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問答題某催化反應(yīng)在500℃條件下進(jìn)行，已知反應(yīng)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(nèi)A組分的有效擴(kuò)散系數(shù)為D_e=0.025cm²s^-1，試計(jì)算催化劑的效率因子。

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1.問答題某一級(jí)不可逆催化反應(yīng)在球形催化劑上進(jìn)行，已知D_e=10^-3cm²s^-1，反應(yīng)速率常數(shù)k=0.1s^-1，若要消除內(nèi)擴(kuò)散影響，試估算球形催化劑的最大直徑。

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2.問答題常壓下正丁烷在鎳鋁催化劑上進(jìn)行脫氫反應(yīng)。已知該反應(yīng)為一級(jí)不可逆反應(yīng)。在500℃時(shí)，反應(yīng)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(jì)算催化劑的效率因子。

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

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4.問答題在30℃和101.33kPa下，二氧化碳向鎳鋁催化劑中的氫進(jìn)行擴(kuò)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(kuò)散體積V_B=7.4cm³mol^-1，二氧化碳的摩爾擴(kuò)散體積V_A=26.9 cm³mol^-1，試求二氧化碳的有效擴(kuò)散系數(shù)。

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5.問答題異丙苯在催化劑上脫烷基生成苯，如催化劑為球形，密度為ρP=1060kg·m^-3，空隙率εP=0.52，比表面積為S_g=350m²g^-1，求在500℃和101.33kPa，異丙苯在微孔中的有效擴(kuò)散系數(shù)，設(shè)催化劑的曲折因子τ=3，異丙苯-苯的分子擴(kuò)散系數(shù)D_AB=0.155cm²s^-1。

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