解答つき反応器の設計（CSTR と PFR）ワークシート

無料で印刷できる反応器の設計（CSTR と PFR）のワークシート：やさしい問題から試験レベルまで 6 問、解答つき。印刷するか PDF で保存できます。

新しいワークシートヒントつきでオンライン練習

先生方へ： 授業で自由に印刷・コピーしてお使いいただけます。新しいワークシートごとに数値が変わり、専用の解答が付きます。授業ページに ExamProblems へのリンクを載せていただけると嬉しいです。

名前: ____________________   日付: ____________

1.やさしい
V = 200 L, k = 0.3 min⁻¹Q = 5 L/minCA0​ = 1.5 mol/LCA​ = ?

液相 1 次反応 A → B（k = 0.3 min⁻¹）を 200 L の連続槽型反応器（CSTR）で行う。 原料は 5 L/min、CA0 = 1.5 mol/L で供給される。密度は一定で、反応器は定常状態にある。出口濃度 CA を求めよ。

V = 200 LQ = 5 L/mink = 0.3 min⁻¹CA0 = 1.5 mol/L
CA = mol/L
2.やさしい
τ = ?k = 0.15 min⁻¹X = 90%

k = 0.15 min⁻¹ の液相 1 次反応を CSTR で定常状態で行う。反応率 90% に達するのに必要な空間時間 τ を求めよ。

k = 0.15 min⁻¹X = 90%
τ = min
3.ふつう
Q = 5 L/minX = 60%V = ?, k = 0.2 min⁻¹

k = 0.2 min⁻¹ の液相 1 次反応 A → B を、5 L/min で供給される押出し流れ反応器（PFR）で行う。 密度は一定で、反応器は定常状態にある。A の反応率 60% に必要な反応器体積 V をリットルで求めよ。

Q = 5 L/mink = 0.2 min⁻¹X = 60%
V = L
4.ふつう
Q = 40 L/minX = 70%V = ?, k = 0.2 min⁻¹

k = 0.2 min⁻¹ の液相 1 次反応 A → B を、40 L/min で供給される押出し流れ反応器（PFR）で行う。 密度は一定で、反応器は定常状態にある。A の反応率 70% に必要な反応器体積 V をリットルで求めよ。

Q = 40 L/mink = 0.2 min⁻¹X = 70%
V = L
5.むずかしい
V = 100 LV = 100 LQ = 40 L/minX = ?

液相 1 次反応（k = 0.5 min⁻¹）を、各 100 L の等しい 2 つの CSTR を直列につないで行う。供給速度は 40 L/min、密度は一定で、反応器は定常状態にある。全体の反応率 X をパーセントで求めよ。

V = 100 L (×2)Q = 40 L/mink = 0.5 min⁻¹
X = %
6.むずかしい
V = 1000 LQ = 25 L/minX = ?

液相 1 次反応（k = 0.15 min⁻¹）を、25 L/min で供給される 1000 L の CSTR で行う。密度は一定で、反応器は定常状態にある。反応率 X をパーセントで求めよ。

V = 1000 LQ = 25 L/mink = 0.15 min⁻¹
X = %

解答

  1. 1. CA = 0.1154 mol/L
  2. 2. τ = 60 min
  3. 3. V = 22.91 L
  4. 4. V = 240.8 L
  5. 5. X = 80.25 %
  6. 6. X = 85.71 %

ステップごとの詳しい解答：このトピックは examproblems.com で練習できます。