Вариант 1 (Боваева)

1) Рассчитать равновесную степень превращения х_Р для газофазной реакции при давлении 1 атм:

А R + S.

В исходной смеси содержится только вещество А. Константа равновесия реакции равна

2 атм^-1.. Сколько надо добавить в исходную смесь инертного газа, чтобы х_Р увеличилась на 10 отн.%.

2) Определить состав обжигового газа и расходный коэффициент по руде, содержащей сульфид цинка, для получения 3000 м³/ч SO₂ при обжиге руды в потоке воздуха, который поступает в двукратном избытке по отношению к стехиометрии реакции. Руда содержит 22 мас.% серы. Реакция:

2ZnS + 3O₂ = 2ZnO + 2SO₂ + 943 кДж

Выход диоксида серы равен 98%. Определить количество тепла, выделенного при обжиге руды.

Вариант 2 (Брилева)

1) Рассчитать равновесную степень превращения вещества А x_Р в реакции

A + B R + S

если в исходной смеси избыток вещества В составляет 1,5 по отношению к стехиометрии реакции. Константа равновесия реакции = 1,5. Найти также мольное отношение В : А, необходимое для увеличения х_Р на 20 %.

2) Конверсия метана водяным паром до оксида углерода и водорода CН₄ + H₂O = CO + 3H₂ протекает при постоянном давлении и сопровождается поглощением 200 кДж тепла на 1 моль метана. В реактор поступает реакционная смесь в мольном отношении пар/метан, равном 2,5:1. Составить материальный баланс процесса, определить степень превращения метана и количество поглощенного тепла при переработке 8 м³/с исходной смеси, если содержание оксида углерода на выходе из реактора 12 об.%.

Вариант 3 (Булгаков)

1) Рассчитать равновесную степень превращения x_Р для газофазной реакции А + В R, в которой исходные вещества взяты в стехиометрическом соотношении по 0,5 кмоль/м³. Константа равновесия реакции равна 3 м³/кмоль. Найти также мольное отношение А: В, необходимое для увеличения x_Р по веществу А на 10 отн.%. Учесть изменение объема.

2) Определить состав обжигового газа и расходный коэффициент по руде, содержащей сульфид цинка, для получения 2000 м³/ч SO₂ при обжиге руды в потоке воздуха, который поступает в 1,8-кратном избытке по отношению к стехиометрии реакции. Руда содержит 32 мас.% серы. Реакция:

2ZnS + 3O₂ = 2ZnO + 2SO₂ + 934 кДж

Степень выгорания серы равна 97%. Определить количество тепла, выделенного при обжиге руды

Вариант4 (Волкова)

1) Обратимая газофазная реакция А R + В проводится при постоянном давлении 3 атм и температуре 650 К. Исходная смесь содержит только А. Равновесная степень превращения равна 0,7. Можно ли, и как увеличить степень превращения до 0,95, не меняя давления и температуры? Дать конкретный численный ответ.

2) Конверсия метана водяным паром при постоянном давлении до оксида углерода и водорода

CН₄ + H₂O = CO + 3H₂ сопровождается поглощением 240 кДж тепла на стехиометрию реакции. В реактор поступает реакционная смесь в мольном соотношении пар/метан, равном 3,5 : 1. Определить степени превращения метана и водяного пара, общее количество поглощенного тепла при переработке 7 м³/с исходной смеси, если содержание оксида углерода на выходе из реактора 9 об.%.

Вариант 5 (Зальцман)

1) В реакторе протекает сложная реакция:

А + В = R; 2А = S; 2S + В = 2D; R + А = Т

Определить производительность по веществам R и S при следующих условиях: с_А,0 = 2,

с_В,0 = 1,7, с_R,0 = с_S,0 = с_T,0 = с_D,0 = 0, на выходе из реактора с_А = 0,1, с_В= 0,5, с_Т= 0,15, с_D= 0,1 кмоль/м³; объёмный расход реакционной смеси 0,01 м³/с.

2) Для газофазной реакции А + В R, протекающей при давлении 2 атм, и в которой концентрации исходных веществ равны по 0,4 м.д., остальное – инерт, рассчитать равновесную степень превращения х_Р по веществу А. Константа равновесия реакции равна 3 атм^-1. Найти также отношение концентраций А : В, необходимое для увеличения х_Р по веществу А на 10 отн.%.

Вариант 6 (Каламкарян)

1) Рассчитать равновесные степени превращения веществ А и В в реакции

A + B R + S

если в исходной смеси избыток вещества В равен 3 по отношению к стехиометрии реакции. Константа равновесия реакции = 0,3. Найти также мольное отношение В : А для увеличения равновесной степени превращения вещества А на 10 отн.%.

2) Составить материальный баланс и определить расходный коэффициент по руде, содержащей FeS₂ для получения 3000 м³/ч SO₂ при обжиге руды в потоке воздуха, который поступает в двукратном избытке по отношению к стехиометрии реакции. Руда содержит 32 мас.% серы. Реакция:

4FeS₂ + 11O₂ = 4Fe₂O₃ + 8SO₂ + 943 кДж

Выход диоксида серы равен 96%. Определить количество тепла, выделенного при обжиге руды.

Вариант 7 (Калякин)

1) Составить материальный баланс процесса газификации 1000 кг/ч кокса, идущего по реакциям:

C + H₂O = CO + H₂ и CO + H₂O = CO₂ + H₂

Содержание в коксе зольных примесей 3 мас.%; исходное массовое соотношение пар : кокс = 1,5; общая степень превращения углерода в коксе 0,98; выход оксида углерода 0,90.

2) Дегидрирование этилбензола протекает по реакции

С₆Н₅С₂Н₅ С₆Н₅С₂Н₃ + Н₂

при температуре 850 К и общем давлении 1 атм. С целью сдвига равновесия реакции вправо используют введение в исходную смесь инертного компонента (водяного пара). Найти отношение пар : этилбензол в исходной смеси, чтобы равновесная степень превращения увеличилась на 20 % по сравнению с равновесной о степенью превращения для стехиометрической смеси. Константа равновесия реакции K_P = 0,5 атм^1.

Вариант 8 (Капитонова)

1) Обратимая реакция А + В 2R протекает при 298 K, энтальпия DH^о₂₉₈ = -38 кДж/моль и изменение энтропии DS^о₂₉₈ = -60 кДж/(кмоль×K). Определить, как изменится величина равновесной степени превращения по компоненту В, если соотношение начальных концентраций реагентов

с_Ао : с_Во уменьшить от 0,5 до 0,2.

2) Оксид этилена получают путем окисления этилена по реакционной схеме:

С₂Н₄ + 1/2О₂ ® С₂Н₄О + 117 кДж и С₂Н₄ +3О₂ ® 2СО₂+ 2Н₂О + 1217 кДж. Составить материальный баланс переработки исходной смеси (8 об.% этилена, 8 об.% кислорода, остальное – азот) для получения 400 м³/ч оксида этилена, если селективность по нему составляет 0,6, а степень превращения этилена равна 0,90. Определить общее количество выделившегося при этом тепла.