复习题一、二章

1、绪 论1、化学反应过程研究是宏观反应过程是化学反应和动量、热量、质量传递的的综合2、数学模型按处理问题的性质分 化学动力学模型、流动模型、传递模型和宏观动力学模型3、工程放大方法主要有 相似放大法、经验放大法和数学模拟放大法宏观动力学模型一、化学反应的分类按反应的化学特性分类按反应过程进行的条件分类按反应的功能或化学反应单元分类二、工业反应器的分类按操作方法分类按流动模型分类按结构类型分类三、基本的概念、x、S、Y、 SV、MSV、0 、 第一章多重反应分为同时、平行、连串、平行-连串反应多重反应的的关键组分和独立反应数的确定四、化学反应速率1、间歇系统2、连续系统五、动力学方程六、温度对反应

2、速率的影响基元反应机理明确（多个基元反应共同作用的非基元反应）机理不明确的非基元反应第一章1、不可逆反应2、可逆吸热反应3、可逆放热反应单一反应1、平行反应2、连串反应多重反应七、反应器设计的基本设计方程（四个方程）第二章 气-固催化反应本征及宏观动力学一、催化剂1、催化剂的作用2、催化剂的分类3、Sg、Vg、t、 p 、 b4、催化剂的组成5、催化剂按孔径分类6、催化剂的活化（了解）二、本征动力学1、反应过程（吸附-反应-脱附）第二章 气-固催化反应本征及宏观动力学二、本征动力学2、物理吸附和化学吸附的比较3、均匀表面吸附等温方程 三点假设；吸附速率方程；三个控制阶段三、宏观动力学1、反应过

3、程2、内扩散有效因子 内扩散有效因子的物理意义 一级可逆反应的总体速率（rA)g:三个控制阶段 Deff的求取第二章 气-固催化反应本征及宏观动力学三、宏观动力学3、梯尔模数 公式 物理意义 ，扩散速率 ，内扩散影响严重， ()AspCR不计入内扩散影响时的反应速率以为浓度梯度的扩散速率第二章 气-固催化反应本征及宏观动力学三、宏观动力学4、温度、粒度、转化率对反应速率的影响5、内扩散影响判据 粒度试验6、等温内扩散对多重反应的选择率的影响 第二章 气-固催化反应本征及宏观动力学三、宏观动力学7、外扩散有效因子ex 物理意义：8、丹克莱尔数Da 物理意义：化学反应速率与外扩散传质速率之比 公式

4、： 结论： ex外扩散无影响时按催化剂外表面组成计算的反应速率外扩散有影响时按催化剂外表面组成计算的反应速率1 无论几级反应，Da趋近于0， ex趋于1，外扩散无影响。2 级数大于0， Da增加， ex降低，级数越大影响越严重。3 级数小于0，如-1级， Da增加， ex升高，外扩散使总 反应速率增加。第二章 气-固催化反应本征及宏观动力学三、宏观动力学9、消除外扩散影响的方法 第一章 应用化学反应动力学及反应器设计基础第一章 习 题一、填空题一、填空题n1. 宏观化学反应过程包括_。n2、宏观反应动力学模型包括_、_、_。n3. 工程放大方法包括_、_、_。n4. 化学反应按机理分为_、_。

5、n5.反应器设计的基本方程包括_、_、_、_。三传一反 反应动力学 流动模型传递模型相 似 经 验 数学模拟单一 多重反应动力学方程 物衡热 衡 物 衡n6.关键组分A的转化率的定义式为_。n7.n8.n9.p/a提高温度浓度温度n8、二、选择题二、选择题ABB降低AB三、简答题三、简答题1.简述均相反应及其动力学的研究内容？ 答：参与反应的各物质均处于同一个相内进行的化学反应称为均相反应。均相反应动力学是研究各种因素如温度、催化剂、反应物组成和压力等对反应速率、反应产物分布的影响，并确定表达这些影响因素与反应速率之间定量关系的速率方程。2. 什么是间歇反应器和连续反应器特点和区别？ 间歇式反

6、应器：反应物等一次性加入密闭容器中，反应物在规定的反应条件下经历一定的反应时间达到所需要的反应率或转化率后，将反应混合物一次卸出，反应混合物浓度随反应时间而变化，但由于良好的搅拌，反应器内没有浓度和温度梯度。 连续反应器：在连续操作的反应器中，反应原料以固定的流量进入反应器，反应混合物也同样连续地从反应器中取出。所以反应参数，包括温度、压力、进料量及反应物的浓度都不随时间而变化，随空间位置而变化 。 3. 工业反应器按结构分类（至少举出四种）？管式反应器、釜式反应器、填料塔、板式塔、喷雾塔、固定床、流化床等四、画图题四、画图题1.单一不可逆反应、可逆吸热反应、可逆放热反应的T-XA图1212l

7、n1EEEERTTTeeopt312121AAAAkk112ckr123ckr 1211321ckckrrr32121AAAkk111ckr223ckr 2211312ckckrrr五、推导题五、推导题1推导可逆单一放热反应的最佳温度和平衡温度的关系2. 写出平行反应 中的A1的反应速率。（已知，）3. 写出连串反应 中的A2的反应速率。（已知，）4. 证明复合反应中收率Y与转化率x和选择率S的关系为： xSY六、计算题六、计算题 PA 0,L/5mol. 0CCP0A01、可逆一级液相反应，已知若反应在间歇反应器中进行，经过8分钟后，A的转化率为0.333，其平衡转化率为0.667，求该反应

8、的正、逆反应速率常数。 第二章 气-固相催化反应本征及宏观动力学第二章 习 题一、填空题一、填空题n1、化学吸附的吸附选择性要 高于高于 物理吸附的吸附选择性。n2、化学吸附的吸附热要 大于大于 物理吸附的吸附热。n3、化学吸附常为 单单 分子层吸附，而物理吸附常为 多多 分子层吸附。n4、操作温度越高物理吸附 越弱越弱 ，化学吸附 越强越强 ；n5、在气固相催化反应中动力学控制包括 表面吸附表面吸附 、 表面反应表面反应 和 表面脱附表面脱附 。n6、气固相催化反应本征动力学指消除 内外扩散对内外扩散对反应速率的影响测得的动力学。n7、气固相催化反应的本征动力学与宏观动力学的主要区别是 前者

9、无内外扩散的影响前者无内外扩散的影响。n8、在气固相催化反应中测定本征动力学可以通过n提高气体体积流速提高气体体积流速 消除外扩散、通过 n减小催化剂颗粒粒度减小催化剂颗粒粒度 消除内扩散。n9、固体颗粒中气体扩散方式主要有 分子扩散分子扩散 和 努森扩散努森扩散 。n10、固体颗粒中当孔径 较大时较大时 以分子扩散为主，而当孔径 较小时较小时 以努森扩散为主。n11、气固相催化串联反应，内扩散的存在会使中间产物的选择性 下降下降 。n12、气固相催化平行反应，内扩散的存在会使高级数反应产物的选择性 下降下降 。n13、Thiele模数的物理意义 。n14、催化剂的内扩散有效因子为 。n15、

10、催化剂粒径越大，其Thiele模数越 大大 ，有效系数越 小小 。n16、化学吸附速率取决于吸附速率常数吸附速率常数 、 组分分压组分分压 和 未覆盖率未覆盖率 。 二、选择题二、选择题n1.催化剂的孔径为16nm，该催化剂属于_。nA. 微孔 B. 中孔 C. 大孔 D. 小孔n2.催化剂的粒径越小，梯尔模数的值越_。nA. 大 B. 小 C. 先增大后减小 D. 不变n3.提高反应温度，内扩散有效因子_。nA. 增大 B. 减小 C. 先增大后减小 D. 不变n4、二级不可逆反应，提高转化率，内扩散有效因子_。nA. 增大 B. 减小 C. 先增大后减小 D. 不变n5、丹克莱尔数的物理意

11、义_。nA. 外扩散有影响时的反应速率与外扩散无影响时的反应速率的比值 nB. 化学反应速率与外扩散传质速率的比值nC. 表面反应速率与内扩散速率之比 nD. 按反应组分外表面浓度梯度计算的扩散速率和按反应组分外表面浓度及内表面积计算的反应速率BBBBB三、简答题三、简答题n1、试列出气固相催化反应通常所经历的步骤，并区分动力学控制和传递控制（一级可逆反应为例）。答案：（1）五步：外扩散内扩散表面反应内扩散外扩散 （2）以一级可逆反应为例： 本征动力学控制： 内扩散控制： 外扩散控制：三、简答题三、简答题n2、试叙述气固相催化反应中Thiel模数和内扩散有效因子的物理意义；对于本征动力学的测定

12、应如何消除内扩散的影响。答案：的物理意义：不计内扩散影响的反应速率与以CAs/Rp为浓度梯度的扩散速率之比。 的物理意义：反应组分实际的反应的量与按外表面浓度及内表面计算的反应速率的比值或者反应组分按外表面浓度梯度计算的扩散速率与按外表面浓度及内表面计算的反应速率的比值 通过粒度试验，减小颗粒粒径，当达到一定值后，出口转不随着粒径的减小而增加。三、简答题三、简答题n3、叙述气固相催化反应中丹克莱尔模数Da和外扩散有效因子ex的物理意义；对于本征动力学的测定应如何消除外扩散的影响。答案： Da的物理意义：化学反应速率与外扩散传质速率之比。 ex的物理意义：外扩散有影响时，按外表面浓度计算的反应速

13、率与外扩散无影响时，按外表面浓度计算的反应速率比值。 在大空间速度、小粒径和高温条件下，恒定空速，增加反应体积即催化剂装填量和初始体积流量，进而提高了质量流速当出口的转化率增加时，外扩散影响不可消除。四、画图题四、画图题n1. 一级可逆反应A=B，对不同控制步骤绘出反应物A在催化剂颗粒内部与气膜中的浓度分布。其中：主体浓度为CAg；颗粒表面浓度为CAs；颗粒中心浓度为CAc；平衡浓度为CAe。 五、推导题五、推导题C4H8C4H6H24848484624646( )( )()( ) ()()( ) ()( )A C HC HBC HC HHCC HC H假设反应按如下步骤进行假设反应按如下步骤

14、进行:（1）分别写出）分别写出A、C为控制步骤的均匀吸附动力学方程；为控制步骤的均匀吸附动力学方程；（2）写出）写出B为控制步骤的均匀吸附动力学方程，若反应物为控制步骤的均匀吸附动力学方程，若反应物和产物的吸附都很弱，问，此时反应对丁烯是几级反应。和产物的吸附都很弱，问，此时反应对丁烯是几级反应。C4H8C4H6H22-5 丁烯制丁二烯丁烯制丁二烯48484848484644848484846448464622161648 (1)111/ 1)231=4;C HC HnC HaC HidC HiniC HC HC HC HiC HC HC HC HC HC HC HHHPrk pkbpbpbp

15、bpbpC HpppPK （，反反应应属属于于化化学学吸吸附附控控制制，根根据据平平衡衡近近似似假假设设：，由由4 4式式，又又由由表表面面反反应应的的化化学学平平衡衡：46246248484848462484846246465/ 1/C HHC HHC HC HPaC HadC HC HHpC HC HC HHpC HC HppPPPPKkbkkkk pppKrbppKbp 将将上上2 2、3 3、4 4、5 5条条件件代代入入1 1式式，又又有有，并并令令，可可得得：（）（）（1）A为控制步骤为控制步骤464646464648484644648464648484822416146 (1)1

16、11/ 1)231=4;C HC HnC HdC HaC HiinC HiC HC HC HC HC HiC HC HC HC HC HHHC HPrkk pbpbpbpbpbpC HpppPpK （，由由题题设设知知反反应应属属于于的的脱脱附附控控制制，根根据据平平衡衡近近似似假假设设：，由由4 4式式，又又由由表表面面反反应应的的化化学学平平衡衡：4824648246482464646482484865/ 1/PC HHC HC HHaC HadC HpHC HC HC HC HpHC HC HK PpPPPkbkkkk pKpprbpKpbp 将将2 2、3 3、4 4、5 5代代入入1

17、 1式式，又又有有，并并令令，可可得得：（）（）（1）C为控制步骤为控制步骤4848484846464821C HC HC HC HC HC HC Hbpbpbp 由由48484621C HC HC HHrkkP 4646484822,=3;C HC HC HC HHHpppppP 反反应应属属于于化化学学反反应应控控制制，根根据据平平衡衡近近似似假假设设：，48462484646484648461212,1C HC HHC HC HC HC HC HC HC Hk pk ppkkbkk brbpbp 令令 ， 48464846246484648461C HC HHC HC HC HC HC HC HC Hkbpk bpprbpbp 将将上上2 2、3 3代代入入1 1式式，可可得得：（2）B为控制步骤为控制步骤48484848464648484846464