[반응공학 - 갓성구] 2024 기말고사 1번

족보 2025. 5. 17.
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Q1)

 The liquid - phase reaction (A ㅡ>B) follows an elementary rate law is carried out in a CSTR with a volume of V isothermally. The initial concentration of A is 2.4mol/dm^3. and the exit concentration of A at the reactor is 0.8mol/dm^3. if the same reaction is carried out in two CSTRs with half the volume (0.5V) in series, determine the concentration of A at th outlet of the second reactor. 

 

Q1)

 액상 반응 A→B는 elementary 반응 속도식을 따르며, 등온 조건에서 CSTR에서 수행된다. 반응기 부피는 V이고, A의 초기 농도는 2.4 mol/dm^3 이고 , 반응기 출구에서의 A 농도는 0.8 mol/dm^3 이다. 이 반응을 부피가 0.5V인 두 개의 CSTR을 직렬로 연결하여 수행한다면, 두 번째 반응기 출구에서의 A 농도는 얼마인가?

 

풀이팁)

(1) elementary  반응식이므로 속도식 

:   rA=kCA

 

​(2) CSTR 물질수지식 (Steady-state, 등온, 유입/유출 속도 일정):

 

 

(3) 단일 CSTR에서의 반응기 조건으로부터 반응속도상수 k 

C_A0 = 2.4, C_A = 0.8

체류시간 = V/v0 .

 

결론적으로 'k = 2 / r '

 

(4) 이제 답 도출 가능.

두개의 CSTR이 직렬로 연결되었고, 각 반응기의 체류 시간은 r/2 이므로.

첫번째 반응기, 두번째 반응기 대입하면 C2가 나올꺼같아요

 

 

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Q2) The elementary gas-phase reaction ( A →B + 2C) is carried out isothermally at 400K in a flow reactor with no pressure drop. The specific reaction rate constant at 50°C is 10^−4 min^−1 and the activation energy is 85 kJ/mol.Pure A enters the reac

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3. The irreversible isomerization ( A →B) was carried out in a constant-volume batch reactor and the following concentration-time data were obtained. Determine the reaction order a and the rate constant k in appropriate unit by integral method.

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4. Consider the following system of gas-phase reactions:D is the desired product, and X,Y and Z are undesired products. Determine the concentration of A when the instantaneous selectivity ( S_D/XYZ) is maximum.

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5. In and isothermal batch reactor, a liquid-phase reaction (A → B → C) is carried out with pure A of 2.4mol/dm^3. Determine the concentration of B after 2 hours of reaction.

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