根据题目所给的速率方程rA=2CA,可以得到反应物A的消失速率为rA=-dCA/dt=2CA。

(1) 当反应物A的转化率达到80%时,即CA/C0=0.2(C0为初始浓度),考虑到反应物A的消失速率为-rA=2CA,可以得到以下微分方程:

-dCA/CA=2dt

对上式两边同时积分,得到:

ln(CA)=2t+C

其中C为积分常数。

由于辅助时间t0=1h,可以利用该信息来解出积分常数C。当t=t0时,CA/C0=0.2,代入上式中得到:

ln(0.2)=2+C

解得C=ln(0.2)-2。

将C代入上式中,得到:

ln(CA)=2t+ln(0.2)-2

令CA/C0=0.2时的时间为t1,即CA/C0=0.2时,有:

ln(0.2)=2t1+ln(0.2)-2

解得t1=1 h。

因此,当反应物A的转化率达到80%时,反应所需的时长为1小时。

(2) 当间歇釜改成单个连续釜时,在反应物A的转化率和单位时间处理量不变的情况下,连续釜的反应体积是间歇釜的多少倍?

在连续釜中,反应物A的转化率和单位时间处理量不变,即rA=2CA=q/V,其中q为单位时间处理量,V为连续釜的反应体积。

根据题目所给的辅助时间t0=1h,可以将间歇釜的反应体积表示为V0=q*t0。

在连续釜中,反应所需的时长t2与反应物A的转化率成反比关系,即t2=V/q。

由题目给定的CA/C0=0.2可得到:

rA=q/V=2CA=2(0.2C0)

将间歇釜的反应体积表示为V0=q*t0,代入上式中得到:

2(0.2C0)=q/(V0/t0)

化简得到:

V0=10*q/C0

因此,连续釜的反应体积V是间歇釜的10倍。

液相反应A→P在间歇釜和连续釜中的反应时间及体积比较

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