化学反应工程复习资料
一．填空
1.理想反应器是指 _______、______ _。
2.全混流反应器的返混_______。平推流反应器的返混为_______。
3.反应器物料的停留时间的分布曲线是通过物理示踪法来测定的，根据示踪剂的输入方式不同分为
_______、_______、_______。
4.平推流管式反应器t t =时，E （t ）=____。；平推流管式反应器t t ≠时，E （t ）=_____。；平推流管式反应器t t ≥时，F （t ）=___ 。；平推流管式反应器t ＜t 时，F （t ）=____。
5.平推流管式反应器其E （θ）曲线的方差=2θσ_______。；平推流管式反应器其E （t ）曲线的方
差
=2t σ_______。 6.全混流反应器t=0时E （t ）=_______。；全混流反应器其E （θ）曲线的方差=2θσ_______。；全
混流反应器其E （t ）曲线的方差
=2t σ_______。 7.催化剂“三性”是指 、 和 。
8.凡是流体通过不动的固体物料所形成的床层而进行反应的装置都称作___ ____。
9. 化学反应过程按操作方法分为____ ___、___ ____、_____ __操作。
10. 化学反应工程中的“三传一反”中的三传是指____ ___、___ ____、____ ___。
11. 化学反应的总级数为n ，如用浓度表示的速率常数为C K ，用逸度表示的速率常数
f K ，则
C K =_______f K 。 12.在构成反应机理的诸个基元反应中，如果有一个基元反应的速率较之其他基元反应慢得多，他
的反应速率即代表整个反应的速率，其他基元反应可视为处于____ ___。
13. 一级连串反应A
S P 在全混流釜式反应器中，则目的产物P 的最大浓度=max ,P C ______、=opt τ______。
14. 一级连串反应A
S P 在平推流反应器中，则目的产物P 的最大浓度=max ,P C _______、=opt t ______。
0 0.2 0.4
0.6 0.8 1.0 0.2
0.4 0.6 0.8 1.0
A R S X A C/C A0
15.全混流反应器的空时τ是 __ _____与____ ___之比。
17.脉冲示踪法测定停留时间分布0C C A
对应曲线为_______。
18.阶跃示踪法测定停留时间分布0C C A
对应曲线为_______。
19.在轴向分散模型中，模型的唯一参数彼克莱准数=e P _______。
20.在轴向分散模型中，模型的唯一参数彼克莱准数愈大轴向返混程度就_______。
21.对于恒容的平推流管式反应器_______、_______、_______一致。
22. 非理想流动模型包括_______、_______、_______。
23. 某反应速率常数的单位为m 3 / (mol ? h )，该反应为 级反应。
24. 多釜串联模型的模型参数为 ，轴向扩散模型的唯一模型参数
为 。
25. 完全混合反应器（全混流反应器）内物料的温度和浓度 ，并且
反应器出口物料的温度和浓度。
26. 在均相反应动力学中，用实验数据求取化学反应速度方程式的最主要的方法为 和 。
27. 多级全混釜串联模型当釜数N= 为全混流，当N= 为平推流。
28. 各种操作因素对于复杂反应的影响
虽然各不相同，但通常温度升高有利于
活化能 高 的反应的选择性，反应物浓
度升高有利于反应级数 的
反应的选择性。 29. 对于反应22A B R +→，各物质反应速率之间的关系为 (-r A )：(-r B )：r R
＝ 。 30. 某反应的计量方程为A R S →+，则其反应速率表达式 。
31. 物质A 按一级不可逆反应在一间歇反应器中分解，在67℃ 时转化50％ 需要30 min, 而
在80 ℃时达到同样的转化率仅需20秒，该反应的活化能为 。
32.下图是某连串反应在各转化率下的产物浓度分布曲线，那么当转化率达70% 时，中间产
物R的化学反应工程定义总收率为，按炼厂或化工厂惯用的收率和选择性
的定义，在该转化率条件下的收率是，选择性是。
33.反应器的型式主要为式、式、床和床。
34.间歇釜式反应器有效体积不但与有关，还与有
关。
38.气体在固体表面上的吸附中物理吸附是靠_______结合的，而化学吸附是靠_______结合的。
35.气体在固体表面上的吸附中物理吸附是_______分子层的，而化学吸附是_______分子层的。
36.对于气—固相催化反应，要测定真实的反应速率，必须首先排除_______和_______的影响。
37.催化剂在使用过程中，可能因晶体结构变化、融合等导致表面积减少造成的_______失活，也可能由于化学物质造成的中毒或物料发生分解而造成的_______失活。
38.催化作用的本质是参与反应，降低反应，提高反应，因而在
工业化生产时能提高、降低。
39.空
时：。
40.空
速：。
41.停留时间：。
42.转化率：。
43.选择性：。
44.收
率：。
45.寿命分布：。
46.年龄分
布：。
47.反应进
度：。
48膨胀因
子：。
49.颗粒密度：。
50.床层密度： 。
51.真密度： 。
52.孔隙率： 。
53.比表面积： 。
54.孔容： 。
55.内扩散有效因子： 。
56.外扩散有效因子： 。
57.返混： 。
58.期望： 。
59.方差： 。
60.本征动力学： 。
53.宏观动力学： 。
54.孔容： 。
55.寿命因子： 。
二．选择题
1. 气相反应CO+3H 2→CH 4+H 2O 进料时无惰性气体，CO 与H 2以1∶2摩尔比进料，则膨胀因子δco= __ 。
A. -2
B. -1
C. 1
D. 2
2. 一级连串反应A
S 2P 在间歇式反应器中，则目的产物P 的最大浓度C P,max = ___。
A. 122)(210K K K A K K C -
B. 22/1120]1)/[(+K K C A
C. 122)(120K K
K A K K C - D. 22/1210]1)/[(+K K C A
3. 串联反应A → P （目的）→R + S ，目的产物P 与副产物S 的选择性S P = _。 A. A A P P n n n n --0
0 B. 00A P P n n n - C. 00
S S P P n n n n -- D. 00R R P P n n n n -- 4. 对于一级恒容和一级变容不可逆反应，下面叙述正确的是 。
A. 在同一平推流反应器内、在同样条件下进行反应，反应的转化率是一样的；
B. 在同一全混流反应器内、在同样条件下进行反应，反应的转化率是一样的；
C. 在同一间歇式反应器内、在同样条件下进行反应，反应的转化率是一样的；
D. 在同一平推流反应器或间歇式反应器内、在同样条件下进行反应，反应的转化率是一样的
5. 对于反应级数n ＞0的不可逆等温反应，为降低反应器容积，应选用______ _。
A. 平推流反应器
B. 全混流反应器
C. 循环操作的平推流反应器
D. 全混流串接平推流反应器
6. 一级不可逆液相反应A →2R ，C A0=2.30kmol/m 3， 出口转化率x A =0.7，每批操作时间
t+t 0=2.06 h ，装置的生产能力为50000 kg 产物R/天，M R =60，则反应器的体积V 为_ m 3。
A. 19.6
B. 20.2
C. 22.2
D. 23.4
7. 在间歇反应器中进行等温一级反应A →B ，-r A =0.01C A mol/l·s ，当C A0=1 mol/l 时，求反应至C A =0.01 mol/l 所需时间t=___ 秒。
A. 400
B. 460
C. 500
D. 560
8. 一级连串反应A → P →S 在全混流釜式反应器中进行，使目的产物P 浓度最大时的最优空时τopt=___ 。
A. 1212)/ln(K K K K -
B. 1221)
/ln(K K K K - C. 2112)/ln(K K K K D. 211K K
9. 分批式操作的完全混合反应器非生产性时间t 0不包括下列哪一项_ __。
A. 加料时间
B. 反应时间
C. 物料冷却时间
D. 清洗釜所用时间
10. 当反应级数n _时，微观流体具有比宏观流体高的出口转化率。
A. =0
B. =1
C. ＞1
D. ＜1
11. 轴向分散模型的物料衡算方程的初始条件和边界条件与_ 无关。
A. 示踪剂的种类
B. 示踪剂的输入方式
C. 管内的流动状态
D. 检测位置
12．不属于气固相催化反应固定床反应器拟均相二维模型的特点是__ __。
A. 粒子与流体间有温度差
B. 粒子与流体间无温度差
C. 床层径向有温度梯度
D. 床层轴向有温度梯度
13. 对于一个气固相催化反应，减小外扩散和内扩散影响的措施正确的是 。
A. 提高反应器内气体的流速，减小催化剂颗粒的直径；
B. 降低反应器内气体的流速，减小催化剂颗粒的直径；
C. 降低反应器内气体的流速，增大催化剂颗粒的直径；
D. 增加催化剂颗粒的直径，提高反应器内气体的流速。
14.对于反应aA + bB pP + sS ，则=P r _______)(A r -。 A. ||a p B. a p C. p a D. p a ||
15.气相反应4A + B → 3R + S 进料时无惰性气体，A 与B 以3∶1的摩尔比进料，则膨胀因子A δ=_______。
A. 1/4
B. 2/3
C. –1/4
D. –2/3
16.气相反应2A + B → 3P + S 进料时无惰性气体，A 与B 以2∶1摩尔比进料，则膨胀因子A δ=_______。（C ）
A. –1
B. –1/2
C. 1/2
D. 1
17.气相反应N 2 + 3H 2
2NH 3进料时无惰性气体，2N 与2H 以2∶3摩尔比进料，则膨胀因子2H δ=_______。
A. –1
B. –2/3
C. 2/3
D. 1
18.化学反应速率式为βαB A C A C C K r =-，如用浓度表示的速率常数为C K ，用压力表示的速率常数为
P K ，则C K =_______P K 。
A. )()(βα+-RT
B. )()(βα+RT
C. )()(βα-RT
D. βα+-)(RT
19. 化学反应速率式为βαB A C A C C K r =-，如用浓度表示的速率常数为C K ，用压力表示的速率常数
为P K ，则P K =_______C K 。
A. βα+-)(RT
B. )()(βα+RT
C. )()(βα-RT
D. )()(βα+-RT
20.反应C 4H 2C 2H 4 + H 2，10.2-=s k ，则反应级数n=_______。
A. 0
B. 1
C. 2
D. 3
21.反应A + B → C ，已知115.0-=s k ，则反应级数n=_______。
A. 0
B. 1
C. 2
D. 3
22.反应3A → P ，已知s l mol k ?=/15.0，则反应级数n=_______。
A. 0
B. 1
C. 2
D. 3
23.串联反应A → P （目的）→R + S ，目的产物P 的得率P X =_______。 A. A A P P n n n n --00 B.
00A P P n n n - C. 00
S S P P n n n n -- D. 00R R P P n n n n --
24.串联反应A → P （目的）→R + S ，目的产物P 与副产物S 的选择性P S =_______。 A. A A P P n n n n --00 B.
00A P P n n n - C. 00
S S P P n n n n -- D. 00R R P P n n n n -- 25.一级连串反应A → P → S 在全混流釜式反应器中进行，使目的产物P 浓度最大时的最优空时=opt τ_______。 A. 1212)/ln(K K K K - B. 1221)
/ln(K K K K - C. 2112)/ln(K K K K D. 211K K
26.
一级连串反应A
S K 1P 在全混流釜式反应器中，则目的产物P 的最大浓度=max ,P C _______。 A. 122)(210K K K A K K C - B. 22/1120]1)/[(+K K C A C. 122
)(120K K
K A K K C - D. 22/1210]1)/[(+K K C A
27.
一级连串反应A
S P 在平推流管式反应器中，则目的产物P 的最大浓度=max ,P C _______。 A. 122)(210K K K A K K C - B. 22/1120]1)/[(+K K C A C. 122
)(120K K
K A K K C - D. 22/1210]1)/[(+K K C A
28.一级连串反应 A → P → S 在间歇式反应器中进行，使目的产物P 浓度最大时的反应时间=opt t _______。 A. 211K K B. 1221)/ln(K K K K - C. 2112)/ln(K K K K D. 1212)
/ln(K K K K -
29. 一级连串反应A → P → S 在平推流管式反应器中进行，使目的产物P 浓度最大时的反应时间=opt t _______。 A. 211K K B. 1221)
/ln(K K K K - C. 1212)/ln(K K K K - D. 2112)/ln(K K K K
30.分批式操作的完全混合反应器非生产性时间0t 不包括下列哪一项_______。
A. 加料时间
B. 反应时间
C. 物料冷却时间
D. 清洗釜所用时间
31.在间歇反应器中进行等温二级反应A → B ，s l mol C r A A ?=-/01.02，当l mol C A /10=时，求反
应至l mol C A /01.0=所需时间t=_______秒。
A. 8500
B. 8900
C. 9000
D. 9900
32.在间歇反应器中进行等温一级反应A → B ，s l mol C r A A ?=-/01.0，当l mol C A /10
=时，求反应至l mol C A /01.0=所需时间t=_______秒。
A. 400
B. 460
C. 500
D. 560
33.在全混流反应器中，反应器的有效容积与进料流体的容积流速之比为_______。
A. 空时τ
B. 反应时间t
C. 停留时间t
D. 平均停留时间t
34.脉冲示踪法测定停留时间分布对应曲线为_______。
A. E （t ）曲线
B. F （t ）曲线
C. I （t ）曲线
D. y （t ）曲线
35.阶跃示踪法测定停留时间分布对应曲线为_______。
A. E （t ）曲线
B. F （t ）曲线
C. I （t ）曲线
D. y （t ）曲线
36.平推流流动的E （t ）曲线的方差=2θσ_______。
A. 0
B. 0～1
C. 1
D. ＞1
36.全混流流动的E （t ）曲线的方差=2θσ_______。
A. 0
B. 0～1
C. 1
D. ＞1
37“三传一反”是化学反应工程的基础，其中所谓的一反是指_______。
A ．化学反应 B. 反应工程 C. 反应热力学 D. 反应动力学
38.下列属于平行反应的是_______。
A. A + B → P
B.??
?→+→+R B P P B A C.
A P(主)
S(副) D.A + B → P = R + S
39.
如果平行反应A P(主)
S(副)均为一级不可逆反应，若主E ＞副E ，提高选择性P S 应_______。
A. 提高浓度
B. 提高温度
C. 降低浓度
D. 降低温度
40.当催化剂颗粒的微孔的孔径小于分子的自由程_______时，分子与孔壁的碰撞成了扩散阻力的主要因素，这种扩散称为努森扩散。
A. 0.01um
B. 0.1um
C. 1um
D. 1nm
41.催化剂颗粒扩散的无因次扩散模数e m S V S D C k R /1-=φ值的大小反映了表面反应速率与
_______之比。
A. 扩散速率
B. 外扩散速率
C. 内扩散速率
D. 实际反应速率
42.四只相同体积的全混釜串联操作，其无因次停留时间分布的方差值2θσ为( )
A．1.0 B. 0.25 C．0.50 D．0
43．包括粒内微孔体积在内的全颗粒密度称之为( )
A．堆(积)密度B．颗粒密度C．真密度D．平均密度
44、在全混流反应器中，反应器的有效容积与进料流体的容积流速之比为___ ___。
A. 空时τ
B.反应时间t
C. 停留时间t
D. 平均停留时间
45、不属于气固相催化反应固定床反应器拟均相二维模型的特点是__ _。
A. 粒子与流体间有温度差
B. 粒子与流体间无温度差
C. 床层径向有温度梯度
D. 床层轴向有温度梯度
46、不属于气固相催化反应固定床反应器拟均相二维模型的特点是__ __。
A. 粒子与流体间有浓度差
B. 粒子与流体间无浓度差
C. 床层径向有温度梯度
D. 床层径向有浓度梯度
47、下列哪一项不属于流化床反应器按深度而分的第Ⅱ级模型的特点_ _。
A. 各参数均为恒值
B. 参数值不随床高而变
C. 参数值与气泡大小无关
D. 参数值与气泡大小有
48.某一级简单反应，关键组分的转化率为95%，收率为80%，其目的产物的选择性为。
A.76%
B. 80%
C.95% D条件不足，无法确定
49.在催化反应过程中，下面那一个是正确。
A. 催化剂颗粒越小，表面积越大，反应速率越大
B. 催化剂颗粒越大，床层的压降越小，反应速率越大
C. 催化剂颗粒越小，梯尔模数越小，内扩散对催化反应速度的影响越大
D. 釜式反应过程中，搅拌速度越大，外扩撒对催化反应的影响越大
50.下面对催化反应外扩撒的影响正确的是。
A. 气固相催化反应中，气速越大，对外扩撒影响越小
B. 气固相催化反应中，气速越大，对外扩撒影响越大
C. 气固相催化反应中，催化剂颗粒越小，对外扩散影响越小
D. 气固相催化反应中，催化剂孔隙率越大，对外扩散影响越小。
四、证明及计算
1. 在平行反应
其中L 为目的产物，在等温操作中证明，采用PFR
；采用CSTR 则
2
有如下平行反应
P 为目的产物，各反应均为一级不可逆放热反应，反应活化能依次为E 2 3. 在Pt 催化剂上进行异丙苯分解反应： 65326636(）?+C H CH CH C H C H 以A,B 及R 分别表示异丙苯，苯及丙烯，反应步骤如下： （1）σ σ+?A A （2）σσ?+A B R （3）σσ?+B B 若（2）步为速率控制步骤，试推导异丙苯分解的速率方程。 4.在银催化剂上进行乙烯氧化反应 2C 2H 4+O 2 2C 2H 4O 以A ，B 及R 分别表示C 2H 4，O 2及C 2H 4O ，反应步骤如下： （1）σ σ+?A A (2) （3） (表面反应) （4） 若表面反应为速率控制步骤，试推导动力学方程。 1 P A 2 S 3 T L A M N 5. 气固相催化反应：A+B==C ，其反应机理如下： A+σ?A σ B+σ?B σ A σ+B ? C σ C σ?C+σ 假定符合Langmuir 均匀吸附模型，试分别推导动力学方程： （1） A 吸附控制；2 、C 脱附控制； 3 表面反应控制。 6. 在气固相催化剂表面进行下列气相可逆反应： A +B ==R 其反应机理为： A +σ1＝A σ1 B +σ2＝B σ2 A σ1+ B σ2→R σ1+σ2 (速率控制步骤) R σ1＝R +σ1 试用Langmuir 均匀吸附模型导出该反应的本征动力学方程。 7. 丁烯在某催化剂上反应的到丁二烯的总反应为 C 4H 8(A)== C 4H 6(B)+ H 2(C) 假设反应按如下步骤进行：A+σ?A σ A σ?B σ+C B σ?B+σ 假定符合均匀吸附模型，试分别推导动力学方程： 1） A 吸附控制； 2 B 脱附控制； 3 表面反应控制。 8.如图所示ABC 为某可逆放热气-固相催化反应平衡曲线，DEF 为最佳温度曲线，回答下列问题： （1）D 、E 、F 三点，哪一点的反应速率最大？哪一点反应速率最小？ （2）A 点与B 点哪一点的反应速率大？ （3）G 、M 、E 、N 各点中，哪一点的反应速率最大？ （4）D 、G 、H 各点中，哪一点反应速率最大？ （5）G 与M ，哪一点的反应速率最大？ （6） 从图上相对位置，能否判断M 与N 点的反应速率相对大小？ 9．在T?x图上，①为平衡曲线，②为最佳温度曲线，AMN为等转化率曲线，指出最大速率点和最小速率点。BCD为等温线，指出最大速率点和最小速率点。 10. 某催化反应在500℃下进行，已知本征反应速率r A=7.696×10-5mol/(g·s)（式中p A 的单位为MP a），催化剂为Ф5mm×5mm圆柱体，ρp=0.8g/cm3 ，颗粒外表面A的分压p A=0.101325MP a，粒内组分A的有效扩散系数。求催化剂的内扩散有效因子。 12异丙苯在催化剂上脱烷基生成苯，如催化剂为球形，密度为ρP=1.06kg·m-3，空隙率εP=0.52，比表面积为S g=350m2g-1，求在500℃和101.33kPa，异丙苯在微孔中的有效扩散系数，设催化剂的曲折因子τ=3，异丙苯?苯的分子扩散系数D AB=0.155cm2s-1。 13. 已知某均相反应，反应速率，k=17.4 ml/(mol·min)，物料密度恒定为0.75 g/ml，加料流量为7.14 L/min，c A0=7.14 mol/L，在等温下，在一个0.25 m3的CSTR后接一个0.25 m3的PFR进行反应，试计算其的转化率各为多少。 14. 已知某均相反应，反应速率，k=17.4 ml/(mol·min)，物料密度恒定为0.75 g/ml，加料流量为7.14 L/min，c A0=7.14 mol/L，反应器在等温下进行，试计算下列方案的转化率各为多少。 （1）串联两个体积0.25m3的CSTR； (2)一个0.25m3的CSTR后接一个0.25m3的PFR； (3)一个0.25m3的PFR后接一个0.25m3的CSTR； (4)一个0.5m3的PFR。 15.液相二级不可逆反应A+B==C，C A0=C B0，在平推流反应器进行试验，当τ=10min时x A=0.99，问在相同温度下为达到相同转化率，采用（1）在全混流反应器中进行时，空时τ为多少？（2）若在两个等体积串联全混流反应器中进行时，空时τ又为多少？ 16.等温一级反应，依次经过体积相等的平推流反应器和全混流反应器，出口转化率为0.99，若将两个反应器改换次序，问出口转化率为多少？ 17.等温二级反应，依次经过体积相等的平推流反应器和全混流反应器，出口转化率为0.99，若将两个反应器改换次序，问出口转化率为多少？ 18. 在全混流反应器中进行液-固反应，产物为固相，反应为1级，已知k=0.02min-1，固体颗粒的平均停留时间为100 min，求平均转化率。 20.在间歇反应器中等温进行下列液相反应： r D 及r R 分别为产物D 及R 的生成速率。反应用的原料为A 及B 的混合液，其中A 的浓度等于2kmol/m 3。 （1） 计算A 的转化率达95%时所需的反应时间； （2）A 的转化率为95%时，R 的收率是多少？ （3）若反应温度不变，要求D 的收率达70%，能否办到？ （4）改用全混反应器操作，反应温度与原料组成均不改变，保持空时与（1）的反应时间相同，A 的转化率是否可达到95%？ 29. 用多级全混流串联模型来模拟一管式反应装置中的脉冲实验，已知 971.82=t σ，187.62=t ，求 1） 推算模型参数N ； 2） 推算一级不可逆等温反应的出口转化率。 20已知一等温闭式液相反应器的停留时间分布密度函数E(t)=16texp(-4t),min -1 ，试求： （1） 平均停留时间; （2）空时； （3）空速； （4）停留时间小于1min 的物料所占的分率； （5）停留时间大于1min 的物料所占的分率； （6）若用多釜串联模型拟合，该反应器相当于几个等体积的全混釜串联？ （7）若用轴向扩散模型拟合，则模型参数Pe 为多少？ （8）若反应物料为微观流体，且进行一级不可逆反应，其反应速率常数为6min -1,C A0=1mol/l,试分别采用轴向扩散模型和多釜串联模型计算反应器出口转化率，并加以比较； （9）若反应物料为宏观流体，其它条件与上述相同，试估计反应器出口转化率，并与微观流体的结果加以比较？ 21.反应A+B →R+S ，已知V R =0.001m 3，物料进料速率V 0=0.5×10-3m 3min -1，c A0=c B0=5mol·m 3，动力学方程式为?r A =kc A c B ，其中k =100m 3kmol -1min -1。求：(1)反应在平推流反应器中进行时出口转化率为多少？(2)欲用全混流反应器得到相同的出口转化率，反应器体积应多大?(3)若全混流反应器体积V R =0.001m 3，可达到的转化率为多少? 3231.6/.28.2/.+→=→=R A D A A B R r C kmol m h A D r C kmol m h 3 釜式反应器 3.1在等温间歇反应器中进行乙酸乙酯皂化反应： 325325+→+CH COOC H NaOH CH COONa C H OH 该反应对乙酸乙酯及氢氧化钠均为一级。反应开始时乙酸乙酯及氢氧化钠的浓度均为0.02mol/l ，反应速率常数等于5.6l/mol.min 。要求最终转化率达到95%。试问： （1） （1） 当反应器的反应体积为1m 3时，需要多长的反应时间？ （2） （2） 若反应器的反应体积为2m 3，，所需的反应时间又是多少？ 解：（1）002220 00001()(1)110.95169.6min(2.83) 5.60.0210.95 ===?---= ?=?-??Af Af X X A A A A A A A A A A A dX dX X t C C R k C X kC X h (2) 因为间歇反应器的反应时间与反应器的大小无关，所以反应时间仍为2.83h 。 3.2拟在等温间歇反应器中进行氯乙醇的皂化反应： 223222+→++CH ClCH OH NaHCO CH OHCH OH NaCl CO 以生产乙二醇，产量为20㎏/h ，使用15%（重量）的NaHCO 3水溶液及30%（重量）的氯乙醇水溶液作原料，反应器装料中氯乙醇和碳酸氢钠的摩尔比为1：1，混合液的比重为1.02。该反应对氯乙醇和碳酸氢钠均为一级，在反应温度下反应速率常数等于5.2l/mol.h ，要求转化率达到95%。 （1） （1） 若辅助时间为0.5h ，试计算反应器的有效体积； （2） （2） 若装填系数取0.75，试计算反应器的实际体积。 解：氯乙醇，碳酸氢钠，和乙二醇的分子量分别为80.5,84 和 62kg/kmol,每小时产乙二醇：20/62=0.3226 kmol/h 每小时需氯乙醇：0.326680.5 91.11/0.9530%?=?kg h 每小时需碳酸氢钠：0.326684 190.2/0.9515%?=?kg h 原料体积流量： 091.11190.2 275.8/1.02+= =Q l h 氯乙醇初始浓度：00.32661000 1.231/0.95275.8?==?A C mol l 反应时间： 02000110.95 2.968(1) 5.2 1.23110.95===?=-?-??Af Af X X A A A A B A A dX dX t C h kC C kC X 反应体积：0(')275.8(2.9680.5)956.5=+=?+=r V Q t t l 化学反应工程模拟题答案 一、填空题： 1.所谓“三传一反”是化学反应工程学的基础，其中“三传”是指质量传 递、热量传递和动量传递，“一反”是指反应动力学。 2.各种操作因素对于复杂反应的影响虽然各不相同，但通常温度升高有利于 活化能高的反应的选择性，反应物浓度升高有利于反应级数大的反应的选择性。 3.测定非理想流动的停留时间分布函数时，两种最常见的示踪物输入方法为 脉冲示踪法和阶跃示踪法。 4.在均相反应动力学中，利用实验数据求取化学反应速度方程式的两种最主 要的方法为积分法和微分法。 5.多级混合模型的唯一模型参数为串联的全混区的个数N ，轴向扩散 模型的唯一模型参数为Pe（或Ez / uL）。 6.工业催化剂性能优劣的三种最主要的性质是活性、选择性和稳定性。 7.平推流反应器的E函数表达式为 , () 0, t t E t t t ?∞= ? =? ≠ ?? ，其无因次方差 2 θ σ= 0 ，而全混流反应器的无因次方差2θσ＝ 1 。 8.某反应速率常数的单位为m3 / (mol? hr )，该反应为 2 级反应。 9.对于反应22 A B R +→，各物质反应速率之间的关系为 (-r A)：(-r B)：r R＝1：2：2 。 10.平推流反应器和全混流反应器中平推流更适合于目的产物是 中间产物的串联反应。 11.某反应的计量方程为A R S →+，则其反应速率表达式不能确定。 12.物质A按一级不可逆反应在一间歇反应器中分解，在67℃时转化 50％需要30 min, 而在80 ℃时达到同样的转化率仅需20秒，该反应的活化能为 3.46×105 (J / mol ) 。 13.反应级数不可能（可能/不可能）大于3。 14.对于单一反应，在相同的处理量和最终转化率条件下，选择反应器时 主要考虑反应器的大小；而对于复合反应，选择反应器时主要考虑的则是目的产物的收率； 15.完全混合反应器（全混流反应器）内物料的温度和浓度均一， 并且等于（大于/小于/等于）反应器出口物料的温度和浓度。 二、多项选择题： 1．关于理想的间歇式反应器、平推流反应器和全混流反应器，下列描述正确的是 A, C, D A. 三者同为理想反应器，但理想的内涵是不同的； B. 理想的间歇式反应器和全混流反应器的理想的内涵是一样的，都是反 应器内温度和组成处处相同； C. 理想的间歇式反应器和全混流反应器的理想的内涵是不一样的，虽然 都是反应器内温度和组成处处相同，但前者随着时间的变化温度和组 成可能都发生变化，而后者则不随时间变化； D. 平推流和全混流反应器都是连续流动式反应器，前者的返混为零，后 者为无穷大 2．关于积分法和微分法，认识正确的是 A, B 1.反应动力学主要研究化学反应进行的机理和速率，以获得进行工业反应器的设计和操作所必需的动力学知识，如反应模式、速率方程及反应活化能等等。包含宏观反应动力学和本征反应动力学。 2.化学反应工程化学反应工程是一门研究化学反应的工程问题的学科，即以化 学反应为研究对象，又以工程问题为研究对象的学科体系。 3.小试，中试小试：从事探索、开发性的工作，化学小试解决了所定课题的反应、分离过程和所涉及物料的分析认定，拿出合格试样，且收率等经济技术指标达到预期要求。中试：要解决的问题是：如何釆用工业手段、装备，完成小试的全流程，并基本达到小试的各项经济技术指标，规模扩大。 4.三传一反三传为动量传递（流体输送、过滤、沉降、固体流态化等，遵循流体动力学基本规律）、热量传递（加热、冷却、蒸发、冷凝等，遵循热量传递基本规律）和质量传递（蒸馏、吸收、萃取、干燥等，遵循质量传递基本规律），“一反”为化学反应过程（反应动力学）。 5催化剂在化学反应中能改变反应物的化学反应速率（提高或降低）而不改变化学平衡，且本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有发生改变的物质叫催化剂。 6催化剂的特征（1）.催化剂只能加速热力学上可以进行的反应。 （2）.催化剂只能加速反应趋于平衡，不能改变反应的平衡位置（平衡常数）。 （3）催化剂对反应具有选择性，当反应可能有一不同方向时，催化剂仅加速其中一种。 （4）.催化剂具有寿命，由正常运转到更换所延续时间。 7活化组份活性组分是催化剂的主要成分，是真正起摧化作用的组分。常用的催化剂活性组分是金属和金属氧化物。 8.载体催化剂活性组分的分散剂、粘合物或支撑体，是负载活性组分的骨架。 9助催化剂本身没有活性，但能改善催化剂效能。助催化剂是加入催化剂中的少量物质，是催化剂的辅助成分，其本身没有活性或活性很小，但是他们加入到催化剂中后，可以改变催化剂的化学组成，化学结构，离子价态、酸碱性、晶格结构、表面结构，孔结构分散状态，机械强度等，从而提高催化剂的活性，选择性，稳定性和寿命。 10平推流反应器理想平推流反应器是指通过反应器的物料沿同一方向以相同速度向前流动，像活塞一样在反应器中向前平推， 11全混流反应器流入反应器的物料，在瞬间与反应器的物料混合均匀，即在反应器中各处物料的温度、浓度都是相同的。 第一章 1.化学反应工程是一门研究 ( 化学反应个工程问题 ) 的科学。 2.所谓数学模型是指 ( 用数学方法表达各变量间的关系 ) 。 3.化学反应器的数学模型包括（动力学方程式、物料横算式子、热量衡算式、 动量衡算式和参数计算式） 4.所谓控制体积是指（能把反应速率视作定值的最大空间范围）。 5.模型参数随空间而变化的数学模型称为（分布参数模型）。 6.模型参数随时间而变化的数学模型称为（非定态模型）。 7.建立物料、热量和动量衡算方程的一般式为( 累积量=输入量-输出量)。 第二章 1.均相反应是指 ( 在均一的液相或气相中进行的反应) 。 2.对于反应aA + bB→ pP + sS，则r P=( p/a )r A。 A 的量 / 反应开始的物料 A 的 3. 着眼反应物 A 的转化率的定义式为( 转化率 Xa=转化了的物料 量) 。 4.产物 P的收率ΦP与得率ХP和转化率 x A间的关系为 ( Xp/Xa ) 。 5.化学反应速率式为r A=k C C AαC Bβ，用浓度表示的速率常数为k C，假定符合理想气体状态方 程，如用压力表示的速率常数k P，则 k C=[ (RT)的a+B次方]k P。 6. 对反应 aA + bB→ pP + sS的膨胀因子的定义式为（P+S）-(A+B))/A。 7.膨胀率的物理意义为 ( 反应物 A 全部转化后系统的体积变化率 ) 。 8.活化能的大小直接反映了 ( 反应速率 ) 对温度变化的敏感程度。 9.反应级数的大小直接反映了 ( 反应速率 ) 对浓度变化的敏感程度。 10.对复合反应，生成主产物的反应称为( 主反应 ) ，其它的均为 ( 副反应 ) 。 11.平行反应A→ P、A→ S均为一级不可逆反应，若E1＞ E2，选择性S p与 (A 的浓度 ) 无关，仅是(A 的浓度 ) 的函数。 12.如果平行反应 A → P 、A → S 均为一级不可逆反应，若 E1＞ E2，提高选择性 S P应( 提到 温度 ) 。 13.一级连串反应 A → P→ S在平推流反应器中，为提高目的产物P 的收率，应 ( 降 低)k 2/k 1。 14.产物 P 的收率的定义式为 ( 生成的全部 P 的物质的量 / 反应掉的全部 A 的物质的量 ) 15.产物 P 的瞬时收率φP的定义式为 ( 生成的物质的量 / 反应的 A 的物质的量 ) 16.产物 P 的选择性 S P的定义式为 ( 单位时间内产物P 的物质的量 / 单位时间内生成产物 S 的物质的量 ) 17.由 A 和 B 进行均相二级不可逆反应αA A+αB B =α S S，速率方程为： r =－ dC /dt=kC C。 AA A b 求：（ 1）当 C A0/C B0=αA/ αB时的积分式 （2）当 C A0/C B0=λ≠αA/ αB时的积分式 18.反应 A → B 为 n 级不可逆反应。已知在 300K 时要使 A 的转化率达到 20%需，而在 340K 时达到同样的转化率仅需，求该反应的活化能E。 第三章 1.理想反应器是指 ( 理想混合反应器平推流反应器 ) 。 2.全混流反应器的空时τ是 ( 反应器容积 ) 与( 进料的体积流量 ) 之比。 3.全混流反应器的放热速率Q G={ (Hr ) Ft 0 y A0 x A}。 4.全混流反应器的移热速率Q r ={Ft 0 C pm (T1T2 ) } 5.全混流反应器的定常态操作点的判据为{ Q G Q r}。 6.全混流反应器处于热稳定的定常态操作点的判据为{Q G Q r dQ r dQ G}。 dT dT 化学反应工程名词解释 与简答题 https://www.doczj.com/doc/6917940036.html,work Information Technology Company.2020YEAR 1.反应动力学主要研究化学反应进行的机理和速率，以获得进行工业反应器的设计和操作所必需的动力学知识，如反应模式、速率方程及反应活化能等等。包含宏观反应动力学和本征反应动力学。 2.化学反应工程化学反应工程是一门研究化学反应的工程问题的学科，即以化 学反应为研究对象，又以工程问题为研究对象的学科体系。 3.小试，中试小试：从事探索、开发性的工作，化学小试解决了所定课题的反应、分离过程和所涉及物料的分析认定，拿出合格试样，且收率等经济技术指标达到预期要求。中试：要解决的问题是：如何釆用工业手段、装备，完成小试的全流程，并基本达到小试的各项经济技术指标，规模扩大。 4.三传一反三传为动量传递（流体输送、过滤、沉降、固体流态化等，遵循流体动力学基本规律）、热量传递（加热、冷却、蒸发、冷凝等，遵循热量传递基本规律）和质量传递（蒸馏、吸收、萃取、干燥等，遵循质量传递基本规律），“一反”为化学反应过程（反应动力学）。 5催化剂在化学反应中能改变反应物的化学反应速率（提高或降低）而不改变化学平衡，且本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有发生改变的物质叫催化剂。 6催化剂的特征（1）.催化剂只能加速热力学上可以进行的反应。 （2）.催化剂只能加速反应趋于平衡，不能改变反应的平衡位置（平衡常数）。 （3）催化剂对反应具有选择性，当反应可能有一不同方向时，催化剂仅加速其中一种。 （4）.催化剂具有寿命，由正常运转到更换所延续时间。 7活化组份活性组分是催化剂的主要成分，是真正起摧化作用的组分。常用的催化剂活性组分是金属和金属氧化物。 8.载体催化剂活性组分的分散剂、粘合物或支撑体，是负载活性组分的骨架。 9助催化剂本身没有活性，但能改善催化剂效能。助催化剂是加入催化剂中的少量物质，是催化剂的辅助成分，其本身没有活性或活性很小，但是他们加入到催化剂中后，可以改变催化剂的化学组成，化学结构，离子价态、酸碱性、晶格结构、表面结构，孔结构分散状态，机械强度等，从而提高催化剂的活性，选择性，稳定性和寿命。 10平推流反应器理想平推流反应器是指通过反应器的物料沿同一方向以相同速度向前流动，像活塞一样在反应器中向前平推， 11全混流反应器流入反应器的物料，在瞬间与反应器内的物料混合均匀，即在反应器中各处物料的温度、浓度都是相同的。 第一章 1 1. 化学反应工程是一门研究 (化学反应个工程问题)的科学。 2 2. 所谓数学模型是指 (用数学方法表达各变量间的关系)。 3 3. 化学反应器的数学模型包括（动力学方程式、物料横算式子、4 热量衡算式、动量衡算式和参数计算式） 5 4. 所谓控制体积是指（能把反应速率视作定值的最大空间范围）。6 5. 模型参数随空间而变化的数学模型称为（分布参数模型）。 7 6. 模型参数随时间而变化的数学模型称为（非定态模型）。 8 7. 建立物料、热量和动量衡算方程的一般式为 (累积量=输入量-输出 9 量)。 10 第二章 11 1. 均相反应是指 (在均一的液相或气相中进行的反应)。 12 2. 对于反应aA + bB → pP + sS，则r P =( p/a )r A 。 13 3.着眼反应物A的转化率的定义式为(转化率Xa=转化了的物料A的量/反应开14 始的物料A的量)。 15 4. 产物P的收率Φ P 与得率Х P 和转化率x A 间的关系为( Xp/Xa )。 16 17 5. 化学反应速率式为r A =k C C A αC B β，用浓度表示的速率常数为k C ，假定符合 18 理想气体状态方程，如用压力表示的速率常数k P ，则k C =[ (RT)的a+B次方]k P 。 19 6.对反应aA + bB → pP + sS的膨胀因子的定义式为（P+S）-(A+B))/A 。 20 7.膨胀率的物理意义为 (反应物A全部转化后系统的体积变化率)。 21 8. 活化能的大小直接反映了 (反应速率) 对温度变化的敏感程度。 22 9. 反应级数的大小直接反映了(反应速率) 对浓度变化的敏感程度。 23 10.对复合反应，生成主产物的反应称为 (主反应)，其它的均为(副反应)。 24 11. 平行反应A → P、A → S 均为一级不可逆反应，若E 1＞E 2 ，选择性 25 S p 与 (A的浓度)无关，仅是 (A的浓度) 的函数。 26 12. 如果平行反应A → P、A → S均为一级不可逆反应，若E 1＞E 2 ，提 27 高选择性S P 应(提到温度)。 28 13. 一级连串反应A → P → S在平推流反应器中，为提高目的产物P的收29 率，应(降低)k 2/k 1 。 30 14. 产物P的收率的定义式为 (生成的全部P的物质的量/反应掉的全部A 31 的物质的量) 32 15. 产物P的瞬时收率φ P 的定义式为(生成的物质的量/反应的A的物质的量) 33 16. 产物P的选择性S P 的定义式为(单位时间内产物P的物质的量/单位时 34 间内生成产物S的物质的量) 35 17. 由A和B进行均相二级不可逆反应α A A+α B B = α S S，速率方程为： 36 r A =－dC A /dt=kC A C b 。 37 求：（1）当C A0/C B0 =α A /α B 时的积分式 38 （2）当C A0/C B0 =λ≠α A /α B 时的积分式 39 化学反应工程复习资料 一．填空 1.理想反应器是指 _______、______ _。 2.全混流反应器的返混_______。平推流反应器的返混为_______。 3.反应器物料的停留时间的分布曲线是通过物理示踪法来测定的，根据示踪剂的输入方式不同分为 _______、_______、_______。 4.平推流管式反应器t t =时，E （t ）=____。；平推流管式反应器t t ≠时，E （t ）=_____。；平推流管式反应器t t ≥时，F （t ）=___ 。；平推流管式反应器t ＜t 时，F （t ）=____。 5.平推流管式反应器其E （θ）曲线的方差=2θσ_______。；平推流管式反应器其E （t ）曲线的方 差 =2t σ_______。 6.全混流反应器t=0时E （t ）=_______。；全混流反应器其E （θ）曲线的方差=2θσ_______。；全 混流反应器其E （t ）曲线的方差 =2t σ_______。 7.催化剂“三性”是指 、 和 。 8.凡是流体通过不动的固体物料所形成的床层而进行反应的装置都称作___ ____。 9. 化学反应过程按操作方法分为____ ___、___ ____、_____ __操作。 10. 化学反应工程中的“三传一反”中的三传是指____ ___、___ ____、____ ___。 11. 化学反应的总级数为n ，如用浓度表示的速率常数为C K ，用逸度表示的速率常数 f K ，则 C K =_______f K 。 12.在构成反应机理的诸个基元反应中，如果有一个基元反应的速率较之其他基元反应慢得多，他 的反应速率即代表整个反应的速率，其他基元反应可视为处于____ ___。 13. 一级连串反应A S P 在全混流釜式反应器中，则目的产物P 的最大浓度=max ,P C ______、=opt τ______。 14. 一级连串反应A S P 在平推流反应器中，则目的产物P 的最大浓度=max ,P C _______、=opt t ______。 第一章 1. 化学反应工程是一门研究 (化学反应个工程问题)的科学。 2. 所谓数学模型是指 (用数学方法表达各变量间的关系)。 3. 化学反应器的数学模型包括 （动力学方程式、 物料横算式子、 热量衡算式、 动量衡算式 和 参数计算式） 4. 所谓控制体积是指 （能把反应速率视作定值的最大空间范围）。 5. 模型参数随空间而变化的数学模型称为 （ 分布参数模型）。 6. 模型参数随时间而变化的数学模型称为 （非定态模型）。 7. 建立物料、热量和动量衡算方程的一般式为 (累积量=输入量-输出量)。 第二章 1. 均相反应是指 (在均一的液相或气相中进行的反应)。 2. 对于反应aA + bB → pP + sS ，则r P =( p/a )r A 。 3.着眼反应物A 的转化率的定义式为(转化率Xa=转化了的物料A 的量/反应开始的物料A 的量)。 4. 产物P 的收率ΦP 与得率ХP 和转化率x A 间的关系为( Xp/Xa )。 5. 化学反应速率式为r A =k C C A αC B β，用浓度表示的速率常数为k C ，假定符合理想气体状态方 程，如用压力表示的速率常数k P ，则k C =[ (RT)的a+B 次方]k P 。 6.对反应aA + bB → pP + sS 的膨胀因子的定义式为 （P+S ）-(A+B))/A 。 7.膨胀率的物理意义为 (反应物A 全部转化后系统的体积变化率)。 8. 活化能的大小直接反映了 (反应速率) 对温度变化的敏感程度。 9. 反应级数的大小直接反映了(反应速率) 对浓度变化的敏感程度。 10.对复合反应，生成主产物的反应称为 (主反应)，其它的均为(副反应)。 11. 平行反应A → P 、A → S 均为一级不可逆反应，若E 1＞E 2，选择性S p 与 (A 的浓度) 无关，仅是 (A 的浓度) 的函数。 12. 如果平行反应A → P 、A → S 均为一级不可逆反应，若E 1＞E 2，提高选择性S P 应(提到 温度)。 13. 一级连串反应A → P → S 在平推流反应器中，为提高目的产物P 的收率，应(降 低)k 2/k 1。 14. 产物P 的收率的定义式为 (生成的全部P 的物质的量/反应掉的全部A 的物质的量) 15. 产物P 的瞬时收率φP 的定义式为(生成的物质的量/反应的A 的物质的量) 16. 产物P 的选择性S P 的定义式为(单位时间内产物P 的物质的量/单位时间内生成产物S 的物质的量) 17. 由A 和B 进行均相二级不可逆反应αA A+αB B = αS S ，速率方程为： r A =－dC A /dt=kC A C b 。 求： （1）当C A0/C B0=αA /αB 时的积分式 （2）当C A0/C B0=λ≠αA /αB 时的积分式 18. 反应A → B 为n 级不可逆反应。已知在300K 时要使A 的转化率达到20%需12.6min ，而在340K 时达到同样的转化率仅需3.20min ，求该反应的活化能E 。 第三章 1. 理想反应器是指(理想混合反应器 平推流反应器)。 2. 全混流反应器的空时τ是 (反应器容积) 与(进料的体积流量)之比。 3. 全混流反应器的放热速率Q G ={ 00()A A Hr Ft y x ? }。 4. 全混流反应器的移热速率Q r ={ 012()pm Ft C T T - } 5. 全混流反应器的定常态操作点的判据为{ G r Q Q = }。 6. 全混流反应器处于热稳定的定常态操作点的判据为{ G r Q Q = G r dQ dQ dT dT > }。 《化学反应工程原理》复习思考题 第一章绪论 1、了解化学反应工程的研究内容和研究方法。 2、几个常用指标的定义及计算：转化率、选择性、收率。 第二章化学反应动力学 1、化学反应速率的工程表示，气固相催化反应及气液相非均相反应反应区的取法。 2、反应速率常数的单位及其换算。 3、复杂反应的反应速率表达式（可逆、平行、连串、自催化）。 4、气固相催化反应的步骤及基本特征。 5、物理吸附与化学吸附的特点。 6、理想吸附等温方程的导出及应用（单组分吸附、解离吸附、混合吸附）。 7、气固相催化反应动力学方程的推导步骤。 8、不同控制步骤的理想吸附模型的动力学方程的推导。 9、由已知的动力学方程推测反应机理。 第三章理想间歇反应器与典型化学反应的基本特征 1、反应器设计的基本方程式。 2、理想间歇反应器的特点。 3、理想间歇反应器等温、等容一级、二级反应反应时间的计算及反应器体积的计算。 4、自催化反应的特点及最佳工艺条件的确定及最佳反应器形式的选择。 5、理想间歇反应器最优反应时间的计算. 7、可逆反应的反应速率，分析其浓度效应及温度效应。 8、平行反应选择率的浓度效应及温度效应分析。 9、平行反应反应器形式和操作方式的选择。 10、串连反应反应物及产物的浓度分布，t opt C p.max的计算。 11、串连反应的温度效应及浓度效应分析。 第四章理想管式反应器 1、理想管式反应器的特点。 2、理想管式反应器内进行一级、二级等容、变容反应的计算。 3、空时、空速、停留时间的概念及计算。 4、膨胀率、膨胀因子的定义，变分子数反应过程反应器的计算。 第五章理想连续流动釜式反应器 1、全混流反应器的特点。 2、全混流反应器的基础方程及应用。 3、全混釜中进行零级、一级、二级等温、等容反应时的解析法计算。 4、全混釜的图解计算原理及图解示意。 5、全混流反应器中的浓度分布与返混，返混对反应的影响。 6、返混产生的原因及限制返混的措施。 7、多釜串联反应器进行一级、二级不可逆反应的解析法计算。 8、多釜串联反应器的图解法计算原理。 第七章化学反应过程的优化 1、简单反应过程平推流反应器与全混流反应器的比较及反应器形式的选择。 2、多釜串连反应器串连段数的选择分析。 3、自催化反应反应器的选型分析。 4、可逆放热反应速率随温度的变化规律，平衡温度和最优温度的概念。 5、平行反应选择率的温度效应及浓度效应分析，反应器的选型，操作方式的确定。 6、串连反应影响选择率和收率的因素分析，反应器的选型及操作方式的确定。 7、平推流与全混釜的组合方式及其计算。 第八章气固相催化反应过程的传递现象 1、气固相催化反应的全过程及特点。 2、等温条件下催化剂颗粒的外部效率因子的定义。 3、外扩散、内扩散对平行反应、连串反应选择性的影响分析。 4、气体流速对外扩散的影响分析。 5、等温条件下催化剂颗粒的内部效率因子的定义。 化学反应工程考试总结 一、填空题： 1.所谓“三传一反”是化学反应工程学的基础，其中“三传”是指质量传递、热量传递 和动量传递，“一反”是指反应动力学。 2.各种操作因素对于复杂反应的影响虽然各不相同，但通常温度升高有利于活化能高 的反应的选择性，反应物浓度升高有利于反应级数大的反应的选择性。 3.测定非理想流动的停留时间分布函数时，两种最常见的示踪物输入方法为脉冲示踪法 和阶跃示踪法。 4.在均相反应动力学中，利用实验数据求取化学反应速度方程式的两种最主要的方法为 积分法和微分法。 5.多级混合模型的唯一模型参数为串联的全混区的个数N ，轴向扩散模型的唯一模 型参数为Pe（或Ez / uL）。 6.工业催化剂性能优劣的三种最主要的性质是活性、选择性和稳定性。 7.平推流反应器的E函数表达式为 , () 0, t t E t t t ?∞= ? =? ≠ ?? ，其无因次方差2θσ= 0 ，而全混流反应器的无因次方差2θσ＝ 1 。 8.某反应速率常数的单位为m3 / (mol? hr )，该反应为 2 级反应。 9.对于反应22 A B R +→，各物质反应速率之间的关系为(-r A)：(-r B)：r R＝1：2：2 。 10.平推流反应器和全混流反应器中平推流更适合于目的产物是中间产物的串联反 应。 11.某反应的计量方程为A R S →+，则其反应速率表达式不能确定。 12.物质A按一级不可逆反应在一间歇反应器中分解，在67℃时转化50％需要30 min, 而 在80 ℃时达到同样的转化率仅需20秒，该反应的活化能为 3.46×105(J / mol ) 。 13.反应级数不可能（可能/不可能）大于3。 14.对于单一反应，在相同的处理量和最终转化率条件下，选择反应器时主要考虑反应器 的大小；而对于复合反应，选择反应器时主要考虑的则是目的产物的收率；15.完全混合反应器（全混流反应器）内物料的温度和浓度均一，并且等于 （大于/小于/等于）反应器出口物料的温度和浓度。 单选题 1. 对于反应级数n ＞0的不可逆气相等温反应，为降低反应器体积，应选用_______。（A ） （A ）平推流反应器 （B ）全混流反应器 （C ）平推流串接全混流反应器 （D ）全混流串接平推流反应器 2. 分批式操作的完全混合反应器非生产性时间不包括下列哪一项_______。（P22） （A ）加料时间 （B ）反应时间 （C ）物料冷却时间 （D ）清洗釜所用时间 3. 下列单位不属于反应速率的是_______。（P13） （A ）mol/(g ﹒s) （B ）m 3/s （C ）mol/(m 2﹒s) （D ）mol/(m 3﹒s) 4．反应 A B C →+，12.50 k s -=，则反应级数为_______。（P 13） A ． 0 （ B ）1 （ C ）2 （ D ）3 5. 反应NaOH + HCl NaCl + H 2O ，已知m o l s l k /1.0?=，则反应级数 n=_______。（P 13） （A ）0 （B ）1 （C ）2 （D ）3 6. 气相基元反应 B A →2，进料时反应物A 和稀释剂C 以等摩尔比加入，则膨胀率为_______。（P58） （A ）-1 （B ）-0.25 （C ）0.25 （D ）0.5 7. 下面反应器中不属于理想反应器的是_______。（P21） （A ）间歇反应器 （B ）全混流反应器 （C ）平推流反应器 （D ）膜反应器 8. 下面哪种反应器组合形式可以最大程度降低反应器体积_______。（B ） （A ）平推流反应器串联 （B ）全混流反应器串联 （C ）平推流反应器并联 （D ）全混流反应器并联 9. 在间歇反应器中进行等温一级反应A → B ，0.01 /A A r C mol L s -=?，当C A0=1 mol/L 时，求反应至C A0=0.01 mol/L 所需时间t=_______秒。（P43） （A ）400 （B ）460 （C ）500 （D ）560 1.化学反应过程按操作方法分为_______、______、_______操作。（分批式操作、连续式操 作、半间歇式） 2.反应器的型式主要为（釜）式、（管）式、（塔）式、（固定）床和（流化）床。 3.理想流动模型是指（平推流）模型和（全混流）模型。 5.间歇釜式反应器有效体积不但与（反应时间）有关，还与（非生产时间）有关。 6.对于平行反应，提高反应物浓度，有利于（级数高）的反应，降低反应物浓度有利于（级数低）的反应。化工生产中应用于均相反应过程的化学反应器主要有（釜式）反应器和（管式）反应器。 7.平行反应均为一级不可逆反应，若＞，选择性S p与_______无关，仅是_______的函数。（浓度、温度）主-副大于0，是吸热反应！ 8.如果平行反应均为一级不可逆反应，若＞，提高选择性应____ _。(提高温度) 9.理想反应器是指_______、_______。[理想混合（完全混合）反应器、平推流（活塞流或挤出流）反应器] 8.全混流反应器的返混_______。（最大）平推流反应器的返混为_______。（零） 9.对于循环操作的平推流反应器，当循环比β→0时为_______反应器，而当β→∞时则相当于_______反应器。 10.反应器物料的停留时间的分布曲线是通过物理示踪法来测定的，根据示踪剂的输入方式不同分为_______、_______、_______。（脉冲法、阶跃法、周期示踪法） 11.平推流管式反应器时，E（t）=_______。（∞） 12.平推流管式反应器时，E（t）=_______。（0） 13.平推流管式反应器时，F（t）=_______。（1） 14.平推流管式反应器＜时，F（t）=_______。（0） 15.平推流管式反应器其E（θ）曲线的方差_______。（0） 16.平推流管式反应器其E（t）曲线的方差_______。（0） 17.全混流反应器t=0时E（t）=_______。（） 18.全混流反应器其E（θ）曲线的方差_______。（1） 19.全混流反应器其E（t）曲线的方差_______。（） 20.工业催化剂所必备的三个主要条件是：_______、_______、_______。（活性好、选择性高、寿命长） 21.气体在固体表面上的吸附中物理吸附是靠_______结合的，而化学吸附是靠_______结合的。（范德华力、化学键力） 22.气体在固体表面上的吸附中物理吸附是_______分子层的，而化学吸附是_______分子层的。（多、单） 23.对于气—固相催化反应，要测定真实的反应速率，必须首先排除_______和_______的影响。（内扩散、外扩散） 24.催化剂在使用过程中，可能因晶体结构变化、融合等导致表面积减少造成的_______失活，也可能由于化学物质造成的中毒或物料发生分解而造成的_______失活。（物理、化学） 25.催化作用的本质是参与反应（历程），降低反应（活化能），提高反应（速度），因而 在工业化生产时能提高（生产能力）、降低（能量消耗）。 26催化剂“三性”是指（活性）、（选择性）和（寿命）。 27.催化作用与热力学无关，因此催化剂不能催化（在热力学上不可能发生的反应）；催化剂不能改变（化学平衡）。 28.催化剂失活的主要原因有（化学失活）、（物理失活）和（结构变化）。 29.凡是流体通过不动的固体物料所形成的床层而进行反应的装置都称作_______。（固定床反应 化学反应工程常见简答 题 https://www.doczj.com/doc/6917940036.html,work Information Technology Company.2020YEAR 3.简述气固相催化反应的宏观动力学步骤？ 答:整个多相催化反应过程可概括为7个步骤： 1、反应组分从流体主体向固体催化剂外表面传递； 2、反应组分从外表面向催化剂内表面传递； 3、反应产物从催化剂内表面向外表面传递； 4、反应产物从催化剂的外表面向流体主体传递。 5.实验室中欲测取某气固相催化反应动力学，该动力学方程包括本征动力学和宏观动力学方程，试问如何进行？ 1消除内扩散和外扩散 2测定本征动力学 3在无梯度反应器内消除影响后测量 6.本征化学反应速度在内外扩散阻力完全消除的情况下与宏观化学反应速度有何关系？ 答:相等。 第三章 1.CSTR串联为何好于单个大体积的CSTR是否工业上都用多个CSTR串联来代替单个CSTR多釜串联是否串联级数越多越好？ 答:1.减少返混 2．反应级数＞0，多釡代替单釜；反应级数＜0，则用单釜。 3．不是，要从成本和控制上来最终决定。 第四章 1，理想流动模型有哪两种类型其基本假定和特点各是怎样的 答:.平推流流动模型和全混流流动模型。 （1）平推流模型是一种假定返混量为零的极限流动模型。 特点：在定态情况下，沿物料流动方向，物料的浓度、温度、压力、流速等参数会发生变化，而垂直于流体流动方向任一截面上物料的所有参数都相同。所有物料质点在反应器中都具有相同的停留时间。 (2)全混流模型假定反应器内物料质点返混程度为无穷大。 特点：所有空间位置物料的各种参数完全均匀一致，而且出口处物料性质与反应器内完全相同。 第五章 请分析影响固定床层压力降的因素。 答:影响床层压力降的因素可分为二类：一类来自流体，如流体的粘度、密度等物理性质和流体的重量流速；另一类来自床层，如床层的高度、空隙率和颗粒的物理特性如粒度、形状、表面粗糙度等。 流体的重量流速对床层压降的影响较大，所以在设计和操作时都应该注意流速的改变会引起压降有多大的变化。对于一定的催化剂体积，应尽可能降低床层 第一章习题 1 化学反应式与化学计量方程有何异同?化学反应式中计量系数与化学计量方程中的计量系数有何关系? 答：化学反应式中计量系数恒为正值，化学计量方程中反应物的计量系数与化学反应式中数值相同，符号相反，对于产物二者相同。 2 何谓基元反应?基元反应的动力学方程中活化能与反应级数的含义是什么? 何谓非基元反应?非基元反应的动力学方程中活化能与反应级数含义是什么? 答：如果反应物严格按照化学反应式一步直接转化生成产物，该反应是基元反应。基元反应符合质量作用定律。基元反应的活化能指1摩尔活化分子的平均能量比普通分子的平均能量的高出值。基元反应的反应级数是该反应的反应分子数。一切不符合质量作用定律的反应都是非基元反应。非基元反应的活化能没有明确的物理意义，仅决定了反应速率对温度的敏感程度。非基元反应的反应级数是经验数值，决定了反应速率对反应物浓度的敏感程度。 3 若将反应速率写成t c r d d A A - =-，有什么条件? 答：化学反应的进行不引起物系体积的变化，即恒容。 4 为什么均相液相反应过程的动力学方程实验测定采用间歇反应器? 答：在间歇反应器中可以直接得到反应时间和反应程度的关系，而这种关系仅是动力学方程的直接积分，与反应器大小和投料量无关。 5 现有如下基元反应过程，请写出各组分生成速率与浓度之间关系。 (1)A+2B →C (2)A+2B →C (3)2A+2B →C A+C →D B+C →D A+C →D C+D →E 解 (1) D 4C A 3D D 4C A 3C 22 B A 1C C 22B A 1B D 4C A 3C 22 B A 1A 22c k c c k r c k c c k c k c c k r c k c c k r c k c c k c k c c k r -=+--=+-=+-+-= (2) E 6D C 5D 4C B 3D E 6D C 5D 4C B 3C 22 B A 1C D 4C B 3C 22B A 1B C 22 B A 1A 22c k c c k c k c c k r c k c c k c k c c k c k c c k r c k c c k c k c c k r c k c c k r +--=+-+--=+-+-=+-= (3) D 4C A 3D D 4C A 3C 22 B 2A 1C C 22B 2A 1B D 4C A 3C 22 B 2A 1A 2222c k c c k r c k c c k c k c c k r c k c c k r c k c c k c k c c k r -=+--=+-=+-+-= 6 气相基元反应A+2B →2P 在30℃和常压下的反应速率常数k c =2.65× 104m 6kmol -2s -1。现以气相分压来表示速率方程，即(?r A )=k P p A p B 2 ，求k P =?（假定气体为理想气体） 解 () 3 -1-363 111 2643c P 2 B A p A 2 B A c 2 B A c A 1264c kPa s m kmol 10655.1K 303K kmol kJ 314.8s kmol m 1065.2)(s kmol m 1065.2K 30330273--------??=???= ==-? ? ? ??==-= ?==+=RT k k p p k r RT p RT p k c c k r RT p c k T 化学反应工程基本概 念 第一章 1. 化学反应工程是一门研究 (化学反应个工程问题)的科学。 2. 所谓数学模型是指 (用数学方法表达各变量间的关系)。 3. 化学反应器的数学模型包括（动力学方程式、物料横算式子、热量衡算 式、动量衡算式和参数计算式） 4. 所谓控制体积是指（能把反应速率视作定值的最大空间范围）。 5. 模型参数随空间而变化的数学模型称为（分布参数模型）。 6. 模型参数随时间而变化的数学模型称为（非定态模型）。 7. 建立物料、热量和动量衡算方程的一般式为 (累积量=输入量-输出量)。 第二章 1. 均相反应是指 (在均一的液相或气相中进行的反应)。 2. 对于反应aA + bB → pP + sS，则r P =( p/a )r A 。 3.着眼反应物A的转化率的定义式为(转化率Xa=转化了的物料A的量/反应开始的物料A的量)。 4. 产物P的收率Φ P 与得率Х P 和转化率x A 间的关系为( Xp/Xa )。 5. 化学反应速率式为r A =k C C A αC B β，用浓度表示的速率常数为k C ，假定符合理想 气体状态方程，如用压力表示的速率常数k P，则k C=[ (RT)的a+B次方]k P。 6.对反应aA + bB → pP + sS的膨胀因子的定义式为（P+S）-(A+B))/A 。 7.膨胀率的物理意义为 (反应物A全部转化后系统的体积变化率)。 8. 活化能的大小直接反映了 (反应速率) 对温度变化的敏感程度。 9. 反应级数的大小直接反映了(反应速率) 对浓度变化的敏感程度。 10.对复合反应，生成主产物的反应称为 (主反应)，其它的均为(副反应)。 11. 平行反应A → P、A → S 均为一级不可逆反应，若E 1＞E 2 ，选择性S p 与 (A的浓度)无关，仅是 (A的浓度) 的函数。 12. 如果平行反应A → P、A → S均为一级不可逆反应，若E 1＞E 2 ，提高选择 性S P应(提到温度)。 13. 一级连串反应A → P → S在平推流反应器中，为提高目的产物P的收率，应(降低)k2/k1。 14. 产物P的收率的定义式为 (生成的全部P的物质的量/反应掉的全部A的物质的量) 15. 产物P的瞬时收率φ P 的定义式为(生成的物质的量/反应的A的物质的量) 16. 产物P的选择性S P 的定义式为(单位时间内产物P的物质的量/单位时间内生成产物S的物质的量) 17. 由A和B进行均相二级不可逆反应α A A+α B B = α S S，速率方程为： r A =－dC A /dt=kC A C b 。 （1） 简述活塞流模型和全混流模型的基本特征。 （2） 根据缩芯模型，描述S H 2和ZnO 反应的宏观步骤 （3） 对于快速的一级不可逆的气液反应，写出其宏观反应速率的表达式（指明 式中各参数的含义）。 （4） 对于一级不可逆的气固相催化反应，写出其宏观反应速率的表达式（指明 式中各参数的含义）。 1.简述理想反应器的种类 答：通常所指的理想反应器有两类：理想混合（完全混合）反应器和平推流（活 塞流或挤出流）反应器。所谓完全混合流反应器是指器内的反应流体瞬间达到完 全混合，器内物料与反应器出口物料具有相同的温度和浓度。所谓平推流反应器 是指器内反应物料以相同的流速和一致的方向进行移动，不存在不同停留时间的 物料的混合，所有的物料在器内具有相同的停留时间。 2.简述分批式操作的完全混合反应器 答：反应物料一次性投入反应器内，在反应过程中，不再向器内投料，也不出料，待达到反应要求的转化率后，一次性出料，每批操作所需生产时间为反应时间与 非生产性时间之和，非生产性时间包括加料、排料和物料加热、冷却等用于非反 应的一切辅助时间。 3.简述等温恒容平推流反应器空时、反应时间、停留时间三者关系 答：空时是反应器的有效容积与进料流体的容积流速之比。反应时间是反应物料 进入反应器后从实际发生反应的时刻起到反应达某一程度所需的反应时间。停留 时间是指反应物进入反应器的时刻算起到离开反应器内共停留了多少时间。由于 平推流反应器内物料不发生返混，具有相同的停留时间且等于反应时间，恒容时 的空时等于体积流速之比，所以三者相等。 4.对于可逆放热反应如何选择操作温度 答：1）对于放热反应，要使反应速率尽可能保持最大，必须随转化率的提高，按 最优温度曲线相应降低温度； 2）这是由于可逆放热反应，由于逆反应速率也随反应温度的提高而提高，净 反应速率出现一极大值； 3）而温度的进一步提高将导致正逆反应速率相等而达到化学平衡。 5.对于反应，21A R C k r =，1E ；A S C k r 2=，2E ，当1E ＞2E 时如何选择操作温度可以 提高产物的收率 答：对于平行反应A RT E E A RT E RT E S R R C e k k C e k e k r r S 12212010/20/10---===，所以，当1E ＞2E 时应尽可 能提高反应温度，方可提高R 的选择性，提高R 的收率。化学反应工程第三章答案
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