
- •Глава 1. Cтехиометрия и материальные расчеты химической реакции
- •Примеры решения задач
- •1.2. Задачи для самостоятельного решения
- •1.2.1. Материальные расчеты по молям
- •1.2.2. Материальные расчеты по мольному потоку
- •1.2.3. Простые и сложные реакции
- •1.2.4. Задачи с изменением объема
- •Глава 2. Термодинамика химических реакций
- •2.1. Примеры решения задач
- •2C3h6↔н-c6h12↔ транс-c6h12
- •2.2. Задачи для самостоятельного решения
- •2.2.1. Расчет теплоты химической реакции
- •2.2.2. Расчет константы равновесия в случае простой реакции
- •2.2.3. Расчет константы равновесия при параллельно протекающих реакциях
- •2, 2, 3, 3-Тетраметилбутан
- •II) 2с3н6↔с6н12 (1-гексен)
- •II) 2с3н6↔с6н12 (1-гексен)
- •II) 2с3н6↔с6н12 (1-гексен)
- •2.2.4. Расчет константы равновесия при последовательно протекающих реакциях
- •2С3н6↔ н-с6н12 ↔с6н12 (транс-2-гексен)
- •2.2.5. Расчет константы равновесия в неидеальных газовых системах
- •Глава 3. Кинетика
- •3. 1. Примеры решения задач
- •3. 2. Задачи для самостоятельного решения
- •3. Разложение паров пропионового альдегида при нагревании в кварцевом сосуде протекает как гомогенная реакция первого порядка по уравнению
- •Глава 4. Реактора
- •4.1. Удельная производительность при расчете реакторов
- •1) Начальные концентрации или парциальные давления компонентов;
- •2) Мольные соотношения реагентов рив;
- •3) Мольные соотношения реагентов рис;
- •1 Реактор:
- •2 Реактор:
- •4.2. Селективность и основы выбора реакционного узла с точки зрения селективности реакций разных типов
- •4.3. Расчет селективности в случае параллельно протекающих реакций
- •4.4. Влияние условий процесса на селективность
- •Целевая реакция имеет более высокий порядок(рис)
- •Целевая реакция имеет более высокий порядок(рив)
- •Случай с последовательными реакциями
- •4.5. Задчи для самостоятельного решения
- •4.5.1. Расчет производительности реакторов
- •4.5.2. Расчет селективности реакторов
- •4.5.3. Характеристическое уравнение реакторов
2С3н6↔ н-с6н12 ↔с6н12 (транс-2-гексен)
При 400 К для первой стадии Кр = 7,19; для второй стадии Кр = 8,9. Давление в системе 2 атм.
20. Какой выход кумола и n-диизопропилбензола можно ожидать, если алкилировать 1 моль бензола 1 молем пропилена в газовой фазе при 450 К и 1 атм. Схема реакции
С6Н6+С3Н6↔С6Н5С3Н7; Кр = 0,323
С6Н5С3Н7+С3Н6↔С6Н4(С3Н7)2; КР = 0,961
2.2.5. Расчет константы равновесия в неидеальных газовых системах
1.
Вычислить
летучесть изобутана при 373,2 К и
Р1
=
10 и
Р2
= 25
атм,
если V10
= 2680
мл/моль,
V25
= 132
мл/моль
по уравнению:
2.
По уравнению
вычислить летучесть
изобутана при 373,2 К, Р1
= 10 и Р2
= 25
атм,
если V10
= 2680
мл/моль,
V25
= 132
мл/моль.
Константа уравнения Ван-дер-Ваальса
для изобутана: а
= 12,876
л2∙атм/моль2;
b
= 0,114
л/моль.
3. Вычислить летучесть водорода при 500 К и Р = 250 атм, Ткр = 33,3 К, Ркр = 12,8 атм, zкр = 0,29.
4. Вычислить летучесть аммиака при 500 К и Р = 50 атм; Ткр = 405,6 К, Pкр = 112,5 атм, zкр = 0,242.
5. Вычислить летучесть изобутана при 373,2 К, давлениях 10, 25 и 80 атм, Ткр = 408 К, Ркр = 36 атм, zкр = 0,289.
6. Определить летучесть ацетона при 420 К и 80 атм; Ткр = 508,7 К, Ркр = 46,6 атм, zкр = 0,237.
7. Определить летучесть ацетона при 500 К и 90 атм; Ткр = 508,7 К, Ркр = 46,6 атм, zкр = 0,237.
8. Вычислить летучесть трифторхлорметана (фреон 13) при 323,2 К и 50 атм. Ткр = 304 К, Ркр = 39 атм, zкр = 0,277.
9. Вычислить летучесть трифторхлорметана (фреон 13) при 352,2 К и 70 атм. Ткр = 304 К, Ркр = 39 атм, zкр = 0,277.
10. Рассчитать состав равновесной смеси для реакции
С2Н4 + С4Н10↔С6Н14
|
С2Н4 |
С4Н10 |
С6Н14 |
|
20,92 |
24,48 |
43,78 |
Ркр ,атм |
50,8 |
36,0 |
30,7 |
Ткр , К |
283 |
408 |
500 |
zкр |
0,27 |
0,27 |
0,27 |
Реакцию проводят при 600 К и 100 атм. В исходной смеси содержится по молю бутана и этилена.
11. Рассчитать состав равновесной смеси для реакции
С2Н4 + С4Н10↔С6Н14
|
С2Н4 |
С4Н10 |
С6Н14 |
ккал\моль |
20,92 |
24,48 |
43,78 |
Ркр ,атм |
50,8 |
36,0 |
30,7 |
Ткр , К |
283 |
408 |
500 |
zкр |
0,27 |
0,27 |
0,27 |
Реакцию проводят при 800 К и 50 атм. В исходной смеси содержится по молю бутана и этилена.
12. Вычислить выход н-гептана, который возможен в случае деароматизации толуола при 800 К и 50 атм
С6Н5СН3 + 4Н2↔С7Н16
|
С6Н5СН3 |
Н2 |
С7Н16 |
|
−17,00 |
0 |
−21,802 |
Ркр ,атм |
41,6 |
12,8 |
27,0 |
Ткр , К |
593 |
33 |
540 |
zкр |
0,27 |
0,29 |
0,27 |
В исходной смеси мольное отношение толуола и водорода 1:4.
13. Вычислить выход н-гептана, который возможен в случае деароматизации толуола при 700 К и 100 атм
С6Н5СН3 + 4Н2↔С7Н16
|
С6Н5СН3 |
Н2 |
С7Н16 |
|
−17,00 |
0 |
−21,802 |
Ркр ,атм |
41,6 |
12,8 |
27,0 |
Ткр , К |
593 |
33 |
540 |
zкр |
0,27 |
0,29 |
0,27 |
В исходной смеси мольное отношение толуола и водорода 1:2.
14. Вычислить выход н-гептана, который возможен в случае деароматизации толуола при 900 К и 100 атм
С6Н5СН3 + 4Н2↔С7Н16
|
С6Н5СН3 |
Н2 |
С7Н16 |
|
−17,00 |
0 |
−21,802 |
Ркр ,атм |
41,6 |
12,8 |
27,0 |
Ткр , К |
593 |
33 |
540 |
zкр |
0,27 |
0,29 |
0,27 |
В исходной смеси мольное отношение толуола и водорода 1:1.
15. Рассчитать состав равновесной смеси для реакции
С2Н4 + С4Н10↔С6Н14
|
С2Н4 |
С4Н10 |
С6Н14 |
ккал/моль |
20,92 |
24,48 |
43,78 |
Ркр ,атм |
50,8 |
36,0 |
30,7 |
Ткр , К |
283 |
408 |
500 |
zкр |
0,27 |
0,27 |
0,27 |
Реакцию проводят при 900 К и 80 атм. В исходной смеси содержится по молю бутана и этилена.
16. Каков теоретический выход этана при 1000 К и 70 атм, если при этой же температуре и 1 атм он составляет 17,6 мольн. %
С2Н4 + Н2↔С2Н6
|
С2Н4 |
Н2 |
С2Н6 |
Ркр,атм |
50,7 |
12,6 |
48,8 |
Ткр , К |
282 |
33 |
305 |
zкр |
0,27 |
0,23 |
0,25 |
17. Каков теоретический выход этана при 900 К и 50 атм, если при этой же температуре и 1 атм он составляет 13,6 мольн. %
С2Н4 + Н2↔С2Н6
|
С2Н4 |
Н2 |
С2Н6 |
Ркр,атм |
50,7 |
12,6 |
48,8 |
Ткр , К |
282 |
33 |
305 |
zкр |
0,27 |
0,23 |
0,25 |
18. Каков теоретический выход этана при 700 К и 80 атм, если при этой же температуре и 1 атм он составляет 15,6 мольн. %
С2Н4 + Н2↔С2Н6
|
С2Н4 |
Н2 |
С2Н6 |
Ркр,атм |
50,7 |
12,6 |
48,8 |
Ткр , К |
282 |
33 |
305 |
zкр |
0,27 |
0,23 |
0,25 |
19. Вычислить состав равновесной смеси, образующийся в результате крекинга н-нонана при 700 К и 50 атм, если протекают следующие реакции:
1) С9Н20↔н-С5Н10+С3Н6+СН4
2) С9Н20↔н-С4Н8+С3Н8+С2Н4
3) С9Н20 ↔н-С4Н8+С3Н6+С2Н6
Константы равновесия при данной температуре: K1,f = 3,77; K2,f = 1,76; K3,f = 3,05. Для реакции взят 1 моль н-нонана.
20. Вычислить состав равновесной смеси, образующийся в результате крекинга н-нонана при 800 К и 70 атм, если протекают следующие реакции:
1) С9Н20↔н-С5Н10+С3Н6+СН4
2) С9Н20↔н-С4Н8+С3Н8+С2Н4
3) С9Н20 ↔н-С4Н8+С3Н6+С2Н6
Константы равновесия при данной температуре: K1,f = 4,78; K2,f = 2,76; K3,f = 4,05. Для реакции взят 2 моль н-нонана.