合约多

头上的盈亏=10000 (752.63 764.21) 115,800。

2. 收盘时，该投资者的盈亏＝(1528.9－1530.0)×250＝－275美元；保证金账户余额＝

19,688－275＝19,413美元。

3. 若结算后保证金账户的金额低于所

第1章

7. 该说法是正确的。从图1.3中可以看出，如果将等式左边的标的资产多头移至等式右边，

整个等式左边就是看涨期权空头，右边则是看跌期权空头和标的资产空头的组合。 9. 10000 e

5% 4.82

12725.21元

10. 每年计一次复利的年利率=（1+0.14/4）4-1=14.75% 连续复利年利率= 4ln(1+0.14/4)=13.76%。 11. 连续复利年利率=12ln(1+0.15/12)=14.91%。

12. 12%连续复利利率等价的每季度支付一次利息的年利率=4（e0.03-1）=12.18%。 因此每个季度可得的利息=10000×12.8%/4=304.55元。

第2章

1. 2007年4月16日，该公司向工行买入半年期美元远期，意味着其将以764.21人民币/100

美元的价格在2007年10月18日向工行买入美元。合约到期后，该公司在远期合约多

头上的盈亏=10000 (752.63 764.21) 115,800。

2. 收盘时，该投资者的盈亏＝(1528.9－1530.0)×250＝－275美元；保证金账户余额＝

19,688－275＝19,413美元。

3. 若结算后保证金账户的金额低于所

检测方法及方法确认作业指导书

天津大学：《反应工程》（第二版） 习题答案

1 绪 论

1.1 在银催化剂上进行甲醇氧化为甲醛的反应：

进入反应器的原料气中，甲醇︰空气︰水蒸气=2︰4︰1.3（摩尔比），反应后甲醇的转化率（X）达72%，甲醛的收率（Y）为69.2%。试计算：（1）反应的选择性（S）；（2）反应器出口气体的组成（摩尔分率%）。 解：（1）由（1.7）式得反应的选择性为：

（2）进入反应器的原料气中，甲醇︰空气︰水蒸气=2︰4︰1.3（摩尔比），当进入反应器的总原料量为100mol时，则反应器的进料组成为 组分 摩尔分率yi0 摩尔数ni0(mol) CH3OH 2/（2+4+1.3）=0.2740 27.40 空气 4/（2+4+1.3）=0.5479 54.79 水 1.3/（2+4+1.3）=0.1781 17.81 总计 1.000 100.0 设甲醇的转化率为XA，甲醛的收率为YP，根据（1.3）和（1.5）式可得反应器出口甲醇、甲醛和二氧化碳的摩尔数nA、nP和nc分别为：

nA=nA0(1-XA)=7.672 mol，nP=nA0YP=18.96 mol，nC=nA0(XA-YP)=0.7672 mol

1 绪 论

1.1在银催化剂上进行甲醇氧化为甲醛的反应：

3222C H O H O 2H C H O 2H O +→+

32222C H O H 3O 2C O 4H O +→+

进入反应器的原料气中，甲醇：空气：水蒸气=2：4：1.3（摩尔比），反应后甲醇的转化率达72%，甲醛的收率为69.2%。试计算

（1） （1） 反应的选择性；

（2） （2） 反应器出口气体的组成。

解：（1）由（1.7）式得反应的选择性为： 0.629Y S 0.961196.11%X 0.720====

（2）进入反应器的原料气中，甲醇：空气：水蒸气=2：4：1.3（摩尔比），当进入反应器的总原料量为100mol 时，则反应器的进料组成为

A P 出口甲醇、甲醛和二氧化碳的摩尔数n A 、n P 和n c 分别为：

n A =n A0(1-X A )=7.672 mol

n P =n A0Y P =18.96 mol

n C =n A0(X A -Y P )=0.7672 mol

结合上述反应的化学计量式，水（n W ）、氧气（n O ）和氮气（n N ）的摩尔数分别为：

n W =n W0+n P +2n C =38.30 mol

n O =n O0-1/2n

1 绪 论

1.1在银催化剂上进行甲醇氧化为甲醛的反应：

3222CH OH O 2HCHO 2H O +→+ 32222CH OH 3O 2CO 4H O +→+

进入反应器的原料气中，甲醇：空气：水蒸气=2：4：1.3（摩尔比），反应后甲醇的转化率达72%，甲醛的收率为69.2%。试计算

（1） （1） 反应的选择性；

（2） （2） 反应器出口气体的组成。

解：（1）由（1.7）式得反应的选择性为： 0.629Y S 0.961196.11%X 0.720====

（2）进入反应器的原料气中，甲醇：空气：水蒸气=2：4：1.3（摩尔比），当进入

A P 甲醛和二氧化碳的摩尔数n A 、n P 和n c 分别为：

n A =n A0(1-X A )=7.672 mol

n P =n A0Y P =18.96 mol

n C =n A0(X A -Y P )=0.7672 mol

结合上述反应的化学计量式，水（n W ）、氧气（n O ）和氮气（n N ）的摩尔数分别为：

n W =n W0+n P +2n C =38.30 mol

n O =n O0-1/2n P -3/2n C =0.8788 mol

n N =n N0=

1 绪 论

1.1在银催化剂上进行甲醇氧化为甲醛的反应：

3222CH OH O 2HCHO 2H O +→+ 32222CH OH 3O 2CO 4H O +→+

进入反应器的原料气中，甲醇：空气：水蒸气=2：4：1.3（摩尔比），反应后甲醇的转化率达72%，甲醛的收率为69.2%。试计算

（1） （1） 反应的选择性；

（2） （2） 反应器出口气体的组成。

解：（1）由（1.7）式得反应的选择性为： 0.629Y S 0.961196.11%X 0.720====

（2）进入反应器的原料气中，甲醇：空气：水蒸气=2：4：1.3（摩尔比），

A P 出口甲醇、甲醛和二氧化碳的摩尔数n A 、n P 和n c 分别为：

n A =n A0(1-X A )=7.672 mol

n P =n A0Y P =18.96 mol

n C =n A0(X A -Y P )=0.7672 mol

结合上述反应的化学计量式，水（n W ）、氧气（n O ）和氮气（n N ）的摩尔数分别为：

n W =n W0+n P +2n C =38.30 mol

n O =n O0-1/2n P -3/2n C =0.8788 mol

n N =n N

浅基础习题及参考答案

2-4 某承重墙厚240mm，作用于地面标高处的荷载Fk=180kN/m,拟采用砖基础，埋深为1.2m。地基土为粉质粘土，g＝18kN/m3，e0=0.9，fak=170kPa。试确定砖基础的底面宽度，并按二皮一收砌法画出基础剖面示意图。

〔解〕查表2-5，得ηd=1.0，代入式（2-14），得

fa= fak+ηdγ m (d-0.5)=170+1.0×18×(1.2-0.5)=182.6kPa

按式（2-20）计算基础底面宽度：

为符合砖的模数，取b=1.2m，砖基础所需的台阶数为：

2-5 某柱基承受的轴心荷载Fk=1.05MN，基础埋深为1m，地基土为中砂，kN/m3，fak=280kPa。试确定该基础的底面边长。 〔解〕查表2-5，得ηd=4.4。

fa= fak+ηdγ m (d-0.5) =280+4.4×18×(1-0.5)=319.6kPa

=18γ

取b=1.9m。

2-6 某承重砖墙厚240mm，传至条形基础顶面处的轴心荷载Fk＝150kN/m。该处土层自地表起依次分布如下：第一层为粉质粘土，厚度2.2m，γ＝17kN/m3，e=0.91，fak=130kPa，Es1=8.1M