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题目
丁烯脱氢制丁二烯的反应为
CH3CH2CH==CH2(g)===CH2==CHCH==CH2(g)+H2(g)
反应过程中通以惰性组分H2(g)，丁烯与H2O(g)的物质的量比为1:15，操作总压力为203kPa，温度为593℃，计算丁二烯的平衡转化率。已知298K，pΘ=100kPa时的热力学数据和表5-7所示。
表5-7 | ||
物质 | Delta_{f}H_{m}^{Theta }(298K)(kJcdot mol^{-1}) | Delta_{f}G_{m}^{Theta }(298K)(kJcdot mol^{-1}) |
丁二烯 | 110.16 | 150.67 |
丁烯 | -0.13 | 71.29 |
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第1题
丁烯在氧化铬和氧化铝催化剂表面上脱氢生成丁二烯,其总反应为:
可能的反应机理是:
其中S代表催化剂表而活性中心,已知k3＞＞k1,k3＞＞k2而k1
k2,试导出该催化反应的速率方程.
第2题
此外还有许多副反应，如生成酮、醛及有机酸的反应。反应在温度350℃，压强为0.2026MPa下进行。根据分析，得到反应前后的物料组成(摩尔分数)如下。
组成 | 反应前/% | 反应后/% | 组成 | 反应前/% | 反应后/% |
正丁烷 | 0.63 | 0.61 | 氮 | 27.0 | 26.10 |
正丁烯 | 7.05 | 1.70 | 水蒸气 | 57.44 | 62.07 |
丁二烯 | 0.06 | 4.45 | 一氧化碳 | - | 1.20 |
异丁烷 | 0.50 | 0.48 | 二氧化碳 | - | 1.80 |
异丁烯 | 0.13 | 0 | 有机酸 | - | 0.20 |
正戊烷 | 0.02 | 0.02 | 酮、醛 | - | 0.10 |
氧 | 7.17 | 0.64 |
根据表中的数据计算正丁烯的转化率、丁二烯的收率以及反应的选择性。
第5题
在活塞流反应器中，于923K等温下进行丁烯脱氢反应以生产丁二烯
C4H8→C4H6+H2
反应速率方程为
rA=kpA[kmol/(m3·h)]
原料气为丁烯与水蒸气的混合物，丁烯的摩尔分数为10%，操作压力为105Pa。973K时，k=1.079×10-4kmol/(h·m3·Pa)。若要求丁烯的转化率达35%，空时为多少？
第7题
在理想管式反应器中，于650℃等温条件下进行丁烯氧化脱氢反应生产丁二烯：
C4H8→C4H6+H2
丁烯的反应速率为
(-rA)=kpAkmol/(m3·h)
原料气为丁烯(A)和水蒸气混合物，丁烯的摩尔分数为10%。操作压力为0.1MPa，在650℃时k=106.48kmol/(h·m3·MPa)，若要求丁烯的转化率xA=0.35，空时应为多少？
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