Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет им. С. М. Кирова

Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет имени С.М. Кирова
Кафедра технологии древесных композиционных материалов и инженерной химии
Общая химическая технология
Методические указания и контрольные задания
для студентов заочной формы обучения
по направлению подготовки бакалавров
18.03.02 "Энерго- и ресурсосберегающие процессы
в химической технологии, нефтехимии и биотехнологии"
Санкт-Петербург
2016

Теоретические  вопросы
1. Общие закономерности химико-технологических процессов. Классификация химических процессов.
2. Материальный баланс химического процесса, расход реагентов.
3. Тепловой баланс химического процесса. Тепловой эффект реакции.
4. Химическое равновесие, влияние на него температуры, давления, концентрации, определение константы равновесия.
5. Скорость химических процессов, определение кинетических констант, константа скорости реакции и порядок реакции.
6. Зависимость скорости реакции от температуры, определение энергии активации.
7. Структура кинетических уравнений. Определение константы скорости интегральным методом для необратимых реакций I порядка.
8. Определение константы скорости интегральным методом для реакции II порядка типа A+B→P+S.
9. Определение константы скорости интегральным методом для реакции n-порядка.
10. Определение константы скорости интегральным методом для обратимых реакций I порядка.
11. Определение концентрации и времени максимального выхода промежуточного продукта в последовательных реакциях.
12. Определение константы скорости реакции интегральным методом для параллельных реакций.
13. Определение порядка реакции методом проб и ошибок и методом характеристического времени.
14. Определение порядка реакции методом достижения определенной степени превращения и дифференциальный метод анализа опытных данных.
15. Определение лимитирующей стадии гетерогенного процесса.
16. Кинетика гетерогенных реакций, кинетическая и диффузная области протекания реакций.
17. Определение лимитирующей стадии гетерогенных процессов с нереагирующим ядром.
18. Кинетика гетерогенных реакций с разрушением частиц.
19. Кинетика каталитических процессов, выбор катализатора, гомогенный катализ.
20. Гетерогенный катализ.
21. Классификация химических реакторов
22. Характеристическое уравнение РИС периодического действия.
23. Характеристическое уравнение РИС непрерывного действия.
24. Характеристическое уравнение РИВ.
25. Тепловой эффект в реакторах, зависимость степени превращения от температуры из уравнений материального баланса.
26. Зависимость степени превращения от температуры в РИС периодического действия из уравнения теплового баланса.
27. Зависимость степени превращения от температуры в РИС непрерывного действия из уравнения теплового баланса.
28. Зависимость степени превращения от температуры в РИВ из уравнения теплового баланса.
29. Оптимальная температура процесса. Способы увеличения степени превращения при проведении необратимого эндотермического процесса.
30. Оптимальная температура процесса. Способы увеличения степени превращения при проведении необратимого экзотермического процесса.

Контрольные задачи
Задача  1. Определить разход воздуха для сжиания 100 м³  газа, если известен коэффициент избытка воздуха а. Определить содержание водяного пара в продуктах сгорания в массных и мольных концентрациях, если соотношение кислорода и азота в воздухе составляет: O₂:N₂=1:3,76.
Задача  2.  Составить материальный баланс на 1 т продукта и определить тепловой эффект реакции (целевой продукт подчеркнут).
Задача  3.  Определить константу скорости  реакции  в  случае 0,1, 2-го порядков, если через время τ после начала реакции достигнута степень превращения исходного вещества X_A, а начальная  концентрация  исходного вещества - C_Ao.
Задача 4. Определить константу скорости реакции первого порядка при температуре t₃, если при температуре t₁ за  время τ₁ достигнута  степень превращения X_A1 а при температуре t₂ за  время
τ₂ достигнута  степень превращения X_A2.
Задача 5. Сравнить объемы Рив и Рис Н для достижения одной и той же степени превращения Х'_А, равной 0,1; 0,5; 0,9 при проведении реакции A⇒P и 2A⇒P, если за время τ в Рис П была достигнута степень превращения X_A.
Задача 6. В какой последовательности установить реакторы Рив и Рис Н для проведения реакции второго порядка, если известны значения k•τ и C_A0 .
Выбор последовательности установки реакторов необходимо обосновать (т.е. задача требует развернутого ответа).
Задача  7. Построить графическую зависимость X_A =f(T) в Рис Н и Рив для необратимой реакции первого порядка за время τ,  если в Рис П за время τ’ =600 с при температуре t₁, равной  25°С, достигнута  степень превращения X_A1,  а при температуре t₂,  равной 35°С, достигнута степень превращения X_A2.

Готовые варианты заданий: