CH4（气）＋O2 →HCHO（气）＋H2O（气）
以100mol进反应器的甲烷为基准。假定反应在足够低的压力下进行，气体便可看作理想气体。甲烷于25℃进反应器．空气于25℃进反应器，如要保持出口产物为150℃，需从反应器取走多少热量？
CP（N2,150℃）＝29.24 J/（mol·℃）
CPCP（HCHO,150℃）＝9.12 J/（mol·℃） （H2O,150℃）＝34.00 J/（mol·℃） （CH4,150℃）＝39.2J/（mol·℃）
CPΔH0f （CH4）=－74.85KJ/mol ΔH0f （HCHO）=－115.9KJ/mol ΔH0f （H2O）=－241.83KJ/mol
5.邻二甲苯空气氧化制苯酐，乙知邻二甲苯的转化率为70%，氧的用量为理论用量的150%，每小时投入邻二甲苯250kg，试计算出口物料流量。
反应式如下：
C8H10+3O2→C8H4O3+3H2O
6.甲烷和氢气混合用空气完全燃烧来加热锅炉，烟道气分析按体积组成为N272.28%；CO28.12%；O22.44%；H2O17.15%。问：燃料中甲烷和氢气的比例？
反应式：H2+1/2O2→H2O CH4+2O2→CO2+2H2O
7．某厂用空气氧化邻二甲苯生产苯酐。原料流量为205 kg/h邻二甲苯，4 500 m3/h空气。从反应的计量关系可知，生成1 mol的苯酐需反应掉1 mol的邻二甲苯。经检验得到的反应器出口气体组成如下：
组分 苯酐 酐 顺苯 邻二甲O2 2 N他 其计 合%(mol) 65 0.04 0.0.03 16.58 8 770 4.00 1试计算：（1）邻二甲苯的转化率、苯酐收率和反应选择性。 （2）苯酐的年产量（按330天/年计）。
解：因为其中含有大量N2，且N2为惰性组分（不参加反应），所以，选择N2作为物料衡算的联系物。
进入反应器的空气中含有N2： （4 500/22.4）×0.79=158.7 kmol/h
设反应器出口气体的总流量为x kmol/h，则有： 0.78x=158.7 x=203.5 kmol/h
因此，反应器出口气体含有邻二甲苯： 203.5×0.03%=0.061 kmol/h=0.061×106=6.47 kg/h 反应器出口气体含有苯酐： 203.5×0.65%=1.323 kmol/h
所以，邻二甲苯转化率X=（205-6.47）/205=96.8% 苯酐收率Y=1.323/（205/106）=68.6% 反应选择性S=Y/X=0.686/0.968=0.71=71% 苯酐的年产量=1.323×24×330×148 =1.550×106 kg/h =1 550 t/a
8．一种废酸，组成为23%（质量分数）的HNO3、57%H2SO4和20%H2O。加入93%的浓硫酸及90%的浓硝酸，要求混合成27%HNO3、60%H2SO4的混合酸。计算所需废酸及加入浓酸的数量。
解：设所需废酸量为x kg 浓硫酸量为y kg 浓硝酸量为z kg
第一步：画出物料流程简图。
z kgHNO30.90H2O0.10y kgH2SO40.930.07H2O废酸 x kgHNO30.23H2SO40.57H2O0.20
混合过程混合酸HNO30.27H2SO40.60H2O0.13
第二步：选择基准。
可选择废酸或浓酸的质量为基准，也可以用混合酸的质量为基准。因为四种酸的组成均已知，选任何一种作基准计算都很方便。本例选择混合酸为基准，总量为100 kg。
第三步：列物料衡算式。该体系有3种组分，可以列出3个独立方程，所以能求出3个未知量。
总物料： x+y+z=100 (1) H2SO4： 57%x+93%y=100×0.6=60 (2) HNO3： 23%x+90%z=100×0.27=27 (3) 解由式（1）、（2）和（3）联立的方程组得： x=41.8 kg 废酸 y=39 kg 浓硫酸 z=19.2 kg 浓硝酸 第四步：核算——水平衡
加入水量：41.8×20%+39×7%+19.2×10%=13 kg 混合酸含水量：100×13%=13 kg 两者相等，故计算正确。
9．乙烯氧化制环氧乙烷的反应器中进行下列反应： 主反应：C2H4（g）+1/2O2 （g） C2H4O（g） 副反应：C2H4（g）+3O2（g） CO2（g）+2H2O（g）
反应温度基本上维持在250 ℃，该温度下主、副反应的反应热分别为：
主反应：-△H5230=105 395 kJ/kmol乙烯 副反应：-△H5230=1 321 726 kJ/kmol乙烯
乙烯单程转化率为32%，反应选择性为69%，反应器出口混合气体温度为210 ℃，流量为45 000 m3/h(STP)。其组成如下：
组分 C2H4 3.5 2 82.0 4.5 N2 10 O计 10合%（mol） 热损失按反应放出热量的5%考虑。求热载体移出的热量。 解：查得有关气体的比热容如下： 假设热力学途径如下：
则：210 ℃下反应器入口混合气体的比热容Cp：
Cp=0.035×64.43+0.82×30.04+0.145×31.38=31.44 kJ/（kmol·K） 250 ℃下反应器入口混合气体的比热容Cp：
Cp=0.035×66.94+0.82×30.17+0.145×31.67=31.67 kJ/（kmol·K） 所以，反应器入口混合气体在210～250 ℃的平均比热容Cp平： Cp平=（31.44+31.67）/2=31.56 kJ/（kmol·K）
△H1=（45 000/22.4）×31.56×（250-210）=2.536×106 kJ/h △H2=（45 000/22.4）×0.035×0.32×0.69×（-105 395）
+（45 000/22.4）×0.035×0.32×（1-0.69）×（-1 321 726）=-1.086×107 kJ/h △H=△H1+△H2=2.536×106-1.086×107 kJ/h =-8.324×106 kJ/h 根据∑Q=∑H得： △H=Q1+Q2
热量损失按5%考虑，则Q2=0.05△H=0.05×（-8.324×106）=-4.162×105 kJ/h 那么，由热载体移出的热量Q1：
Q1 =△H- Q2=-8.324×106-（-4.162×105）=-7.908×106 kJ/h
10. 有一个蒸馏塔，输入和输出物料量及组成如下图。输入物料中A组分的98。7％自塔顶蒸出。求每千克输入物料可得到塔顶馏出物2的量及其组成。
