化学反应工程复习资料

1、 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_、_、_。 t?tt?t ；平推。）=_时，Et时，E（）=_。4.平推流管式反应器；平推流管式反应器（tttt?t 。）=_时，F（F（t）=_ 流管式反应器。；平推流管式反应器t时，2?）曲线的方差tE（）曲线的方差_。；平推流管式反应器其5.平推流管式反应器其E2? 。_t2?；全_。；全混流反应器其E（）曲线的方差全混流反应器t=0时E（t）=_6.2? _。E（t）曲线的方差混流

2、反应器其t 。 、 和 催化剂“三性”是指7. _。 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_ 操作。 _ _、_ _ 9. 化学反应过程按操作方法分为_ 、_ _。_ _、 _ 、化学反应工程中的“三传一反”中的三传是指10. _ KKKf，则，用逸度表示的速率常数n，如用浓度表示的速率常数为11. 化学反应的总级数为CCKf =_。 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12. _。 _ 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 KK21SPA 的最大浓度P一级连串反应13. 在全混流釜式反应器中，则目的产

3、物 资料word ?Copt _、_。maxP,KK?C12SAP 的最大浓度在平推流反应器中，则目的产物P14. 一级连串反应max,P?topt 。 _、_ _之比。与_ _ 15.全混流反应器的空时是 _ CA C _。17.脉冲示踪法测定停留时间分布对应曲线为0CA C 。18.阶跃示踪法测定停留时间分布 对应曲线为_0?P 19.在轴向分散模型中，模型的唯一参数彼克莱准数。 _e 。 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_、_、_ 级反应。 23. 某反应速率常数的单位为m

4、/ (mol? h )，该反应为 3 数型参唯一模 ，轴向扩散模型的 模24. 多釜串联型的模型参数为 。 为 并 浓度 ，且 温物应全反完25. 全混合应器（混流反器）内料的度和 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。 1.0 S R A N= 27. 多级全混釜串联模型当釜数 0.8 流。 为平推 混为全流当，N= 0.6 C/C A0 0.4各种操作因素对于复杂反应的影响28. 0.2资料 word 1.00.60.800.20.4 X A 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

5、高有利 于反应级数 的反应的选择性。 29. 对于反应，各物质反应速率之间的关系为 (-r)：(-r)：r 。 R?2?2BARAB A?R?S，则其反应速率表达式 30. 某反应的计量方程为 。 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

6、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

7、率： 。 43.选择性： 。 资料word 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+3HCH+HO进料时无惰性气体，CO与H以12摩尔比进料，则膨胀因2242 资料word 子co=

8、_ 。 A. -2 B. -1 C. 1 D. 2 KK21SAP 在间歇式反应器中，则目的产物P2. 的最大浓度一级连串反应 C= _。P,maxKCK2KC2K A0KK? 10AKK?)C(2)C(1212 221/ 0A 0A1K)?(K/21/2(K/?1K)KKD. C. A. B. 2112213. 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 n?nn?nn?nn?n0PP0PPPPP0P0 nn?nnn?n?nB. A. D. C.0RR0AASS0A04. 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

9、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n0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 kmol/mx=0.7出口转化率，每批操作时间， =2.306. 一级不可逆液相反应A2R，C3AA0t+t=2.06 h kgm。 V为_ 500

10、00，装置的生产能力为，产物R/天，M=60则反应器的体积30R A. 19.6 B. 20.2 C. 22.2 D. 23.4 -r=0.01C mol/lsC=1 mol/l时，求反应B7. 在间歇反应器中进行等温一级反应A ，当A0AAC=0.01 mol/l所需时间t=_ 至秒。 A 资料word D. 560 C. 500 A. 400 B. 460 P浓度最大时的最优空S在全混流釜式反应器中进行，使目的产物8. 一级连串反应A P 。 时_ opt= )Kln(K/1)/KKln(K/K)ln(122121 KKKKK?K?KK D. A. C. B. 212112129. 分批式

11、操作的完全混合反应器非生产性时间t不包括下列哪一项_ _。 0 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

12、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。 r?(?r)pP + sSaA + bB _ ，则14.对于反应。AP|apa|p p|ap|a D. C. B. A. ?的摩尔比进料，则膨胀因子1以与进料时无惰性气体，+ B 4A 15.气相反应+ 3R SAB3A 资料word =_。 A. 1/4 B. 2/3 C. 1/4 D. 2/3 ?摩尔比进料，则膨胀因子12进料时

13、无惰性气体，A与B以16.气相反应2A + B 3P + SA=_。（C） A. 1 B. 1/2 C. 1/2 D. 1 NH + 3HN2NH以2进料时无惰性气体，17.气相反应3与摩尔比进料，则膨胀因22322?H=_。 子 2A. 1 B. 2/3 C. 2/3 D. 1 ?CKC?r?K，用压力表示的速率常数化学反应速率式为，如用浓度表示的速率常数为18.BAACCKKK。 为 ，则=_CPP?)(?)?()?(RT)(RT)(RT)(RT)A. B. C. D. ?CKC?r?K，用压力表示的速率常数19. 化学反应速率式为，如用浓度表示的速率常数为BCAACKKK=_。 ，则 为

14、CPP?)?)(?(?(?)(RT)(RT)(RT)(RT) D. A. B. C. ?1 + H2CHs.0k?2HC ，则反应级数n=_，20.反应。 224104A. 0 B. 1 C. 2 D. 3 ?1k?0.15s，则反应级数n=_A + B C，已知。 21.反应A. 0 B. 1 C. 2 D. 3 k?0.15mol/l?s，则反应级数n=_22.反应3A P，已知。 A. 0 B. 1 C. 2 D. 3 X=_。 P的得率 R + S串联反应A P（目的），目的产物23.Pn?nn?nnn?nn?PP00PP0PPPP0 n?nnnnn?n?R0R C. A. B. D.

15、 0A0SS0AAS=_。 SPR + SP串联反应24.A （目的），目的产物与副产物的选择性P 资料word n?nn?nn?nnn0PP0PP0PP0PP n?nnn?n?nnA. B. C. D. 0RR0A0AS0AS浓度最大时的最优空时PS在全混流釜式反应器中进行，使目的产物 P 25.一级连串反应A ? _。opt)/KKln(1)/K/K)ln(Kln(K122121 KKKK?KK?KK D. C. A. B. 21211212KK?C21SPA 的最大浓度26.一级连串反应P在全混流釜式反应器中，则目的产物max,P 。_KCK2KC2K 0A K?K10A)C(K?K2)

16、C(1212 21/20A ?1(K/K)0A2/21K(K/)?1KK B. D. C. A. 211221KK21SAP 的最大浓度在平推流管式反应器中，则目的产物P27. 一级连串反应 ?C _。maxP,KCK2KC2K 0A K?K10A)C(K?K2)(C1212 221/ 0A(K/?)1K0A21/2(K/K1)?KKD. A. B. C. 211221?t浓度最大时的反应时间P S28.在间歇式反应器中进行，使目的产物一级连串反应A P opt _。)/KKln(1)/Kln(K/K)ln(K121221 KKKK?K?KKK D. B. A. C. 21211212浓度最大

17、时的反应时间在平推流管式反应器中进行，使目的产物P P 29. 一级连串反应SA ?t _。 opt)/KKln()/Kln(K1)Kln(K/121221 KKKK?KKK?K D. A. B. C. 21211212 t不包括下列哪一项_。 30.分批式操作的完全混合反应器非生产性时间 0A. 加料时间 B. 反应时间 C. 物料冷却时间 D. 清洗釜所用时间 2C?1mol/l?r?0.01Cmol/l?s，当在间歇反应器中进行等温二级反应31.A B ，时，求反0AAA 资料word C?0.01mol/l所需时间应至t=_秒。 AA. 8500 B. 8900 C. 9000 D.

18、9900 C?1mol/l?r?0.01Cmol/l?s，当，时，求反在间歇反应器中进行等温一级反应32.A B0AAAC?0.01mol/l所需时间t=_秒。应至 AA. 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_。 t 平均停留时间 D. C. 停留时间t 反应时间A. 空时 B. 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

19、线 D. y（t）曲线 2?_。 （t）曲线的方差 36.平推流流动的E?A. 0 B. 01 C. 1 D. 1 2?_。 t）曲线的方差 36.全混流流动的E（?A. 0 B. 01 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_。 P(主) ?BPA?A? RB?P?S(副) D.A + B P C. A. A + B B.P = R + S )P(主 A EES)S(副应_。提高选择性 均为一级不可逆反应，若，39.如果平行反应副主PA. 提高浓度 B. 提高

20、温度 C. 降低浓度 D. 降低温度 资料word 时，分子与孔壁的碰撞成了扩散阻力的主_40.当催化剂颗粒的微孔的孔径小于分子的自由程 要因素，这种扩散称为努森扩散。D. 1nm C. 1um B. 0.1um A. 0.01um 1?m?D/kC?R值的大小反映了表面反应速率与催化剂颗粒扩散的无因次扩散模数41.eSSV _之比。 实际反应速率D. B. 外扩散速率 C. 内扩散速率 A. 扩散速率 2?) 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为( ?0 D0.50 B. 0.25 C1.0 A ) 43包括粒内微孔体积在内的全颗粒密度称之为( D平均密度 C真

21、密度 A堆(积)密度 B颗粒密度 _。、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_ 44 D. 平均停留时间 C. 停留时间t tA. 空时 B.反应时间 。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_ _ 粒子与流体间无温度差 B. A. 粒子与流体间有温度差 D. 床层轴向有温度梯度 C. 床层径向有温度梯度 _ _。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 粒子与流体间无浓度差B. A. 粒子与流体间有浓度差 床层径向有浓度梯度 D. 床层径向有温度梯度C. _ _、下列哪一项不属于流化床反应器按深度而分的第级模型的特点。47 参

22、数值不随床高而变 B. 各参数均为恒值A. 参数值与气泡大小有D. C. 参数值与气泡大小无关 ，其目的产物的选择性80%，收率为某一级简单反应，关键组分的转化率为48.95% 资料word 。 为 D条件不足，无法确定 B. 80% C.95% A.76% 。 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 。下面对催化反应外扩撒的影响正确的是 50. A. 气固相催化

23、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 L M A N 则 ；采用CSTR （ 在等温操作中证明，其中L为目的产物，采用PFR 有如下平行反应2 P 1 S 2 A T 3 资料word kP反j为EEE，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0j321 应的指前因子，证明最佳温度： Pt催化剂上进行异丙苯分解反应：3. 在H?C?CHCHCH(CH） 66652363 R分

24、别表示异丙苯，苯及丙烯，反应步骤如下：以A,B及?A?A ）（1?R?BA? 2）（?BB （3） ）步为速率控制步骤，试推导异丙苯分解的速率方程。若（2 在银催化剂上进行乙烯氧化反应4. 2CH+O 2CHO 42242以A，B及R分别表示CH，O及CHO，反应步骤如下： 42242?AA? 1）（ (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。 5. 气固相催化反应：A+B=C，其反应机理如下： ?C+C +BA B+ A+A B C 假定符合Langmuir均匀吸附模型，试分别推导动力学方程： 资料word （1） A吸附控制；2 、C脱附控制； 3

25、表面反应控制。 ABR =+ 6. 在气固相催化剂表面进行下列气相可逆反应： AABB +其反应机理为： +2 2 1 1 ABRRR+ + (速率控制步骤) + 112211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 CH(A)= CH(B)+ H(C) 28644?B+ B AB+C 假设反应按如下步骤进行：A+A 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： x A D B

26、 G N M E C H F T F三点，哪一点的反应速率最大？哪一点反应速率最小？D、E、（1） 点哪一点的反应速率大？点与）AB（2 各点中，哪一点的反应速率最大？、N、）GM、E（3 H各点中，哪一点反应速率最大？D、G、（4）x D ）G与，哪一点的反应速率最大？M5（ A N M C word资料B （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？ Tx图上，为平衡曲线，为最佳温度曲线，AMN9在为等转化率曲线，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。 mol/(grs) （式中 p500下进行，已知本征反应速率=7.69610 10.

27、某催化反应在-5AA MP），催化剂为5mm5mm的单位为圆柱体，=0.8g/cm，颗粒外表面A的分压3 pa MPp求催化剂的内扩散有效。的有效扩散系数 ，粒内组分=0.101325A aA 因子。，空隙率m=1.06kg12异丙苯在催化剂上脱烷基生成苯，如催化剂为球形，密度为-3PS，异丙苯在微孔中的有效扩101.33kPa500和=0.52，比表面积为，求在=350mg-12gPD 。=0.155cm=3，异丙苯?苯的分子扩散系数s散系数，设催化剂的曲折因子-12AB g/mlml/(mol min)，k=17.4 0.75 13. 已知某均相反应，反应速率，物料密度恒定为 L/minm

28、ol/Lm 0.25CSTR0.25 后接一个的，c=7.14 在，在等温下，一个加料流量为7.14 3A0m的PFR进行反应，试计算其的转化率各为多少。 3 g/ml min)ml/(mol，0.75 ，物料密度恒定为14. ，k=17.4 已知某均相反应，反应速率 L/minmol/L，反应器在等温下进行，试计算下列方案的转化率=7.14 ，加料流量为7.14 cA0各为多少。 （1）串联两个体积0.25m3的CSTR； (2)一个0.25m的CSTR后接一个0.25m的PFR； 33(3)一个0.25m的PFR后接一个0.25m的CSTR； 33(4)一个0.5m的PFR。 3CC=10

29、min时液相二级不可逆反应15.A+B=C，=，在平推流反应器进行试验，当B0A0 x=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A 资料word 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？ k min，固体=0.02固反应，产物为固相，反应为18. 在全混流反应器中进行液-1级，已知-1min，