0% found this document useful (0 votes) 975 views 4 pages Dap an Mon Ky Thuat Phan Ung Bach Khoa HCM Original Titlede Thi Va Dap an Mon Ky Thuat Phan Ung Bach Khoa HCM Copyright© © All Rights Reserved Available FormatsPDF, TXT or read online from Scribd Share this documentDid you find this document useful?0% found this document useful (0 votes) 975 views4 pages De Thi Va Dap An Mon Ky Thuat Phan Ung Bach Khoa HCMTRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOAKHOA KỸ THUẬT HOÁ HỌCBỘ MÔN MÁY THIẾT BỊ ĐỀ THI: KỸ THUẬT PHẢN ỨNG Học kỳ II năm học 2014 -2015. Ngày thi: 31/5/2015Thời gian làm bài; 90 phút. Cho sử dụng tài liệuNgười ra đề: Vũ Bá Minh Cho phản ứng nối tiếp A → R → S với R là sản phẩm chính và có hằng số vận tốc k 1 \= 10h -1 , k 2 \=1h -1 . Xác định thời gian phản ứng trung bình, thể tích bình phản ứng khuấy trộn họat động liên tục,nồng độ các chất trong dòng ra với lưu lượng nhập liệu là 1.000 lít/h, nồng độ tác chất ban đầu của A là2,8 mol/lít. Cho phản ứng A → R + S xảy ra trong pha khí đồng thể, đẳng nhiệt ở 400K trong bình kín có thểtích không đổi. Cho biết phương trình vận tốc phản ứng là(-r A ) = (0,2 lít/mol.h) C A2 ; mol/lít.hvới C A là nồng độ của tác chất, mol/ lítHãy biểu diễn phương trình vận tốc trên của hỗn hợp phản ứng với giá trị của hệ số є A trong haitrường hợp sau:a)Nhập liệu ban đầu là A nguyên chất b)Nhập liệu ban đầu có chứa 20% khí trơ. 3) Cho phản ứng như sau: A + B R + S + T Đây là phản ứng sơ đẳng với hằng số vän tốc phản ứng k = 5,2 l/mol.h ở 82 0
A0 \= C B0 ? Gỉả sử thời gian gián đoạn giữa 2 mẻ là 30 phút. Cho biết M A \= 80,5 ; M B \= 84 ; M R \= 62 ; M S \= 58,5 ; M C \= 44 và giả sử khối lượng riêng củahỗn hợp phản ứng không đổi và bằng 1.020 kg/m 3 . Phương hướng chọn nhiệt độ phản ứng. Khoảng nhiệt độ tối ưu là gì? Trường hợp nào cần phải ápdụng, nhằm mục đích gì? HẾT 1  ĐÁP ÁN 1) (3đ) Cho phản ứng nối tiếp A → R → S với R là sản phẩm chính và có hằng số vận tốc k 1 \= 10h -1 , k 2 \= 1h -1 . Xác định thời gian phản ứng trung bình, thể tích bình phản ứng khuấy trộnhọat động liên tục, nồng độ các chất trong dòng ra với lưu lượng nhập liệu là 1.000 lít/h, nồng độ tác chất ban đầu của A là 2,8 mol/lít. Với phản ứng nối tiếp có R sản phẩm trung gian là sản phẩm chính thì phản ứng cầndừng ở thời điểm R đạt cực đại. Từ đồ thị hình 4.18 cho phân phối sản phẩm của phản ứngnối tiếp trong bình phản ứng khuấy trộn họat động liên tục, k 2 /k 1 \=0,10tại điểm C Rmax /C A0 ~= 0,7;C A /C A0 ~= 0,20 suy ra C S /C A0 ~=0,10; k 1 τ = 3,10. Kết quả: τ = 0,31h,V=310 lít; C Rmax \=1,96 mol/l; C A \=0,56 mol/lít; C S \=0,28mol/lít; V= 310 lít 2) (2đ) Cho phản ứng A → R + S xảy ra trong pha khí đồng thể, đẳng nhiệt ở 400K trong bình kíncó thể tích không đổi. Cho biết phương trình vận tốc phản ứng là(-r A ) = (0,2 lít/mol.h) C A2 ; mol/lít.hvới C A là nồng độ của tác chất, mol/ lít Hãy biểu diễn phương trình vận tốc trên của hỗn hợp phản ứng với giá trị của hệ số є A trong hai trường hợp sau:a)Nhập liệu ban đầu là A nguyên chất b)Nhập liệu ban đầu có chứa 20% khí trơ. Nồng độ tác chất khí C A \= C A0 (1 – X A )/ (1 + € A X A ) với € A là hệ số biến đổi thể tícha) Nhập liệu ban đầu là A nguyên chất € A (2–1)/1=1 nên C A \= C A0 (1 – X A )/ (1 + X A ) (-r A ) = kC A02 [(1 – X A )/ (1 + X A )] 2 b) Nhập liệu ban đầu có chứa 20% khí trơ . € A \= 0,80 (-r A ) = kC A02 [(1 – X A )/ (1 + 0,8X A )] 2 3) (3đ) Cho phản ứng như sau: A + B R + S + T Đây là phản ứng sơ đẳng với hằng số vän tốc phản ứng k \= 5,2 l/mol.h ở 82 0
A0 \= C B0 ? Gỉả sử thời gian gián đoạn giữa 2 mẻ là 30 phút. Cho biết M A \= 80,5 ; M B \= 84 ; M R \= 62 ; M S \= 58,5 ; M C \= 44 và giả sử khối lượng riêng củahỗn hợp phản ứng không đổi và bằng 1.020 kg/m 3 . 53,21020/1005,80/20 00 \=\= A C mol/l; 43,21020/10084/20 00 \=\= B C mol/l2 C A00 .v A00 \= C B00 . V B00 suy ra C A00 /C B00 \= v B00 /v A00 \= 2,53/2,43 = 1,04Suy ra C A0 \= C B0 \= 1,24 mol/l Ph ương trình vận tốc phản ứng là (-r A ) = k.C A02 (1-X A ) 2 ; 009,0009,00209,002200 9)110( 1)1(11)1(1)1( A A A A A A A A A A A kC kC X kC X dX kC X kC dX C t \=−\=−\=−\=−\= ∫ ∫ \= 1,4h Giả sử thời gian gián đoạn giữa 2 mẻ là 30 phút= 0,5h (Trị số này có thể thay đổi và ảnhhưởng đến kết quả dưới đây) . Vậy thời gian tổng cộng một mẻ là 1,9h . Năng suất một mẻ là (50kg/h).(1.9h/mẻ)= 95 kgR/mẻhay 1,53 kmol R/mẻ. Độ chuyển hóa 0,90 nên mỗi mẻ cho vào:1,53 kmol R/mẻ/0,90= 1,70 kmol A và 1,70 kmolB . Khối lượng A 136,85kg + khối lượng B 142,8kg = 279,65 kg. Cả hai đều là dung dịch 20% khối lượng nên tổng khối lượng dung dịch cho vàomột mẻ là: 279,65/0,2= 1.398,25kg/mẻ Thể tích bình hay thể tích hỗn hợp ban đầu là 1.370 lít (2d) Phương hướng chọn nhiệt độ phản ứng. Khoảng nhiệt độ tối ưu là gì? Trường hợp nào cần phải áp dụng, nhằm mục đích gì? Khi thiết kế TBPƯ cần quan tâm đến 3 yếu tố là: thể tích bình V, năng suất F A0 và độ chuyểnhóa X A . • V nhỏ nhất ứng với F A0 và X A cho trước • F Ao lớn nhất ứng với V và X A cho trước • X A lớn nhất ứng với F A0 và V cho trướcTrên cơ sở đó, chọn T phản ứng như sau: Phản ứng không thuận nghịch: • Thu nhiệt: Chọn T cao giới hạn bởi:-Phản ứng phụ-Nguồn nhiệt-Thiết bị • Phát nhiệt: Chọn T cao và giải nhiệt có kiểm soát, giới hạn bởi:-Phản ứng phụ-Thiết bị Phản ứng thuận nghịch: • Thu nhiệt: K và k đều tăng theo T nên chọn T cao giới hạn bởi:-Phản ứng phụ-Nguồn nhiệt-Thiết bị • Phát nhiệt: K giảm theo T, k tăng theo nhiệt độ nên phải thực hiện theokhoảng T tối ưu nhằm:-V nhỏ nhất ứng với F A0 và X A cho trước-F Ao lớn nhất ứng với V và X A cho trước-X A lớn nhất ứng với F A0 và V cho trước 3 |
