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問答題某相對分子質量為225的油品在硅鋁催化劑上裂解，反應溫度為630℃、壓力為101.33kPa，催化劑為球形，直徑0.176cm，密度0.95g·cm^-3，比表面積為338m²g^-1，空隙率ε_P=0.46，導熱系數(shù)為3.6╳10^-4J·s^-1cm^-1K^-1；測得實際反應速率常數(shù)k_V=6.33s^-1；反應物在催化劑外表面處的濃度c_AS=1.35╳10^-5mol·cm^-3；反應ΔH=1.6╳10⁵J·mol^-1；活化能E=1.6╳10⁵J·mol^-1；擴散過程屬于克努森擴散，曲折因子為τ=3，試求催化劑的效率因子和顆粒內最大溫差。

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1.問答題某催化反應在500℃條件下進行，已知反應速率為：−r_A=3.8×10^-9p_A2 mol·s^-1g_cat^-1式中p_A的單位為kPa，顆粒為圓柱形，高×直徑為5×5mm，顆粒密度ρ_P=0.8g·cm^-3，粒子表面分壓為10.133kPa，粒子內A組分的有效擴散系數(shù)為D_e=0.025cm²s^-1，試計算催化劑的效率因子。

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2.問答題某一級不可逆催化反應在球形催化劑上進行，已知D_e=10^-3cm²s^-1，反應速率常數(shù)k=0.1s^-1，若要消除內擴散影響，試估算球形催化劑的最大直徑。

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3.問答題常壓下正丁烷在鎳鋁催化劑上進行脫氫反應。已知該反應為一級不可逆反應。在500℃時，反應的速率常數(shù)為k=0.94cm³s^-1g_cat^-1，若采用直徑為0.32cm的球形催化劑，其平均孔徑d₀=1.1×10^-8m，孔容為0.35cm³g^-1，空隙率為0.36，曲折因子等于2.0。試計算催化劑的效率因子。

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4.問答題在硅鋁催化劑球上，粗柴油催化裂解反應可認為是一級反應，在630℃時，該反應的速率常數(shù)為k=6.01s^-1，有效擴散系數(shù)為D_e=7.82×10^-4cm²s^-1。試求顆粒直徑為3mm和1mm時的催化劑的效率因子。

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5.問答題在30℃和101.33kPa下，二氧化碳向鎳鋁催化劑中的氫進行擴散，已知該催化劑的孔容為V_P=0.36cm³g^-1，比表面積S_P=150m²g^-1，曲折因子τ=3.9，顆粒密度ρ_S=1.4g·cm^-3，氫的摩爾擴散體積V_B=7.4cm³mol^-1，二氧化碳的摩爾擴散體積V_A=26.9 cm³mol^-1，試求二氧化碳的有效擴散系數(shù)。

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