一 : 《化学反应工程》(朱炳辰-第五版)第五章部分课后习题答案

5.1下面是两个反应的T-X图，图中AB是平衡曲线，NP是最佳温度曲线，AM是等温线，HB是等转化率线。［www.61k.com］

根据下面两图回答：

（1）是可逆反应还是不可逆反应？（2）是放热反应还是吸热反应？

（3）在等温线上，A,D,O,E,M点中哪一点速率最大，哪一点速率最小？

（4）在等转化率线上，H,C,R,O,F及B点中，哪一点速率最大，哪一点速率最小？（5）在C,R两点中，谁的速率大？

（6）根据图中所给的十点中，判断哪一点速率最大？

解：图2.1图2.2（1）可逆反应可逆反应（2）放热反应吸热反应(3)M点速率最大，A点速率最小M点速率最大，A点速率最小(4)O点速率最大，B点速率最小H点速率最大，B点速率最小(5)R点速率大于C点速率C点速率大于R点速率(6)M点速率最大根据等速线的走向来判断H,M点的速率大小。

5-7为了测定形状不规则的合成氨用铁催化剂的形状系数,将其填充在内径为98mm的容器中,填充高度为1m,然后边续地以流量为1m3/h的空气通过床层,相应测得床层的压力降为101.3Pa,实验操作温度为298K,试计算该催化剂颗粒的形状系数.已知催化剂颗粒的等体积相当直径为4mm,堆密度为1.45g/cm3,颗粒密度为2.6g/cm3.解:

?p=101.3Pa=101.3kg/m?s2,Lr=1m,ρ=1.185kg/m

3

μ=1.87×10

?5

Pa?s=1.87×10?5kg/m?s,dv

=4×10

?3

m

u=1

03600×0.785(0.098)2

=0.03685m/s

ε=1?ρρ=1?1.45

p2.60=0.4423

由(7.1)式?p=f

L2ru0ρ(1?ε)

d3

pε根据(6.4)式可推导出ψa=dp/dv,式中dp为等比外表面积相当直径,dv为等体积相当直径.

2 ∴ ?p=f

L

r

u0ρ(1?ε)ψ3

即

f

?pdvε3

(1)

advε

ψ=2

aLru0

ρ1?ε 由(7.2)式 f=

150Re+1.75=150×μ(1?ε)

ψd+1.75 (2)avu0ρ

将有关数值代入(1)和(2)式得:

f

ψ=101.3(4×10?3)(0.4423)3/1×1.185(0.03685)2(1?0.4423)=39.07a

f=150×

1.83×10?3(1?0.4423)ψ

(4×10)×0.03685×1.185+1.75=8.778

ψ+1.75 a

a

(3),(4)式联立:8.778/ψa

+1.75=39.07ψ

a

,将此式变为:

39.07ψ

2a

?1.75ψ

a

?8.778=0

解此方程得:ψa

=0.4969

5-8由直径为3mm的多孔球形催化剂组成的等温固定床,在其中进行一级不可逆反应,基于催化剂颗粒体积

计算的反应速率常数为0.8s-1,有效扩散系数为0.013cm2

/s,当床层高度为2m时,可达到所要求的转化率.为了减小床层的压力降,改用直径为6mm的球形催化剂,其余条件均不变,,流体在床层中流动均为层流,试计

(3) (4)

化学反应工程答案 《化学反应工程》(朱炳辰-第五版)第五章部分课后习题答案

算:(1)催化剂床层高度;

(2)床层压力降减小的百分率.

解(1)求dp为6mm的床层高度L2,已知数据:dp1=3mm=0.3cm,dp2=0.6cm,L1=2m,

kp=0.8s-1,De=0.013cm2

/s

xAf1FA0∫dxA0L1Vr1η1RAη2===xAfL2Vr2η1FA0∫dxA0η2RA

?求得η1=1=1=×30.92=0.3922=0.7845?1=×23求得η2=0.756=

∴L2=

(2)求床层压力降减小的百分率:2L1ρu0(1?ε

dp1ε0.92η1L1=×2=2.43mη20.756=f22L2ρu0(1?εdp2ε?p1=f1), ?p)

2

假定床层的空隙率不变,则有:

f1L1dp2?p1= (1)f2L2dp1?p2

层流流动时:

f=

∴1501?ε=150×μRedpu0ρp2f=df2/dp1 (2)

(1),(2)式联立:

L1dp2dp2L?dp2?p1==1??p2L2dp1dp1L2??dp12?2?0.6/2?=??0.3/2?=3.225?32.4???2

床层压力降减少的百分率为:

?p1??p23.225?1==0.6899=68.99%3.225?p1

5-9拟设计一多段间接换热式二氧化硫催化氧化反应器,每小时处理原料气35000m3(标准状况下),组成为SO2:7.5%;O2:10.5%;N2:82%.采用直径5mm高10mm的圆柱形催化剂共80m3,取平均操作压力为0.1216Mpa,平均操作温度为733K,混合气体的粘度等于3.4×10-5Pa.s,密度按空气计算.

解:由(7.1)式2ρ(1?εLru0?p=fdpε3)

根据题给条件有:

35000×

u0=7330.1013×=21.75A3600A?1m/s，上式中A—床层截面积,m2.

L=80/A=80A?1m

6Vp6×0.785(0.005)2×0.01dp===6.005×10?1m22×0.785(0.005)+4.14×0.005×0.01ap

dv?6V=??πp???1/3?6×0.785(0.005)2×0.01?=??3.142??1/3=7.215×10?3m

化学反应工程答案 《化学反应工程》(朱炳辰-第五版)第五章部分课后习题答案

在题(7.1)中已推导出

ψ

a

=d

p

/dv

,因此有:

ψ

a

6.005×10?3==0.83237.215×10?3

查”无机化工反应工程”P108图4-1得ε=0.45,混合气的物性数据按空气计算误差不大,733K下,ρ=0.4832kg/m3,μ=0.034厘泊=3.4×10-5Pa.s,因此有:

150μ(1?ε)150×3.4×10?5(1?0.45)f=+1.75=150×+1.75=+1.75

Redpu0ρ6.005×10?3(21.75A?1)×0.4832 =0.04444A+1.75

∴?p=(0.04444A+1.75) ×A

?3

80A

?1

×0.4832(21.75A?1)2(1?0.45)

=1.838

6.005×10×0.45(0.04444A+1.75) Pa

要求△P<4052Pa则有4052>1.838×107A-3(0.0444A+1.75)试差求解床径:

床层直径D

(m)5.35.45.455.50

床层截面积A

(m2)22.0522.8923.3223.75

等式右边的值

(Pa)4678423940393849

所以床层直径应大于或等于5.45m,直径为5.45m所对应床层高度为:

L=

80

=3.431m

23.32

5-10多段冷激式氨合成塔的进塔原料气组如下:组分NH3N2H2ArCH4%2.0921.8266.002.457.63(1)计算氨分解基(或称无氨基)进塔原料气组成:

(2)若进第一段的原料气温度为407℃,求第一段的绝热操作线方程,方程中的组成分别用氨的转化率及氨含量来表示.反应气体的平均热容按33.08J/molK计算.反应热△Hr=-5358J/molNH3

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(3)计算出口氨含量为10%时的床层出口温度,按考虑反应过程总摩尔数变化与忽略反应过程总摩尔数变化两种情况分别计算,并比较计算结果.解:(1)计算氨分解基气体组成:

100mol原料气中含NH32.09mol,相当于2.09/2molN2及(1.5×2.09)molH2,因此，无氨基气体组成如下：

NH3

Mol0

Mol%0

Mol22.865

N2

Mol%69.14

Mol67.72

H2

Mol%7.63

Mol7.63

CH4

Mol%7.474

Mol2.45

ArMol%2.4

Mol102.1

∑Mol%100

(2)绝热操作线方程：

(A)考虑反应过程中气体总摩尔数的变化.

1N

以y代表氨基气体mol%,Ft表示混合气体总摩尔流量,由2

2

+

3H2

2

?NH

3

可以看出,每生成1

摩尔NH3,混合气体总摩尔数减少1,所以生成氨的摩尔数=FtyA?Ft0yA0,(下标A代表NH3,0代表进口处,yA0和yA均指有氨基的mol%)因此有:

Ft0?(FtyA?Ft0yA0)=Ft

化简得:F

t

=

1+yA0

F

1+yA

t0

(1)

(a)以N2的转化率表示组成时的绝热操作线方程:

r

FN2,0?xN2(??H)T

=FTP

?T

上式中(-△Hr)以反应每kmol的N2计.

化学反应工程答案 《化学反应工程》(朱炳辰-第五版)第五章部分课后习题答案

∴F

N

2

,0

?x

N

2

N

2

(??Hr)T0(??Hr)p

=

1+yA0

Ft01+yA

N

2

p

?T

?T=

F

,0

Ft0

yN

1+y?x

1+yA0

以进口处N2的转化率为0作基准计算,则有:

T=T0+??H

r

1+y???x

p1y+A0??

=(2×53581)kJ/kmolN2

2

,0

(??Hr)?

N

2

代入有关数据:

T=680+

0.2182×53581×21+yx

33.081+0.0209

N

2

化简得:

又,生成的NH3mol数为:

T=680+692.4(1+yA)xN2

(2)

yAFt?yA0Ft0=yAFt0

1+yA0

?yA0Ft0

1+yA

?1+y1?

yFyF??A0t0?2?At01+yA0

?反应消耗N2的mol数为:

∴N2的转化率:

xN2

??1+y1

Ft0?yA?yA0?21+yA=

0.2182Ft0

代入数据:

xN2

?1?1+0.0209

y0.0209??A

2?1+yA=

0.2182xN2+0.047882.291?xN2

(3)

yA=

化简得:

?x+0.04788

T=680+692.4xN2?1+N2

?2.291?xN2?(3)代入(2)式得:

化简后得到以

?

???

xN2

表示组成的绝热方程为:

T=680+

1620xN22.291?xN2

(b)以NH3含量表示组成的绝热操作线方程:

(FtyA

?Ft0yA0

)(??Hr)=

Ftp?T

式中(-△Hr)以每生成1kmolNH3计,

?1+yA0

yA??Ft

1+y?A

(??Hr)∴?T=

p??H

r

?

Ft0yA0?(??H

?

r

)=

Ftp

?T

?1+yA?1+yA0

yA?yA0?=?

1+yA0?1+yA?

=53581 kJ/kmolNH3

(??Hr)?

p

?yA??

yA0(1+yA

1+yA0

)?

??

53581?0.0209(1+yA)?

yA???33.08?1+0.0209?

化简得到以yA表示组成的绝热操作线方程如下:

T=680+1620[yA?0.02047(1+yA)]

代入数据:T=680+

(B)忽略反应过程中气体总摩尔数的变化(a)以N2转化率表示组成时的绝热操作线方程:

化学反应工程答案 《化学反应工程》(朱炳辰-第五版)第五章部分课后习题答案

FN2,0(??Hr)?xN2=Ftp?T

式中-△Hr以每反应1kmolN2计.

FN2,0(??H

∴?T=

Ftp即T=T0+

r

)

?x

N

2

=

F

N

2

,0

(??Hr)

p

Ft0?x

N

2

y

N2,0

(??Hr)

p

?x

N

2

=680+

0.2182×2×53581

x

33.08

N

2

化简之T=680+707.1x

N

2

(b)以NH3含量表示组成的绝热操作线方程:

Ft(yA?yA0)(??Hr)=Ftp?T

式中-△Hr以每反应1kmolN2计:

?T=

??Hp

r

(yA

?yA0

)

(yA

?0.0209)

??Hr=53581 kJ/mol NH3

53581

(yA?yA0) T=680+1620

33.08

(3)计算出口氨含量为10%的床层出口温度,考虑反应总摩尔数变化时:

T=680+

T=680+1620[yA?0.02047(1+yA)]=680+1620[0.1?0.02047(1+0.1)] =805.5K

忽略反应总摩尔变化时:

T=680+1620(yA?0.0209)=680+1620(0.1?0.0209)=808.1K

808.1-805.5=2.6K,温度相差并不大,这是由于合成氨反应体系总转化率不高的缘故,若转化率高则两种方法计算出来的床层出口温度将会有较大的差别.5-11乙炔水合生产丙酮的反应式为:

2C2H2+3H2O→CH3COCH3+CO2+2H2

在ZnO-Fe2O3催化剂上乙炔水合反应的速率方程为:

rA=7.06×107exp(?7413/T)CA kmol/m3床层?h

式中CA为乙炔的浓度,拟在绝热固定床反应器中处理含量为3%C2H2(mol)的气体1000m3(STP)/h,要求乙炔转化68%,若入口气体温度为380℃,假定扩散影响可忽略,试计算所需催化剂量.反应热效应为-178kJ/mol,气体的平均恒压热容按36.4J/molK计算.

解:原料气中乙炔浓度很低,可忽略反应过程总摩尔数的变化.

CA=

FA0(1?xA)(1?x)273

=FA0

QQ0273+t式中Q0为以标准状态计的体积流量,Q为温度t时垢体积流量.

rA=7.06×107exp(?7413/T)CVr=FA0∫ =Q0∫

00.680

A

=7.06×107exp(?7413/T)FA0

273(1?xA)

Q0(273+t)

xAfQ0(273+t)dxA1

dxA=FA0∫0rAFA01?xA273×7.06×107exp(?7413/T)

0.64

+t)dxA

7.06×1071?xA273exp(?7413/T)

p

(273

已知:??H=178kJ/mol=1.78×105J/mol =36.4J/mol?K

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yA(??Hr)0.03×1.78×105

λ===146.5K

p36.4

绝热操作线方程为:

化学反应工程答案 《化学反应工程》(朱炳辰-第五版)第五章部分课后习题答案

t=t0+λ(xA?xA0)=380+146.5xA

令:f(xA)=273+t

7.06×1071?xA273exp(?7413/T)

算出一系列f(XA)-XA的值如下表:

XA00.10.20.330.40.50.60.7t℃380395409424438452468482F(XA)×1032.862.522.282.092.022.012.12.39图解积分得:

∫0.68?3

0f(xA)dxA=1.5×10 所以 Vr=1000×1.5×10?3=1.5m3

5-12题7.7所述乙炔水合反应,在绝热条件下进行,并利用反应后的气体预热原料,其流程如图7A所示.所用预热器换热面积50m2,乙炔浓度为3%的原料气以1000m3(STP)/h的流量首先进入预热器预热,使其温度从100℃升到某一定值后进入体积为1m3的催化剂床层中绝热反应,反应速率方程见题7.7,预热器总传质系数为17.5w/m2K,反应气体热容按36.4J/molK计算,试求:

(1)绝热温升(可不考虑反应过程中反应气体总摩尔数的变化).

(2)计算反应器出口可能达到的乙炔转化率(列出方程式,并用文字说明求解过程).

解:(1)绝热温升.按题意,在计算绝热温升时可忽略反应过程总摩尔数的变化.

yA0=0.03,??Hr=1.78×105J/mol,p=36.4J/mol?K

λ=yA0(??Hr)

=0.03×1.78×105

=146.5K

p36.4

(2)列方程求解转化率:

(A)由绝热床热量衡算得:Tf=T0+146.5XAf(1)

(B)由预热器热量衡算得:T0-373=Tf-T2(2)

(A)(C)预热器中,传热的对数平均温度差为:

?T(T2?373)?(Tf?T0)

m=

ln2?Tf?T0

传热速率方程:

Ftp(Tf?T2)=UA?Tm

而 Ft=PQ/RT,P=1.013×105Pa,T=273K,Q=1000m3/h,

R=8.314×103Pa?m3/kmol?KF1.013×105×1000

t=8.314×103×273=44.63kmol/h=1.24×10?2kmol/s

又U=17.5w/m2?K=17.5J/s?m2?K Α=50m2

T?T17.5×50?Tm(T2?T0)?(Tf?373)f2=1.241×10?2×36.4×103=1.938?Tm=1.938

ln20

Tf?373

(D)绝热床反应体积:

VxAf1

r=FA0∫0kCdxA

A

δ2+1+1?2?3

A==?0.5 yCA0(1?xA)T0

2A0=0.03 CA=1+yA0δAxAT

式中CA0为床层进口处浓度,而CA0=PA0/RT0=0.03×1.013×105/(8.314×103T0)

=0.36655/T0kmol/m3(3)

化学反应工程答案 《化学反应工程》(朱炳辰-第五版)第五章部分课后习题答案

CA=(1?xA)T0kmol/m30.3655

T01?0.015xAT

xAf

0FA0=0.03×44.67=1.34 kmol/h 故有:Vr=1.34∫7.06×107exp(?7413/T)1?0.015xATT0dxA=1 (4)

联立解方程(1)-(4)便可解出T0,Tf,T2,XAf

5-13某合氨厂采用二段间接换热式绝热反应器在常压下进行如下反应:

CO+H2O→CO2+H2

热效应△Hr=-41030J/mol,进入预热器的半水煤气与水蒸汽之摩尔比1:1.4,而半水煤气组成(干基)为:

组成COH2CO2N2CH4其他∑

mol%30.437.89.4621.30.790.25100

图7b为流程示意图,图上给定了部分操作条件,假定各股气体的热容均可按33.51J/molK计算,试求Ⅱ段绝热床层的进出口温度和一氧化碳转化率,设系统对环境的热损失为零.

解:(1)预热器热量衡算:

′=FCpTFCpt0+FCpt2

(2)第一段绝热床热量衡算:f+FCp×300′=250+300 t2′=445 ?C105+t2

′?t1=λ?xA=λ(x1?x0)t1

λ=yA0(??Hr)0.304×141030==155.2p1+1.433.49

′?t1=155.2×0.8=124.1 ?Cx1?x0=0.8 t1

(3)由Ⅰ,Ⅱ段绝热床的中间换热器热量衡算得:

′=Fpt1+Fpt2FCp300+Fpt1

′?t1=t2?300t1

′?t1=124.1 ?C,所以,t2?300=124.1,故有:上面已算出t1

t2=124.1+300=424.1 ?C

(4)列第二段绝热床热量衡算:

′=t2+λ(x2?x1) t′t22?t2=λ(x2?x1)

′,x1的值代入上式:445?424.1=155.2(x2?0.8)把t2,t2

解得:x2=0.9347

5-14在氧化铝催化剂上进行乙腈的合成反应:

C2H2+NH3→CH3CN+H2 ?Hr=?92.2kJ/mol

设原料气的摩尔比为C2H2:NH3:H2=1:2.2:1,采用三段绝热式反应器,段间间接冷却,使每段出口温度均为550℃,而每段入口温度亦相同,已知反应速率式可近似地表示为:

rA=k(1?xA) kmolC2H2/kg?h k=3.08×104exp(?7960/T)式中A为乙炔的转化率,液体的平均热容为

且日产乙腈20吨,问需催化剂量多少?

解:以A表示乙炔,xp=128J/mol?K,如要求乙炔转化率达到92%,并

FA020×1020×103===22.09kmol/h24×M乙腈×0.9224×41×0.92

在热衡算中忽略反应过程总摩尔数的变化,并把各段的p视为相等,对每一段均有:

化学反应工程答案 《化学反应工程》(朱炳辰-第五版)第五章部分课后习题答案

Ftp?T=(??Hr)FA0?xA则有:?T=

(??Hr)FA0

Ftp

?xA=

(??Hr)FA0

p

Ft0

?xA=

(??Hr)yA0

p

?xA

??Hr=92.2kJ/mol=9.22×104J/mol19.22×104

?T=?xA=171.5?xA

1+2.2+1128

依题意,各段进出口温度相等即各段△T相等,所以各段转化率差△XA亦相等,因此有:

△XA=1/3×0.92=0.3067

各段△T为:△T=171.5△XA=171.5×0.3067=52.59K因而各段进口温度=823-52.59=770.4K

各段进出口温度和转化率如下表所列:

进口

段数

T(K)

一二三

第一段T=770.4+171.5△XA

w

1

0.30670

出口

XA00.30670.6134

T(K)823823823

1k1?x

XA0.30670.61340.92

770.4770.4770.4

1

dxrA

k=3.08×104exp(-7960/T)

A

=F

A0

∫

=22.09

∫

0.30670

A

dx

A

XATk1/k(1-XA)图解积分求得:

0.30670

0770.41.0030.997dxAk(1?x

0.057791.1240.9365

0.10787.61.2570.8839

0.157961.400.84

0.20804.71.5580.8032

0.25813.31.7290.7711

0.30821.91.9150.7459

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0.30678231.9410.7431

∫

A

)

=0.2576

因此,w1=22.09×0.2576=5.690Kg第二段,T=770.4+171.5(XA-0.3067)

XATk1/k(1-XA)

0.3067770.41.0031.438

0.35777.81.1071.389

0.40786.81.2381.247

0.45794.91.3781.318

0.50803.61.5371.310

0.55812.11.70510.303

0.60820.71.8591.323

0.6138231.9411.333

∫

0.61340.3067

1

dxA=0.4212

k(1?xA)

故有:w2=22.09×0.4212=9.304Kg第三段,T=770.4+171.5(XA-0.6134)

XATk1/k(1-XA)

0.6034770.41.0032.579

0.65776.71.0912.619

0.70785.21.2192.735

0.75793.81.3602.941

0.80802.41.5143.303

0.85810.91.6803.968

0.90819.51.8655.362

0.928231.9416.440

∫

0.920.6134

1

dxA=1.04

k(1?xA)

w3=22.09×1.04=22.96Kg，催化剂总重量=5.69+9.304+22.96=37.95Kg

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二 : 基因工程课后习题答案

2．质粒DNA和病毒（噬菌体）DNA作为载体的主要特征是什么

为外源基因提供进入受体细胞的转移能力；为外源基因提供在受体细胞中的复制能力或整合能力；为外源基因提供在受体细胞中的扩增和表达能力；具有多种单一的核酸内切酶识别切割位点，具有合适的选择标记

3．如何理解质粒的不相容性及其在DNA重组克隆过程中的运用意义

质粒的不相容性：具有相同或相似复制子结构及调控模式的两种不同的质粒不能稳定存在于同一受体细胞内.

4．列举表达质粒、穿梭质粒、探针质粒和cos质粒的不同用途

表达质粒:在多克隆位点的上下游分别装有两套转录效率较高的启动子、合适的核糖体结合位点序列（SD）序列以及强有力的终止子结构，使得克隆在合适位点上的任何外源基因均能在受体细胞中高效表达。[www.61k.com］ 穿梭质粒：质粒分子上含有两个亲缘关系不同的复制子以及相应的选择性标记，能在两种不同的受体细胞中复制并检测。

探针质粒：用来筛选克隆基因的表达调控元件。通常含有报告基因，但缺少相应的调控序列（如启动子或终止子），只有含有启动子或终止子的调控序列被克隆进入载体后，报告基因才能别表达，表达量的大小直接反应了克隆进入的调控元件的强弱。

cos质粒：人工构建的含有λDNA的cos位点序列和质粒复制子的特殊类型的质粒载体。具有大的装载量，可以用于构建基因组文库。

5． II类限制性核酸内切酶的主要酶学特征是什么

分子量较小的单体蛋白，双链识别和切割活性仅需Mg，识别位点为4-6个bp的回文序列，切割位点在识别序列中或靠近识别序列

7． KLenow酶与大肠杆菌DNA聚合酶I在结构和功能上的主要区别

DNA聚合酶I包括大片段(klenow片段)和小片段

功能上：DNA聚合酶I比klenow酶多了5’→3’核酸外切酶活性，两者都具有5’→3’DNA聚合酶活性和3’→5’核酸外切酶活性。

8．影响限制性核酸内切酶活性的主要因素有哪些？

温度、盐度等物理因素，DNA样品纯度，DNA甲基化程度，限制性核酸内切酶的缓冲液性质，甘油和微量的金属离子会抑制限制性内切酶的活性

9.如何理解粘性末端比平头末端更容易连接

在退火条件下，粘性末端的连接为分子内反应，平头末端是分子间反应，平头末端的连接反应更加复杂，速度也慢。因为一个平头末端的5’磷酸基团或3’羟基与另一个平头末端的3’羟基或5’磷酸基团同时相遇的机会显著减少，通常平头末端的连接速度比粘性末端慢10-100倍。

11．为什么外源DNA难以转化野生型的微生物受体细胞

野生型细菌有针对外源DNA的限制和修饰系统，外源DNA会被识别，从而被降解，要选择限制系统缺陷型的受体细胞（限制缺陷型）；外源基因克隆、扩增以及表达是建立在DNA重组分子自主复制的基础上的，受体细胞必须选择体内同源重组缺陷型的受体细胞（重组缺陷型）；用于基因工程的受体细胞必须对重组DNA分子具有较高的可转化性，利用遗传诱变技术改变受体细胞壁的通透性，从而提高其转化率（转化亲和型）

13．简述转化子筛选与重组子鉴定的三大基本战略

载体遗传标记检测：抗药性检测，营养缺陷型检测；显色筛选 2+

基因工程试题 基因工程课后习题答案

克隆DNA序列检测：限制性酶切图谱法，菌落原位杂交法，PCR扩增法

14．探针、引物、接头的物质基础和用途分别是

探针:小段单链DNA或RNA,序列可以是已知的或未知的，带有标记（放射性/非放射性），用于检测与其互补的核酸序列；

引物：小段单链DNA或RNA，序列是已知的，长度为16-30bp，作为DNA复制的起点

接头：平头双链DNA，更换粘性末端

15．简述分离克隆目的基因四大战略及其适用范围

鸟枪法：将某种生物体的全基因组或单一染色体切成大小适宜的DNA片段，分别连接到载体DNA上，转化受体细胞，形成一套重组克隆，从中筛选出含有目的基因的期望重组子。(www.61k.com)为保证覆盖整个基因组，需要测远远超过基因组大小的序列；适合较小的基因组；测序后需要填补一些空白；适合没有重复序列的基因组，如果有大量的重复序列，不能保证正确的组装。

cDNA法：获得mRNA，除去内含子

PCR法，知道基因的两侧序列或中间序列

化学合成法，知道全基因序列，小片段连接法，补丁延长法，大片段酶促法

16．简述基因文库的基本概念以及构建技术要点。

基因文库：基因组文库和cDNA文库

基因组文库：把某种生物基因组的全部遗传信息通过克隆载体贮存在一个受体菌克隆子群体中，这个群体即为这种生物的基因组文库。

cDNA文库：由某个生物体的某个器官或组织mRNA反转录形成的总cDNA，构建形成的基因文库 一个生物体的基因组DNA用限制性内切酶部分酶切后，将酶切片段插入到载体DNA分子中，所有这些插入了基因组DNA片段的载体分子的集合体，将包含这个生物体的整个基因组，也就是构成了这个生物体的基因文库。

构建技术：载体：λ-DNA和考斯质粒，装载量大（待克隆DNA随机片段的大小应与所选用的载体装载量匹配）

用机械断裂（超声波冲击）或限制性内切酶部分酶解整个基因组DNA，得到大量的DNA片段，将这些片段与载体连接，再转化到细菌中去，让宿主菌长成克隆。这样，一个克隆内的每个细胞的载体上都包含有特定的基因组DNA片段，整个克隆群体就包含基因组的全部基因片段总和称为基因组文库。

cDNA构建技术：

载体：普通质粒（表达型），受体细胞：大肠杆菌（繁殖迅速，易于保存，克隆操作简便，转化效率高） 提取细胞内总RNA，用Oligo(dT)探针分离其中的mRNA，经反转录形成cDNA，将单链cDNA变成双链，用合适的限制性内切酶进行酶切，与载体相连，转化宿主菌，挑选阳性克隆，形成文库

第三章

基因工程试题 基因工程课后习题答案

1、简述外源基因在大肠杆菌中高效表达的基本原理。［www.61k.com）

强化蛋白质生物合成，抑制蛋白产物降解，维持或恢复蛋白质特异性空间构象

启动子：选用强启动子，-10区和-35区两个六聚体盒的碱基组成以及彼此的间隔长度（17bp），可控性启动子（Lac启动子）

终止子：强终止子，rrnT1T2，否则会形成长短不一的mRNA混合物

SD序列：5’-UAAGGAGG-3',考虑SD序列与翻译起始密码子之间的碱基组成

密码子：更换外源基因中不适宜的相应密码子；将与外源基因密码子相关的tRNA编码基因同步克隆。 将外源基因至于这个可控的基因框架内

5、简述外源基因在大肠杆菌中几种主要的表达方式及其优缺点。

包含体型异源蛋白的表达：

优点：1.简化外源基因表达产物的分离操作-离心,2.能在一定程度上保持表达产物的结构稳定----蛋白酶不再构成威胁 缺点：包含体中的蛋白质中的氨基酸序列不具备正确的折叠结构，无活性 分泌型异源蛋白的表达：

a)

b)

c) 通过蛋白质N端信号肽将蛋白质通过运输或分泌的方式定位在细胞周质（内膜与外膜之间的空隙）或直接分泌到培养基中的，称为分泌蛋白 一些蛋白分泌到胞外，会增加其稳定性 将大肠杆菌分泌型蛋白的信号肽与外源基因相连，转化分泌型受体细胞，则可获得分泌在培养

基中的重组异源蛋白。

缺点：表达率要比包含体方式低很多，且大肠杆菌对真核生物的蛋白质分泌机制不健全，难以表达。 融合型异源蛋白表达：

a)

b) 外源基因+受体菌自身蛋白基因→融合基因→表达融合蛋白（內源基因N端，外源基因C端） 优点：1）增加了稳定性 2）便于体外纯化 3）表达效率高

缺点：目的蛋白需要回收（需要裂解和进一步分离才能获得目的蛋白，还需要回收，成本较高）

10、简述大肠杆菌工程菌遗传不稳定性的主要表现形式及解决途径

a) 不稳定主要两种形式

i.

ii.

b)

i.

ii.

iii. 重组DNA分子发生缺失、重排或修饰 重组分子从受体细胞中逃逸 细菌的限制和修饰系统 高效表达的重组蛋白，抑制细菌正常生长，诱导细菌产生应激反应。 不均匀分配 不稳定的机制：

基因工程试题 基因工程课后习题答案

iv.

c)

第四章 转座元件导致重组分子重排 3、控制外源基因表达量 4、优化培养条件 对策 1、改进宿主系统 2、施加选择压力

1、与大肠杆菌相比酵母作为基因工程受体的主要优势是什么？

基因表达调控机制比较清楚，且遗传操作相对较为简单；具有真核生物蛋白翻译后修饰加工系统；不含特异性病毒，不产生毒素，安全；能将外源基因表达产物分泌至培养基；

酵母是最简单的真核生物，利用酵母表达动植物基因，能在相当大程度上阐明高等真核生物乃至人类基因表达调控的基本原理以及基因编码产物结构与功能之间的关系。[www.61k.com）

4、酵母人造染色体作为载体的主要用途是什么？

克隆扩增大片段的外源DNA；克隆的DNA片段可通过整合型YAC直接定点整合在酵母基因组中，进而研究克隆基因的生物功能。

6、简述几种主要的酵母启动子可控性表达系统。

温度控制表达系统：酿酒酵母的PHO5基因通常在培养基中磷酸盐耗尽时被诱导高效表达，PHO4基因的编码产物是PHO5基因表达的正调控因子。利用温度敏感突变基因pho4的编码产物在35℃时失活，因此含有ts

pho4ts-PHO5型启动子的克隆菌在35℃时能正常生长，但不表达外源基因，温度降低到23℃时，pho4ts基因表达的正调控因子促进PHO5启动子的转录活性，进而诱导其下游外源基因的表达。（特点：低温诱导，磷酸盐抑制）

超诱导表达系统：利用酵母的半乳糖基因的启动子

当酿酒酵母生长在无半乳糖或葡萄糖存在的培养基时，GAL1,GAL7,GAL10启动子受到阻遏；加入半乳糖或葡萄糖耗尽时，启动子被诱导1000倍。GAL10编码一种正调控蛋白，能与GAL1,GAL7,GAL10启动子上游的UAS特异性结合。将野生型的GAL4基因置于GAL10启动子的控制之下，并将这个基因的表达序列整合在酿酒酵母的染色体DNA上，将外源基因置于另一GAL 启动子的调控下。

8、简述表达乙肝疫苗的重组酵母的构建程序

将HBsAg的编码序列和用于选择标记的巴斯德毕赤酵母组氨醇脱氢酶基因PHIS4插入到甲醇可诱导型的AOX1启动子和AOX1终止子之间，构成环状重组质粒pBSAG151。用BgI II打开pBSAG151，使得AOX1启动子和AOX1终止子分别位于线型DNA片段的两端，并转化HIS-的受体细胞。在HIS+的转化子中，重组DNA片段与受体染色体DNA上的AOX1基因发生同源交换，单拷贝的HBsAg编码序列稳定地整合在染色体上，用甲醇诱导HBsAg的表达，形成类似病毒携带者的22um颗粒。

第五章

4、工程胚胎干细胞法和体细胞转基因克隆法的主要区别？

ES细胞能在培养基中生长，是保持分化能力的胚性细胞。整合了外源基因的ES细胞能够输入到胚泡细胞，最终形成转基因动物个体。

基因工程试题 基因工程课后习题答案

ES细胞的基因寻靶：用外源DNA替换内源的序列，对选定的基因进行定点突变。（www.61k.com］大多数基因寻靶试验是用以打断内源基因位点，以形成定向的无效等位基因（基因 敲除）

体细胞克隆：受体动物选择TK-或者DHFR-，与带有转基因的重组载体建立遗传互补，不能作为永生细胞存在，需不断进行体外培养。

寻靶载体的设计

特化的质粒载体，导入ES细胞后可以促进同源重组

大多数基因寻靶试验是用以打断内源基因位点，以形成定向的无效等位基因（基因 敲除）

插入载体在同源区内线性化，使整个载体插入目的基因位点,打断了目的基因 ，但也会使选择标记附近的序列重复..

替换载体使同源区域目的基因 共线性. 转染前在同源区外切割载体，成线性。交换 会使内源DNA被导入的DNA替换.

第六章

4、简述Ti质粒介导的二元整合转化战略的基本过程

Ti 质粒转移区(TDNA）：参与在不同农杆菌中的接合转移

毒性区（Vir）：直接参与T-DNA的转移和插入植物染色体

二元载体：构建含T-DNA区的根瘤农杆菌-大肠杆菌穿梭质粒，将外源基因，NPT II和多克隆位点取代T-DNA上的tms,tmr和tmt基因组，重组分子转化大肠杆菌，鉴定扩增后再导入携带一个Ti辅助质粒的根瘤农杆菌中，该辅助质粒含有vir区但缺失了T-DNA区；将上述的根瘤农杆菌转化子悬浮液涂布在植物根部愈伤组织中，辅助质粒中的vir 基因表达产物便会促使重组T-DNA片段进入受体细胞。

工程胚胎干细胞

ES细胞：能在培养基中生长，保持分化能力的胚性细胞。

整合了外源基因的ES细胞能够输入到胚泡细胞，最终形成转基因动物个体。

ES细胞整合外源基因的载体

A、非特异性整合及PCR鉴定

B、特异性整合及PCR鉴定

ES细胞的基因寻靶

用外源DNA替换内源的序列，对选定的基因进行定点突变突变

三 : 工程力学答案求工程力学第四版北京科技大学与东北大学编的课后习题答

工程力学答案

求 工程力学第四版北京科技大学与东北大学编的 课后习题答案，高等出版社

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四 : 南瑞学堂 学习课程：商务沟通—说服的艺术(上) 答案

学习课程：商务沟通—说服的艺术（上）

单选题

1.免疫效应是指对负面信息有针对性的了解，从而达到拒腐防变的免疫能力 回答：正确

1. A 是

2. B 否

2.理性沟通见效慢，但是持续时间长 回答：正确

1. A 是

2. B 否

3.沟通后需要迅速做出决定的最好采用双面论证，确保对方相信自己的观点 回答：正确

1. A 是

2. B 否

4.单面论证就是指从一个角度出发去论证事情是非 回答：正确

1. A 是

2. B 否

5.共产党发扬吃苦在前享受在后，先天下之忧而忧精神，是一种反自我利益的表现 回答：正确

1. A 是

2. B 否

6.对别人尊重需要经常换位思考，站到对方的角度去考虑自己遇到的事情 回答：正确

1. A 是

2. B 否

7.实事求是就是有一说一，有二说二，实话实说，最重要的尊重别人 回答：正确

1. A 是

2. B 否

南瑞学堂 南瑞学堂 学习课程：商务沟通—说服的艺术(上) 答案

8.关于实事求是的说法正确的是 回答：正确

1. A 要辩证的看待事物

2. B 最重要的是真诚

3. C 言行一致，表里如一

4. D 以上都正确

9.对于智商和文化层次较低的人要采取论证方式是 回答：正确

1. A 单面论证

2. B 双面论证

3. C 单面论证和双面论证

4. D 以上都不对

10.反自我利益是指下列哪些内容与自己的利益相悖 回答：正确

1. A 宣传和说服别人的观点

2. B 说服别人的内容

3. C 以上都包括

4. D 以上都不对

11.真诚是指 回答：正确

1. A 思想感情行为一致

2. B 言行一致

3. C 表里如一

4. D 以上都正确

12.人际交往的反黄金法则是 回答：正确

1. A 你希望别人如何对待你，你就如何对待别人

南瑞学堂 南瑞学堂 学习课程：商务沟通—说服的艺术(上) 答案

2. B 我如何对待别人，别人也应如何对待我

3. C 别人希望你怎样对待他，你就怎样对待他

4. D 别人如何对待我，我也要如何对待他

13.自信是成功的 回答：正确

1. A 充分条件

2. B 充要条件

3. C 必要条件

4. D 以上都不对

14.毛泽东同志说的笔杆子主要是指 回答：正确

1. A 沟通

2. B 宣传

3. C 以上都包括

4. D 以上都不对

15.在当代美国认为征服世界的三件法宝不包括 回答：正确

1. A 舌头

2. B 网络

3. C 美元

4. D 电脑

五 : 《化学反应工程》第三版 (陈甘堂 著)课后习题答案

第二章均相反应动力学基础

2－4

三级气相反应2NO+O22NO2，在30℃及1kgf/cm2下反应，已知反应速率常数

2kC=2.65×104L2/(mol2?s)，若以?rA=kppApB表示，反应速率常数kp应为何值？

解：原速率方程?rA=?dcA2cB=2.65×104cAdt

由气体状态方程有cA=代入式（1）

2－5

考虑反应A课所以kp=2.65×104×(0.08477×303)?3=1.564后当压力单位为kgf/cm2时，R=0.08477，T=303K。答?p??p?2?rA=2.65×10?A??B?=2.65×104(RT)?3pApB?RT??RT?

p表示的动力学方程。解：.因，w

wnAp=A，微分得RTVdaw案24网pAp，cB=BRTRT3P，其动力学方程为(?rA)=?dnAn=kA。试推导：在恒容下以总压VdtVδA=3?1=21dnA1dpA=VdtRTdt

?代入原动力学方程整理得

wdpA=kpAdt

设初始原料为纯A，yA0=1，总量为n0=nA0。反应过程中总摩尔数根据膨胀因子定义δA=n?n0nA0?nA

若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！ ℡ www.61k.como（1）mol/[L?s?(kgf/cm2)?3]m（1）

则

nA=nA0?

1

(n?n0)δA

1

(P?P0)δA

（2）

恒容下上式可转换为

pA=P0?

所以

将式（2）和式（3）代入式（1）整理得

2－6

在700℃及3kgf/cm2恒压下发生下列反应：

C4H10

发生变化，试求下列各项的变化速率。（1）乙烯分压；（2）H2的物质的量，mol；（3）丁烷的摩尔分数。

解：

P=3kgf/cm2，（1）

课

MC4H10=58，

（2）

w

.k

?

rC2H4=2(?rC4H10)=2×2.4=4.8kgf/(cm2?s)

PC4H10=PyC4H101?dpC4H10

=??P?dt?

?2.4-1

?==0.8 s?3?

w

（3）

nC4H10=nyC4H10=n0(1+δC4H10yC4H10,0xC4H10)yC4H10

dnH2dtdnH2dt

=?

hdaw

后

n0=nC4H10,0=δC4H10

?rC4H10=

反应开始时，系统中含C4H10116kg，当反应完成50%时，丁烷分压以2.4kgf/(cm2?s)的速率

dyC4H10

dt

答

1

rCH=2.4224

w

dnC4H10

dt

案

116×1000

=2000mol582+1?1==2

1

网

?dyC4H10

=n0(1+δC4H10yC4H10,0xC4H10)???dt

?

=2000×(1+2×1×0.5)×0.8=3200 mol/s

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o

2C2H4+H2，

????

dP

=k[(δA+1)P0?P]=k(3P0?P)dt

m

（3）

dpA1dP

=?dtδAdt

2－9

反应APS，(?r1)=k1cA , (?r2)=k2cp，已知t=0时，cA=cA0 ， cp0=cS0=0, k1/k2=0.2。反应在等温、间歇反应器中进行，过程为恒容过程，求反应产物P的瞬时收率与总收率。

解：cA=cA0e?k1t

?k1??k2t?k1tc=c??(e?e)mPA0??k1?k2??

??k1??(e?koc2t?e?k1t

?rPkck?k?k?)P=r=1?2P=1?2?12?

??k

Ak1cAk1e1t

=1???k?

?2

k网.案???(e(k1?k2)t

??1)

1?k2

=k1

k答???

1?k2??k1ak?w2?k?(k1?k2)t=1.25e?4k1t?0后2?e?.25课Φd?c?k?1??

?ke?k2t?e?k1t)

1?k2??(

P0.25(1?e?4k1t)P=c=1?e?k1t=

A0?cAek1t?1

或由kΦh1

P=cA0?cA∫cAc??A0pdcA计算。

.第三章均相反应过程

3-1w

w解：（1）k=1ln1

1?x=1ln1

1?0.7=0.0926min-1

tA13

τ=1111

（2）平推流反应器kln1?x=ln=13min

A0.09261?0.7

S11

V==13=0.0769 min-1

τ

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τ=

（3）全混流反应器xA0.7==25.2mink(1?xA)0.0926×(1?0.7)

11SV===0.0397 min-1

τ25.2

3－2

，已知进料中含30%A

（摩尔分率），其余为惰性物料，加料流量为6.3mol/s，动力学方程为：(?rA)=0.27cA（mol/m3·m在555K及3kg/cm2下，在平推流反应器中进行反应：s），为达到95%转化率。试求：（1）所需空速是多少？（2）反应器容积大小。

解：vF0RT=6.3×0.08206×555

0=o81×10/1.013×10=99c.42 L/s = 0.09942 m3

p3×9.45/s

τ=1

kln1

1?x=1

.27ln1

网1?0.95=11.1 s

A0.

SV=1/τ=1/11.1=案0.09 s-1

V=v0τ=0.答w09942×11

3－4后a.1=1.104 m3

均相气相反应d，服从二级反应动力学。在5kg/cm2，350℃和v0=4m3/h下，采用一个2.5cm内径，2mh长的实验反应器，能获得60%转化率。为了设计工业规模的反应器，当处理量为320m3/h，进料中含50%A，50%惰性物料时，在25kg/cm2和350℃下反应，为获得80%转化率，试求：k（1）需用2.5cm内径，2m长的管子多少根？（2）这些管子应以并联或串联？.

w假设流动状况为平推流，忽略压降，反应气体符合理想气体行为。

解：δ3?1

A=1=2,yA0=1

wcA0=p=5×9.81×104

8.314×(350+273)=97.4 mol/m3

RT

ccA0(1?xA)cA0(1?xA)

A=1+δ=

AyA0xA1+2xA

2

?r22?

A=kcA=kcA0??1?xA??

?1+2xA??

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由设计方程

xAdxV1A

τ==cA0∫=

0?rv0kcA0A

∫

0.6

?1+2xA?

??1?x??dxA

A??

2

=

1

kcA0

∫

0.6

?3????2?1?x?dxA

A??

0.6

2

=

4.905kcm

1=kcA0

?9?

+?x+x12ln(1)4AA??x1?A??0

A0

所以

V=

4.905v0

kc（1）

o

A0

工业反应条件下：

y′p′y′a

0c

A0=0.5，c′A0=

网

RT

=2.5cA.0

c′c′A0(1案

?xA)c+δ=0xA

w

′A0

(1?xA)A=

1答

Ay′A1+xA2

τ′后

=V′a0.8

??d?1+xA?

课

v′=c′xAdxA

1A00∫0?r=Akc′A0

∫

?

1?x???dxA

A2

=

1

0.8

??hkc′A?2

?0

∫

?

1?x?1?A??dxA0.8

k

=1

??4kc′?1?x+4ln(1?x?

A)+xA?A0

A?0

.=10.36

kc′w

A0

所以

V′=

10.36v′0

kc′（2）

A0

w

比较式（1）和式（2）得：

V′′10.361320V=n=10.364.905?cA0c′?v0

A0v=0

4.905×2.5×4=67.6 ≈68 根应并联组合。

3－5

丙烷热解为乙烯反应可表示为：C3H82H4+CH4，（忽略副反应）

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w

在772℃等温反应时，动力学方程为：?dpA=kpA，其中，k=0.4h-1。若系统保证恒压，dt

。求当xA=0.5时，所需平推流反应器的体积。p=1kgf/cm2，v0=800L/h（772℃，1kgf/cm2）

解：

因δA=cA=dcpA，动力学方程可转换为：?A=kcAdtRTm1+1?1=1,1yA0=1

ccA0(1?xA)cA0(1?xA)

A=1+δ=

AyA0xA1+xAo

τ=V

v=cxAdxA10.5?1+xA?

A0?

设计方程0∫0?r=

Ak∫0???1?xA??dxAc

=1

k∫0.5?

0???2

?1?x?1?

A?网.

=1?案?dxA0.5

k?2ln1?答1?x?

A?w?xA

=1

0.4后(2ln2?0.5)a?0

=2.216 h

V课=v0τ=800d×2.216=1773 L

3－8

一级反应AP，在一体积为Vp的平推流反应器中进行，已知进料温度为150℃，活化能为84kJ/mol。今改用全混流反应器，起所需体积为Vm，则Vm/Vp应有何关系？若转化率分别为0.6.和0.9，如要使Vm=Vp，反应温度应如何变化？如反应级数分别为n=2，1/2，-1时，全混流反应器的体积将怎样变化？w解：一级不可逆反应设计方程wPFRVv0

p=kln1

P1?x（A）A

CSTRV=v0

m?xA

k（B）

m1?xA

（1）等温反应kVmxA

P=km，则，V=?

p(1?xA)ln(1?xA)

（2）若Tp=150℃，要求VP=Vm，则有，

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?E?1kmxA1??

?=?=exp??????(1?xA)ln(1?xA)kpRTTm????P

当xA=0.6时，由式（C）求得Tm=159℃当xA=0.9时，由式（C）求得Tm=175.6℃（3）n级不可逆反应设计方程

PFR

（C）

v0

VP=n

1kc?n?1

????11??

????1??????1?xn?1m

（D）

A0

?????A?CSTR

Vv0xA

m=

o

??

kcn?1

?A0

(1?xA)nc（E）

当n=2时

VmV网

=1

1?x>1pA

.当n=1/2时

Vm案

x1/2V=A=1+(1?xA)>1答p2[(1?xA)1/w

2?(1?xA)]2(1?xA)1/2

当n=－1时

后V课

Vam=2(1?xA)

<13－10

dp2?xA

某一分解反应

P

rp=2cA

A

S1rs1=1

S2

r2

s2=cA

w

已知cA0=1mol/L，且S1为目的产物，求：（1）全混釜；（2）平推流；（3）你所设想的最

w

合适反应器或流程所能获得的S1最高浓度是多少？

解：

（1）CSTR

ΦcS1S1=

c=?=

1

A0?cA

(1+cA)2

∵ ccA0?cAS1=

(1+c2

A)若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！ ℡ www.61k.com

w

当cA=0时，cS1=cA0=1.0mol/L。

cS1=?∫?dcA=∫cA0cAcA0（2）PFRcA1A(1+cA)2

=

当cA=0时，cS1=0.5mol/L。m11?1+cA2

（3）采用全混流反应器与分离装置组合，cS1=1.0mol/L。

第四章非理想流动o

4－2c

脉冲示踪测得如下数据，求E、F。

t/min0123网.45678910c(t)/(g/L)003案56w643210解：（1）求C0。答

∞后a

C0=∑ci?

t=0课ti=30d

t/min0345678910c(t)/(g/L)k0h120356643210E(t)000.10.1670.20.20.1330.10.0670.0330F(t).000.050.1830.3670.5670.7330.850.9330.9831wtE(t)000.20.50.810.80.70.5330.30

t2E(t)000.41.53.254.84.94.2672.70

wt=4.78 min

σ2

t =26.3?4.782=3.46

σ2σ2

t3.46

θ ==t24.782=0.152

4-9

有一反应器被用于某一级反应，对该反应器进行示踪——应答试验，在进口出加入δ函数，示踪物在出口处响应为：

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t/sc(t)

100

203

305

405

504

602

701

800

已知该反应在全混釜中进行时，在同样τ下，xAf=0.82，求本反应器所能获得的xAf？解：

t/sc(t)C0=100203305405504602m

701

80010

[0+4×(3+5+2)+2×(5+4+1)+0]=2003

E(t)00.0150.0250.0250.020.01tE(t)00.30.7511

0.6o

0.005

0.35

t2E(t)0

6

22.5

40

50

c36

24.5

xA(t)0．68620．90150.96910.99030.9969.0.99900.99970.9999xAE(t)

0.0135

0.0242网

0.01

0.005

10

3

[0+4×(0.3案

+1+0.6)w

0.02480.0199

t=

+2×(0.75+1+0.35)+0]=39.3 sσ2t=

10

[0+答

3

后

4×(6+40+a36)+2×(22.5+50+24.5)+0]?39.32=195.5σ课

2=

195.5

θ39.32

d=0.127由CSTR的设计方程

hτ=t=xAf

k(1?xAf)所以k

k=

xAf

τ(1?x=

0.82

Af)

3×(1?0.82)

=0.1159 s-1

39.w

故

.xA(t)=1?e?0.1159t

用不同反应时间代入上式计算转化率,并填入表格。

w

xAf=

10

3

[0+4×(0.0135+0.0248+0.01)+2×(0.0242+0.0199+0.005)+0]=0.9714－6一个封闭容器，已知流动时测得Eu/uL=0.2，若用串联的全混流反应器能表达此系统，则串联釜应为多少？

2

σ2=2??1??Pe???2??1?

θ?Pe??

(1?e?Pe)

解：

=2×0.2?2×0.22×(1?e?5)=0.3205

N=

1σ2=1.3205

=3.12≈3θ0若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！ ℡ www.61k.com

w

4-10脉冲示踪测得反应器内停留时间分布数据如题4-9。

进有液液均相反应A+B产物，已知cA0=cB0，若此反应在平推流反应器中进行，可得转化率为99%，求（1）用扩散模型时，转化率为多少？（2）假定多级全混流模型可用，求釜的数目及所能达到的转化率。

解：（1）4-9已接得σθ2=0.127，反应器为闭式容器，则由

?1??1?σθ2=2???2??(1?e?Pe)=0.1272m

?Pe??Pe?

试差法解得Pe=14.7。o

由PFR中二级反应的设计方程τ=xA

kcA0(1?xA)c

得kcxA

A0τ=案1?x网.=

由kcw0.99=99A1?0.99A0τ=99，Pe/2=7.35，查图答4-17a，得1?xA=0.018

所以，扩散模型计算的转化率后dxA=1?0.018=0.982

（2）多级全混流模型的参数课N=1

σ2=10.127=7.87≈8

θ

由kcA0τ=99h，N=8，查图得，1?xA=0.017

w所以，多级全混流模型计算的转化率xA

=1?0.017=0.983

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第五章

5－2

（1）A+

B

+A

+BCσAσBσ催化剂与催化反应动力学C

σC

+σm

（2

）A+σ

σ1

B+σo2B

σ2Aσ

1+

Bσ2

Cσ2+σ1cCσ2C+σ2网.

（3）A+σAσ案

B+wBσAσ+BC+σa（4）B+Bσ

Bσ+A

CσCσC+σ

5－7.wa=2Vg

S=2εp2×0.52gS=

gρp350×10×1.06=2.8×10?7

4 cm

wDK=9700a(T/M)1/2=9700×2.8×10?7×(773÷120)1/2=6.89×10?3 cm2/s

D=1

1/D/D=1≈0.0066 cm2/s

AB+1K1/0.155+1/0.00689D3e=εpD

τ=0.52×0.0066=1.14×10? cm2

3/s

第六章固定床反应器

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6－1

u=G25000==4.63 m/sρ1.5×3600

3×10?3×4.63×1.5===2103>1000μ(1?εB)1.8×10?5×(1?0.45)

??L????

??dSReMdpuρ?1?εB?p=1.75??ε3?B?2?1?0.45??4?25?ρu=1.75×××1.5×4.63=4.53×10 Pa????3??0.45??0.003??m

6－2

h=0.2271?T3

m?o

rV

1+ε???100?

B?1?σ?

（1）2(1?ε??

B)?σ?c

=0.227×网1.3

1+案0.421?×??673??=69.2 W/m2?K2×(1?0.42)×1?100?

1

h0.227??σ答??3w

a3

.227后?2?σ?Tm?rS=???100?? 课=0×d??1??673?2

?2?1??×??100??=69.2 W/m?K

λ0

eh?hrVd?

λ=εp

B???1?ε

?1+λ?B

?+12?λ?

k1rS+3???

?λS?

φ+p?

λ

λS.

wλ=0.581

0.0546=10.6查图6-15得φ1=0.17,φ2=0.06φ=φεB?0.26

w2+(φ1?φ2)0.216=0.06+(0.17?0.06)×0.42?0.26

0.216=0.128

λ0

e?1?0.42λ=0.42×?69.2×0.005?

12

所以?1+0.0546??+?1?

0.128++3×??10.6??

0.0546

=2.668+4.34=7.01

dp0.005

d=查图6-14得(αβ)=0.11t0.1=0.05

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Rep=

则dpuρμ=0.005×2×1.5=114.513.1×10?5λe/λ=λ0

e/λ+(αβ)RepPr=7.01+0.11×114.5×0.7=15.83λe=15.83×0.0546=0.886 W/m?K（2）λS=10.6λ查图6-15得φW=0.105

0mλWhrVd?λ=ε???p

W??ε?2+λ?+1W

?11?λ

1orS+

p3??

??

?λS??

φ+

Wλc

λ0

W69.2网.1?0.7λ=0.7×???2+×0.005?

0.0546??+11?1案+3×??

?10.6??

=5.838+3.175=答0

9.013w.105+0.0546

1

h0d后a课=1

d?0.5

0=1?0.5=

wp/λλ0

w/λλ/λ9.0137.010.0396h*

wdp

λ=CPh1/3

rR1/2

ep=4×0.71/3×114.51/2=38.0

hwdp1λ=kh0

wdp

λ+11=1

0.0396+1

11=28.3

.h*+

wdp/λαwPrRep38.0+0.041×0.7×114.5

whw=28.3×0.0546÷0.005=308.8 W/m2?Kw（3）由式6-33

b=hw(dt/2)308.8×0

λ=.1e2×0.886=17.4

查图6-16得a2

1=5.2 , Φ(b)=0.27y=4λeL4×(dp/dt)(L/dt)(λe/λ)

Gc2=

pdtPrRep=4×0.05×10×15.83

0.7×114.5=0.395>0.2

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?λ??dp??λe?2?h0=????[a1+Φ(b)/y]?d??d??

?p??t??λ?

0.886=(5.2+0.27/0.395)=52.1 W/m2?K0.1

第七章流化床反应器m

7－1o

解：d1

p==100=18.45×10?3cm=1.

∑x5.8527.0527.9530.076.c845×10?4m

i

d++++49+3.84pi4031.5251610.5

假设R网ep<20案

2w

u(ρp?ρ)g=(1.845×10?4)2(1300?1.453)×9.81?3mf=dp

1650μ1650答×1.368a×10?5=19.24×10m/s检验R=?sdpu课mfρ后0.75d×1.845×10?4×19.24×10?3×1.453

epμ(1?ε=?5=0.627<20

mf)1.368×10×(1?0.55)

假设成立，结果正确。

7－3h

解：dk2/2

br=0.711(gdb)1/=0.711×(980×8)1=62.95cm/s.

wuumf

f=ε=4

mf0.5=8cm/s

?3

w??R?C?u

?Rb??=br+2uf62.95+2×8

u?u=62.95?8=1.438brf

R3

c=(1.438)1/Rb=(1.438)1/3×4=1.128×4=4.514cm云层厚度=RC?Rb=4.514?4=0.514cm

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本文标题：工程力学课后习题答案-《化学反应工程》(朱炳辰-第五版)第五章部分课后习题答案
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