题目内容
（请给出正确答案）
CSTR中可逆反应的操作状态 在全混流反应器中进行下述可逆反应： 已知正向和逆向反应均为一级，反应速率常
CSTR中可逆反应的操作状态
在全混流反应器中进行下述可逆反应：
已知正向和逆向反应均为一级，反应速率常数为：k1=8.83×104×exp
(1)该反应是放热反应还是吸热反应？其标准反应热
(2)在340K，A的最大转化率为多少？
(3)在340K，如果停留时间为480s，那么转化率为多少？
(4)如果停留时间保持为480s，请画出在320K至370K之间转化率和温度关系的关系曲线。
(5)如果停留时间为480s，为使A的转化率达到最大值，那么入口温度应为多少？
答案
由已知的k1和k-1可求出该反应的平衡常数：
所以
1nK=ln(2.12×10-11)+8657/T
所以
由Van't Hoff关系式可知
因此得
所以
显然，该反应是放热反应。$当T=340K时，平衡常数为
又
式中xe为T=340K时的平衡转化率，解得
xe=0.708=70.8%$对于全混流反应器，应有
所以
解得
xA=0.252=25.2%$由前面的结果可知
所以
因此xA和T之间的关系如图10-3所示。
为求得xA的最大值，将xA对T求导，并令导数等于0，得
由此得到
因为 k=Aexp(-E/RT)
所以
＝kE/RT2 (C)
将(C)代入(B)式
所以
即
解得
=352.0K
将Tmax=352.0(K)代入(A)式中可得
Tmax=0.299=29.9%$对整个反应釜进行热量平衡分析可得
(-△Hr)FA0xA=[FA0(1-xA)cPA+FA0xAcPB](Tout-Tin)
所以
由上题可知Tout=352.0K，xA=0.299，故
=334.0K
，rp=k1cA，rT=k2cA，已知k10=4.368×e5h-1，E1=41.7kJ/mol，k20=3.533×e18h-1，E2=140.8kJ/mol，若空时为1h，试问在什么温度下操作P的收率最大？
