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1、一、是非题：（正确的打“”，错误的打“”）1对化学反应来说，温度越高，反应速率越大，因此高温操作，可使反应器体积最小。（）2多个PFR串联或多个CSTR串联，其流型仍为活塞流或全混流。（）3对于零级反应，由于反应速率与反应物浓度无关，因此催化剂内扩散阻力对宏观反应速率无影响。（）4在进行均相反应动力学实验时，既可以在间歇反应器中进行，也可以在连续流动反应器中进行，但由于反应器操作方式不同，因此所得的反应动力学方程形式也是不同的。()5间歇釜式反应器改成连续操作后，由于省去了辅助时间，因此一定能提高产量。（）6在绝热式固定床反应器中进行一级不可逆反应，由于西勒（Thiele）模数与反应物浓度无关

2、，因此内扩散有效因子在床内为常数。（）7由于全混釜的停留时间散布比任意非理想流动反应器的都宽，因此(t2)CSTR(t2)NFR。（）8在一绝热反应器中，仅当进行一级反应时，其反应温度和转变率的关系才呈线性。（）在任意转变率下，一级不可逆连串反应在全混流反应器中进行的收率总是低于在间歇釜中进行的收率。10在相同的温度下，一级连串不可逆反应APQ，在间歇反应器中进行时P的收率总是高于在全混流中进行的P的收率。（）11在全混流釜式反应器中进行液相反应,由于返混程度最大,故反应速率一定最小。（）12因为单一反应就是基元反应，因此反应级数与化学计量系数相同。（）13一自催化反应AkP,若(-RA)=k

3、CACP，由于反应级数大于零，则在达到相同的转变率时，所需的V总是小于V。（）PFRCSTR14在间歇反应器（BR）中和活塞流反应器（PFR）中等温进行同一反应，若CA0、xAf相同时，则tBR=PFR。()15无论是一级反应仍是二级反应，流体的混杂态对反应结果无影响。（）16对气固催化反应，由于外扩散阻力的存在，使得CAS（t2）乙，因此甲反应器的返混程度一定大于乙反应器的返混程度。()28由于全混釜的返混程度比任意非理想反应器的返混程度都大。因此22(t)CSTR(t)NFR()29.单一反应AP,在100下等温反应，已知在CA1mol/L时，（RA）=2mol/则当CA2mol/L时，（

4、RA）=4mol/。（）对于混杂的非极限情况，即宏观混杂和微观混杂并存时，即不能按微观流体办理，也不能按宏观流体办理。（）Da0.1，该反应器若用多釜串联模型来描述，则模型参数N=5。31.已知一闭式反应器的uLr（）32拥有相同停留时间散布的两个反应器，进行同一化学反应，若操作条件相同，反应结构总是相同的。（）33达到单个分子尺度的微观混杂总是比达到流体微团尺度的宏观混杂效果好。（）34所谓单一反应，就是基元反应。（）35幂级数动力学方程式中的反应级数是根据化学计量方程受骗量系数确定的。（）36已知停留时间散布方差值22可知其流型凑近全混流。()t10000min37可逆放热反应的最优温度是

5、指转变率一准时，对应于最大反应速度的温度。（）38在平推流反应器内等温进行一级不可逆液相反应，反应器出中转变率可达40，若使转变率提高到80，在同样操作条件下，则反应器体积应增加一倍。()39多级全混釜串联，串联釜数增多，返混程度增大，釜数凑近无穷多，返混程度凑近全混流。（）40气固催化反应的本征速率方程是指除掉了吸附和脱附阻力后的速率方程。()41设计固定床反应器应采用除掉了内、外扩散阻力后的反应速率方程式。（一定要选择的话，我选错的）二、选择题：（正确答案可能不止一个）1在间歇反应器中等温进行一级不可逆反应AR，当转变率达90时，所需反应时间为2h，若反应改在管式反应器中进行，空时为2h，

6、其余条件同间歇反应器，则转变率为（B）A60B.90C45D752四只相同体积的全混釜串联操作，其无因次停留时间散布的方差值2为(B)AB.CD0A(1)P(2)Q，P为目的产物，若活化能次序为：E2E1bcB.bacC.cabba16在氨气和稀硫酸进行气液反应，若H2SO4浓度大于临界浓度，则该过程的宏观反应速率的阻力主要集中在A。A气膜内B相界面C相界面平和膜内D液膜内AP，催化剂颗粒外表面浓度C和Cps与流体主体浓度C和C存在17气固催化反应ASAGPG差别。当过程为反应控制时，则C应C（大于小于等于），Cps应CPGASAG（大于小于等于）；当过程为传质控制时，则CAS（趋近于C趋AG

7、近于0某一值）18.对零级和一级不可逆反应，宏观流体的反应速率微观流体的反应速率（大于小于等于），对大于一级的不可逆反应，宏观流体的反应速率微观流体的反应速率（大于小于等于），对小于一级的不可逆反应，宏观流体的反应速率微观流体的反应速率（大于小于等于）。19已知反应1：AP-rA1反应2：AR-r2A2CA当反应物浓度由1mol/L降至L时，两个反应的速率将是（D）A相等的B-rA1为-rA2的2倍C-rA2为-rA1的4倍D-rA1大于-rA220间歇釜反应器中进行如下反应：AP(1)rkCa1AS(2)r=kCa2A11AA22A在C和反应时间保持不变下，降低反应温度、釜液中C/C增大，表

8、示(C)A0PSAala2Bala2C活化能E1E221等温恒容下进行各步均为一级不可逆串联反应Ak1Pk2S若保持相同的转变率xA，调节反应温度使k2/kl降低，则P的最大得率将(A)A增大B减小C不变D先增后减22一个全混流反应器，其有效容积v1=1m3，进行一级不可逆反应，达60转变率，进料量为Q，今改用两只有效容积均为的全混流反应器串联操作进行同上反应，反应温度相同，0l转变率要求不变，则进料量Q02将(A)A大于Q0lB.小于C等于Q0lD等于23有两个有效容积不等的全混流反应器串联操作，反应为二级不可逆反应AP，若大釜在先，小釜在后，出口转变率为A1A2x，小釜在先、大釜在后，则出

9、口转变率为x，两种情况下，进料流速、进料浓度和反应温度均相同，比较xA1和xA2的相对大小为(B)A1A2A1A2CA1A2D不确定AxxBxxxBx=xxA3Cx=x=xA3D。xxxA1A2A3A1A2A1A2A1A3A225等温液相反应：ARrRk1CAR为目的产物22RDrD=k2CR；现有如下四种方案可供选择(1)平推流反应器高转变率(2)平推流反应器低转变率全混流反应器低转变率(4)两个等容积全混流反应器串联，高转变率。从提高R的选择性着眼，适宜选择()A(1)B(2)C(3)D(4)26已知一反应器用轴向分别模型描述，其Pe100，可鉴识该反应器返混程度(B)A很大B很小C中等D

10、无返混27气体分子与固体表面间发生物理吸附时，其吸附热一般在(A)40200KJmolB大于400KJmolC825KJmolD4KJmol以下28气固催化反应本征速率是指除掉(C)阻力后的反应速率。A外扩散B内扩散C内、外扩散D吸附和脱附29所谓固定床积分反应器是指反应物一次通过后，转变率大于(B)的情况。A10B25C40D5030列管式固定床反应器填充的催化剂为了除掉壁效应其粒径应小于反应管径的(B)倍。A100B8C3D5031反应器中等温进行着A1P和A2R两个反应，当降低A的浓度后，发现反应生成P的量显著降低，而R的生成量略降低，表示(A)A反应(1)的反应级数大于反应(2)B反应

11、(1)的反应级数小于反应(2)C反应(1)的活化能小于反应(2)D反应(1)的反应速率常数大于反应(2)32.纯二甲醚气相分解反应CH3OCH3C+3H2+CO在恒温恒压下进行，当分解率达100时，反应物系的体积为(D)A与原体积相同B为原体积的1/3C为原体积的2倍D为原体积的3倍33.两个有效容积不等的全混流反应器串联操作，进行二级不可逆反应AkP，出口转变率要求一定，可采取两种串联次序：(1)大釜在先，小釜在后，进料流量为Q01；(2)小釜在先，大釜在后，进料流量为Q02。两种情况下，进料浓度、反应温度相同，则进料流量Q01，和Q02的比较为(D)AQ01Q02BQ01=Q02C无确定关

12、系DQ01放热速率B移热速率放热速率随温度的变化率D移热速率随温度变化率xA2BxA1=xA2CxAlP，现有反应器体积下，出口转变率为45，若将反应器体积增加一倍，则出口转变率将为(D)，操作条件均保持相同。A90B90C45D4546等温一级不可逆液相反应，采用下列三种方案进行：一个分批式完全混杂反应器，容积V1(仅考虑反应时间所需)，一个平推流反应器，容积V2，二个等体积全混流反应器串联，总容积为V3。上述三种情况反应温度、物料办理量及转变率相同，则容积比较为(B)AV1V2V3BV1=V2V3CV2V1V3DV2E2，则反应温度应采用高温。28一气固催化反应AB2R，若反应机理为：B2

13、22BABR(此步为速率控制步骤)RR则本征反应速率方程为：rkSPAKBPB(1KBPBKRPR)一气固催化反应ABR，若本征反应速率方程为：kSKAKBPAPBrKRPR)(1KBPB)(1KAPA则该反应可能的反应机理为。29化学反应速率可分为温度效应和浓度效应，对简单反应而言，温度对反应速率的影响程度取决于反应的计量系数；对复合反应而言，选择性对温度的敏感程度取决于反应的活化能。30在间歇搅拌釜中，进行一可逆放热反应时，其最正确反应温度的序列是。31在管式反应器中，进行一可逆放热反应时，其最正确反应温度的序列是先高温后低温。32在BR中等温进行一级不可逆反应，当转变率达95时，反应时间

14、为2h；若反应在PFR或CSTR中等温进行，温度同BR，空时均为2h，则转变率分别为：PFR：95%CSTR：%。33三个平推流反应器串联，进行一液相均相反应，其流程如下列图所示。xA0=0 xA1xA2xA3VV312VFA0FA1FA2FA3若反应速率(-RA)=kCA2,则V2的计算式为：;若xA1-xA0=xA2-xA1=xA3-xA2，则三个反应器体积大小之间的关系为：VV(d)(a)(c)AAPFRPFRBB（a）(b)BPFRAAB（c）(d)36.下列四种组合反应器中，单个反应器体积均相等，办理量也相同。（如下列图所示）PFRPFR（a）CSTRCSTR(b)PFRPFRCST

15、RCSTR(c)(d)(1)试比较返混程度大小次序为:(b)(c)=(d)(a)；(2)当进行二级反应时，各组合反应器最终转变率高低次序为：（a）(c)(d)(b)。37.对一闭式反应器进行停留时间散布实验测定，在Q300L/min下，获得E(t)t关系如下列图所示。由于该图放置已久，纵坐标模糊不清。试根据E(t)函数性质确定并计算：（1）E(t)-1/200(t-20)E(t)（2）F(t)-t2/400+（3）V2m3（4）多级串联模型参数N21020t/min下列几种组合反应器，经脉冲示踪测其停留时间散布，若用多釜串联模型描述，试写出N值或N值范围。PFRPFR(a)1(b)NFR(c)

16、2(d)2Na?a?b（2）吸热反应，绝热操作：ba在固定床反应器中，进行二级不可逆气固催化反应，试比下列情况下催化剂有效系数值的大小（a、c处凑近反应器的入口，b处凑近反应器的出口）。（1）等温操作，dP不变：Cba?a?b（2）吸热反应，绝热操作：Cba（3）dP由3mm改为5mm、7mm，则a3、a5、a7的大小次序为：a3a5a7(均为a点地址，且假设温度相等)。A在一台PFR中进行一平行反应Ak12P，P为目的产物，E1E2，两反应均为一级吸热Q反应。试比较在下列操作条件下，反应器中各点的瞬时选择性的大小。（1）等温操作：abcS=S=S（2）绝热操作：?a?bc?abcSSS43要

17、使固定床反应器所用催化剂量最少，对简单不可逆反应，应尽可能在高温温度下操作；对可逆放热反应，应尽可能在最正确温度温度下操作；对可逆吸热反应，应尽可能在高温温度下操作。44一级不可逆气固催化反应AP，在不同条件下操作，粒内外反应物A浓度变化情况如下列图所示：试鉴识图中四种情况的宏观动力学种类本征动力学控制内扩散控制内外扩散和本征动力学同时控制外扩散控制b)四种情况下的内扩散有效因子值的大小次序为：1324045可逆放热反应AP，在四段绝热式固定床中进行，床层温度与转变率的关系如下列图。试比较各段床层的(1)进出口温差大小T1T2T3T4催化剂用量多少WlW2W3EB3）D、G、H三点速率大小次序

18、：HGD4）图上哪一点反应速率最大：F47画出活塞流反应器、全混流反应器、活塞流和全混流反应器串联、全混流和活塞流反应器串联的停留时间散布函数与散布密度函数。乙烷进行热裂解，其活化能为314025J/mol。试问650是的分解速率是500是的分解速率的套用3的公式，懒得算了倍。249.A和B按下式反应，其速率式为：2ARrR=k1CA,A+BSrS=k2CACBR的瞬间收率为1/(1+k2*cB/2k1*cA)。若R为目的产物，则配料时A和B的浓度应A多B少；若E1E2，则反应温度应选择高温。在Q100l/min下对三只反应器分别进行示踪实验，测得数据如下：反应器ABC反应体积（l）10002

19、0003000250100150t(1)三只反应器返混程度大小次序为ABC若在上述反应器中均等温进行一级不可逆反应，k=12min-1，则各只反应器的转变率分别为xA=xB=xC=（要试差，比较麻烦，估计不会考）DA51已知一闭式反应器的0.05，该反应器若用多级全混釜模型来描述，则模型参数uLrN。52在进行示踪实验时，示踪剂的选择应知足以下条件：p13353.停留时间散布实验测定的正确性可用以下a.归一性检测；b.示踪剂质量守恒方法来查验。54在工业反应装置中反应流体往往偏离两种理想的流动模式，也就是说在反应器出口的反应物料中存在显然的找不到原话，我想填“返混”。55气固催化平行反应，若主

20、、付反应均为一级不可逆反应，且粒子等温，则内扩散不影响其选择性，在粒内任意地址，反应速率之比均为k1;k2。56对于热效应不大，反应温度的允许变化范围又比较宽的情况，用单段绝热反应器最为方便。针对2NO21O2N2O反应,NO、O消耗速率与NO生成速率的57.252225关系为：比率为2：1。58以lnk1/T作图，为一直线，有时在高温区发生转折或弯曲，其原因可能是：P22上面有段话可能合适。59反应速率常数k与温度的关系为lgk1000010.2，则反应活化能为：T*104。60某反应在500K时的反应速率常数k是400K时的1000倍，则600K时的反应速率常数是400K时的2154倍。6

21、1.气体分子在固体催化剂微孔中扩散的主要形式有正常扩散和努森扩散，当p167时，DeDAB,当时，DeDK。62.当分子扩散的平均自由程远大于催化剂微孔直径时，分子在微孔中的扩散为努森扩散，其扩散系数与压力的关系为无关，与温度的关系为正比于根号T。63.下列反应分别在CSTR中进行，在动力学方程、进料量、最终转变率等均确定的情况下，试选择合适的操作温度：a.A?B，HA0（最优温度、最高允许温度、较低温度）。上面的箭头显示不出来，估计是可逆放热反应，选择最优温度b.ABRS，HA0（最优温度、最高允许温度、较低温度）最高允许温度64.已知在某一体积为200L的反应器进行停留时间散布测定，在流量

22、为10L/min，条件下测得停留时间散布函数的方差t2100min2，若用多级混杂模型描述，则模型参数N4某一气固催化复合反应为平行反应，其本征速率分别为：Akv1B(主)r=kCA2Akv2S(副)rS=kv2CApv1为提高反应选择性应选择（大颗粒、细颗粒）细颗粒，（大孔径、小孔径）小孔径的催化剂。66.均相反应ABPS，CB02CA0，已知A的转变率为70%，B的转变率85%。67固定床内进行一级不可逆气固催化放热反应，绝热操作，床内催化剂有内扩散阻力，此时床层入口和出口的值相对大小应是。68.某两段间接换热式气固相催化反应器进行可逆放热反应，各段进出口转变率与温度符合最正确分配原则，操

23、作线见下列图。（填，或）M点反应速率N点反应速率B点反应速率C点反应速率C点反应速率P点反应速率M点反应速率D点反应速率某气固催化反应ABRS，已知A，B，R，S均吸附于同一类活性中心点，表面反应为控制步骤1）试按LH机理推导该反应的机理方程2)若反应过程中B过分，A，B吸附很弱，A的转变率很低时，此时表现为几级反应。气固催化平行反应，若主、付反应均为一级不可逆反应，且粒子等温，则内扩散不影响其选择性，在粒内任意地址，反应速率之比均为k1：k2。71对于热效应不大，反应温度的允许变化范围又比较宽的情况，用单段绝热反应器最为方便。72固定床内等温进行一级不可逆放热反应，床内催化剂有内扩散阻力，此

24、时床层入口和出口处催化剂有效系数值相对大小应是73.要获得最大的目的产物B，对反应：试采用最正确的操作方式：先高温后低温。74.减少催化剂颗粒内扩散影响的主要举措有减小催化剂粒径或增大反应物浓度。对动力学控制、液膜扩散阻力控制及气膜阻力控制的气液反应，怎样选择吸收设备应用双膜理论，对下列情况分别绘出气相及液相中反应物浓度散布示意图。（1）苯与氯气反应，M1,1（2）纯氨气与硫酸水溶液反应，硫酸浓度等于临界浓度。77.气液反应A(g)1B(l)P(l)2,当PAG你想说啥78.在半径为R的球形催化剂上，等温进行气相反应AB。试以反应物A的浓度CA为纵座标，径向距离r为横座标，针对下列三种情况分别

25、绘出反应物A的浓度散布示意图。(1)化学动力学控制(2)外扩散控制(3)内、外扩散的影响均不能忽略图中要示出CAG，CAS及CAC的相对地址，它们分别为气相主体、催化剂外表面、催化剂颗粒中心处A的浓度，CAe是A的平衡浓度。解：以反应物A的浓度为纵座标四、问答题：1在固定床反应器中，分别进行一级和二级不可逆气固催化反应，试比a、b两处的值大小（a处凑近反应器的入口，b处凑近反应器的出口），并说明原因。1）一级放热反应，绝热操作；ab2）二级反应，等温操作。ab放热反应ab吸热反应估计是相等ab放热反应估计是相等a100s的物料在总物料中所占的比率，并判断该散布密度是否正确F（t）=1-exp（

26、）;(1)F(110)-F(90);(2)F(100)-F(0);(3)1-F（100）；用归一化法查验，即F（）-F（0）是否等于1试述绝热式和换热式气固相催化反应器的特点，并举出应用实例。见课本和，不好说8试述多段间接换热式和多段直接换热式气固相催化反应器的特点，并举出应用实例。简述绝热温升（或温降）观点，在工厂实际生产中有何用途指反应物完全转变时使反应物系温度升高或降低的度数。P113多找点话说绝热温升可以作为权衡反应放热程度的指标。绝热反应器设计计算常用绝热温升作为估算气温升的依据。在四段绝热式固定床反应器中进行n级不可逆放热反应，各段的催化剂装量相同，且控制进入各段的反应物料温度相等

27、。若n0，试问：（1）哪一段净转变率最大哪一段最小为什么（2）若段间采用冷却方法进行降温，试问哪一段间需加入的冷激剂量多为什么（3）若n0，对问题（1）（2）是否还能做出肯定性的回答为什么同课后习题11试解析下列说法是否正确为什么1）在一绝热反应器中进行零级反应，热效应可忽略不计，则其转变率与反应器长度的关系是线性的。2）在一绝热反应器中，仅当进行一级反应时，其反应温度与转变率的关系才呈线性。3）多段绝热反应器最优化的结果是各段的催化剂量相等。同课后习题12.在等温固定床反应器中进行一级不可逆反应，床内充填颗粒直径为6mm的球形催化剂，反应组分在其中的扩散系数为s，在操作温度下，反应速率常数为

28、。有人建议改用3mm的球形催化剂以提高产量，你认为采用此建议能否增产增产幅度有多大假设催化剂的理化性质均不随颗粒大小而改变，并且改换粒度后仍保持同一温度操作。dPdPkP0.02887,0.99956mm,DeA6解：dPdPkP0.01444,0.99953mm,DeA6所以，采用此建议产量的增加是极有限的。一台PFR和一台CSTR的串联方式分别为：QQPFRPFRCSTRCSTR（a）(b)在Q100L/s时，对（a）进行脉冲示踪，对(b)进行阶跃示踪。问获得的E(t)曲线是否相F(t)曲线是否相同若在两个系统内分别进行一级不可逆反应，反应条件相同，则出口转变率哪个大或相等若进行二级不可逆

29、反应，则出口转变率哪个大或相等见课本P154对于乙炔法氯乙烯生产工艺：HgCl2C2H2+HClC2H3Cl采用流化床反应器串联固定床反应器的装置已经获得成功，你认为该装置设计的基本考虑是什么今有固定床、填料塔、板式塔、鼓泡塔、喷雾塔、流化床等各类反应器可供采用，试判断下列各反应宜采用何种反应器并简述原因。（1）2NaOH(L)+CO2(G)Na2CO3+H2O（气液瞬间不可逆反应）ZnCl2水溶液（2）CH3OH(G)+HCl(G)CH3Cl+H2O（气液慢速反应）鼓泡塔Ag催化剂（3）2CH3OH(G)+O2(G)2HCHO(G)+2H2O(G)（气固催化反应，催化剂颗粒直径35mm）固定

30、床（4）重质油催化裂化反应(催化剂快速失活)16在流化床内设置内部构件的目的是在于打碎气泡，改进气固接触，减小返混现有下列反应：BPB1Pr1k10e125520/RTCA2CB1Rr2k20e188280/RTCPCBP为目的产物，为了使P的收率尽可能高，应采用何种形式的反应器？采用什么样的加料方式和操作条件？解：17在除掉了内、外扩散的影响下，两个不可逆气固催化反应在组成各自一定的情况下，测得其反应速率与温度的变化关系如图中的曲线及所示，呈指数型式增加，先升后降。则其速率控制步骤可逆是：反应：；因为反应：；因为18液相n级不可逆反应，其1和C拥有图示曲线关系，将此反应分别在平推流和全混流A

31、rA两种反应器内进行初步浓度C加和终了浓度CAf相同，反应温度也相同，试在图上表示两种反应器所需空时大小。参照课本P107图（b）对动力学控制、液膜扩散阻力控制及气膜阻力控制的气液反应，怎样选择吸收设备五、证明题：平行反应：其中P为目的产物，在等温操作中，证明：采用CSTR，CpmaxCA0；采用PFR操作，CpmaxCA0/(1+CA0)。2.证明一级反应在等温条件下转变率达时所需的反应时间为转变率50时所需时间的十倍。kt1ln(1xA1)证明：一级反应：kt2ln(1xA2)t2ln(1xA1)ln(199.9%)10t1ln(1xA2)ln(19.9750%)P3.反应物A进行如下反应

32、：AQ,反应均为一级，各反应的活化能依次为：RE2E1R，在不同反应条件下测得如下数据(外扩散阻力已除掉)：A3)A催化剂)dp(mm)C(molmT(k)(r)(molLS，m361400101140010020543020(内扩阻力已除掉)试求：本征速率常数，本征反应活化能，(2)粒径为6mm时的催化剂有效系数,在进料量为20L/s，p=1200kg/m3，反应器出口转化率为80时催化剂的装填量。25拟设计一固定床反应器，在350下等温进行一气固催化反应A(g)cat.3R(g)，3可视为一级不可逆反应。纯A气体以Q0100m/h的流量经过催化剂床层。此时外扩散阻力可忽略不计。已知催化剂为

33、球形颗粒，直径为4mm，床层聚积密度B为1300kg/m3,床层空隙率为。26.一级气固催化反应A(g)cat.R(g)，在除掉了内、外扩散阻力后，测得如下数据：T()C(mol/L)(-R)(mol/AA300135012现将这种催化剂装在固定床中进行等温反应(300)，可视为活塞流。在进料流量为h（此时外扩散可忽略不计）时，反应器出口转变率为80。已知颗粒直径为5mm，球形，催化剂量为100kg，颗粒密度P1000kg/L，求：1）300时的内扩散有效因子值2）若将反应温度提高到350，出口转变率仍为80，求催化剂装填量。解：13000C时,kv(-RA)0.10.1s-1CA1W/PxA

34、fdxAQ0CA00kVCA0(1-xA)即：W/Pln(1-xAf)Q0kV100/1000ln(1-0.80)3.6/36000.10.16,属于严重内扩散。温度升高到3500C时，仍应为严重内扩散22s-1kv1kv0.10.22kv2Wkv10.10.2236Wkv0.222W0.2236W22.36(kg)14000C时,kP(-RA)0.10.1s-1CA1W/PxAfdxAQ0CA00kPCA0(1-xA)即：W/Pln(1-xAf)Q0kP200/2000ln(1-0.80)3.6/36000.10.16,属于严重内扩散。温度升高到4500C时，仍应为严重内扩散kP22s-11

35、kP0.10.22kP2WkP10.10.2236W2kP0.22W0.2236W44.72(kg)28.一级气固催化反应A(g)cat.R(g)，实验测得如下数据：PAAT()d(mm)C(mol/L)(-R)(mol/gcats)120148024014802403500假设外扩散阻力可忽略不计，A在颗粒内的有效扩散系数DeA不随温度变化。求：反应活化能。解：(RA)kWCAG由第一、二行数据可知，T相同，kw应相同。1(RA)1CAG2140dP222(RA)2CAG122120dP11与成反比,说明属于严重内扩散。480K时是严重内扩散，500K时更是严重内扩散由二、三行数据可得：(R

36、A)22kw23kw2(RA)33kw32kw3112kw2232kw3kw21Aexp(-E/RT2)kw39Aexp(-E/RT3)E219.2kJ/moldP3kP3kw2dP3kw2kw3dP2kw3dP2kp2E11E1-1exp(-(-)exp(-8.314()RT2T348050029.一级气固催化反应A(g)cat.R(g)，在50atm下，测得如下数据：CA(mol/L)(-RA)(mol/T()dP(mm)120667粉末11625粉末116676已知催化剂为粉末状时已除掉了内扩散的影响,催化剂密度为1000kg/m3。求：（1）反应的活化能（2）为使dP6mm时也能除掉内

37、扩散阻力的影响，则应采用什么反应温度解：1由前两行数据可见,同为粉末状的催化剂,反应速度的改变是由于温度的变化所致。（RA)1k1k0exp(-E/RT1)（RA)2k220k0exp(-E/RT2)ln20E11-(-)RT1T2E247.09(kJ/mol)2比较第一行与第三行数据，可知在相同的温度（667K）下，粉末状催化剂1，而dP（RA)310.056mm催化剂，20k1CA11属于严重内扩散，此时11200.05Rk667KDeA0.0032020DeADeA510-8(m2/s)当dP为6mm,而要除掉内扩散影响时31某气固催化反应A(g)cat.R(g)，为一级不可逆反应，在绝

38、热式固定床反应器（可视为活塞流）中进行，如下列图。已知催化剂为球形颗粒，直径为4mm，DEa为1052cm/s，以颗粒体积计的本征反应速率常数kP3.0e1000/T（s-1）。若在反应器中绝热温升可作为常数，求转变率为20处的催化剂有效因子值。解：32在实验室全混流反应器内装有10g粒径为的催化剂，进料为纯A、1atm、336，进料速度为4mLs，对于一级反应Acat.R，可达80转变率。如欲设计一工业反应器，进料也为纯A，操作温度、压力、转变率均同上。如采用流化床反应器(假设气相为全混流)，则粒径采用lmm的催化剂，如采用固定床反应器(气相为活塞流)，则粒径用15mm的催化剂。为使催化剂用

39、量最省，应采用何种反应器已知催化剂颗粒密度为2000kgm3，有效扩散系数DeA为310-62ms。CA0PA010.02mol/LRT0.08206609实验室全混流反应器：W/PxAfQ0CA0kPCA0(1-xAf)W/PxAfQ0kP(1-xAf)解：10/20.84kP(1-0.80)kP3.2(s-1)2R2kP(0.7510-3)3.20.6SSDeA310-6S1,1kP3.2(s-1)流化床：气相按全混流，且dP1mm，1W/PxAfQ0kP(1-xAf)W0.8Q03.2/2000(1-0.8)固定床：dP15mmSRkP0.0075DeA3(1-1)StanhSS2500

40、(kg.s/m3)3.2310-67.7463(1-1)0.3377.746tanh7.7467.746WxAfdxA0.8dxA3)002985(kg.s/mQ0kP/P(1-xAf)0.337(3.2/2000(1-xAf)所以，为使催化剂用量最省，应采用流化床反应器。33现有两种球形催化剂粒子，直径分别为和，分别在等温的固定床反应管中进行测试，床层体积为33150cm,床层空隙率均为,所用反应物流量均为3cm/s,反应为一级不可逆。对直径为的催化剂，达到的转变率为66，而直径为的催化剂，则转变率只能达30。求这两种催化剂的内扩散有效系数各为多少（外扩散阻力已除掉。）34一级不可逆气固催化

41、反应AR，在不同反应条件下测得如下数据(外扩散阻力已除掉)：dp(mm)CA3)T(k)(-rA3(mol/m)(mollSm催化剂)61400114001043020(内扩阻力2除掉)试求：(1)本征速率常数(2)本征反应活化能，(3)粒径为6mm时的催化剂有效系数一级气固催化反应AR，实验测得如下数据。序号dP(mm)CAG(mol/m3)(-RA)(mol/T(K)112014802240148032403500求:反应活化能。(假设外扩散阻力已除掉,DeA不随温度变化。)36.在等温与外扩散阻力已除掉的情况下，在某实验室催化反应器中测得dS为6mm的催化剂的一级不可逆反应的宏观反应速率

42、常数为100s-1,已知有效扩散系数为210-5m2/s，试求直径为9mm时的催化剂的内扩散有效因子与宏观反应速率常数。37.一级不可逆气固催化反应A一一P在固定床中等温进行，催化剂为球形dp=6mm，DeA=10-823(-r3，求m/s，在除掉外扩散阻力和C=10mol/m时测得宏观反应速度A)=1mol/smA催化剂(1)该催化剂的m值(2)在进料量为20ls，p=g/cm3，反应器出口转变率为80时反应器催化剂装填量。在（即5atm）及50下，气体在高度湍流的气固相催化反应器中操作，外扩散阻力可不计，反应为一级可逆反应，50时平衡转变率为85，在该反应条件下，DeA为s，催化剂的颗粒密

43、度为1g/cm3,不同颗粒大小时反应速率如下：dP/mmA-4-4-4(-R)/(mol/101010为减少固定床反应器压降,战胜内扩散阻力,希望采用的最大颗粒直径为多少39氨合成塔入口的气体组成为%NH3，%N2，%H2，%Ar及%CH4。该塔是在30MPa压力下操作，1N23H2NH3。已知催化剂床层中某处的温度为500，反应气体中氨含量为2210%（mol），试计算该处的反应速率。在Fe催化剂上氨合成反应速率式为：p1.5p3rk1pN2H2NH3kmol/mhpNH3k21.5pH2已知500时：k133kmol(MPa)1.5/m3.h，k21.055104kmol(MPa)0.5/

44、m3.h。解：求各组分的分压值：1N23H2NH322pypi0ipA0XAiAyA0AXA1yi0iyA0XAiA,piyiPyA01AXA1（13）yA020.87%，A22212yR0RyA0XAyRAyA0AXA10.0351*0.2087*XA10.1020.2087*(-2)*XA145.914XA6.5XA0.1416yA0yA0XAyAAXA1yA00.2087(1-0.1416)0.2087*(-2)*0.14160.1904yH03yA0XAyH1yA0AXA10.626-3*0.2087*0.14160.571610.2087*(-2)*0.1416各组分的摩尔分率及分压

45、值为：NH310%pNH3=3MPaN2%pN2=H2%pH2=反应速率为：rk1pN2pH1.52pNH3k21.5pNH3pH233.017.151.51.05510435.71817.151.534.023103kmol/m3h40在一个有效容积为300L的反应器中，90等温下将浓度为4kmol/m3的过氧化氢异丙苯溶液分解：C6H5C(CH3)2COHCH3COCH3C6H5OH（A）(P)(R)生产苯酚和丙酮。该反应为一级反应，反应温度下反应速率常数等于,最终转变率达99%，试计算苯酚的产量。（1）如果这个反应器是间歇操作反应器，并设辅助操作时间为10min;2）如果是全混流反应器；

46、3）试比较上二问的计算结果；4）若过氧化氢异丙苯浓度增加一倍，其他条件不变，结果怎样解：(1)间歇反应器,一级反应：t1xAf)10.99)46.05sln(1ln(1k0.1VrQ0(tt0)Q0(46.051060)300LQ00.4644L/s苯酚产量FRFA0 xAfQ0CA0 xAf0.464440.991.839mol/s（2）全混流反应器VrQ0CA0 xAfQ0 xAfkCA0(1xAf)k(1xAf)300Q00.990.1(10.99)Q00.3030L/s苯酚产量FRFA0 xAfQ0CA0 xAf0.303040.991.20mol/s（3）说明全混釜的产量小于间歇釜的

47、产量，这是由于全混釜中反应物浓度低，反应速度慢的原因。4）由于该反应为一级反应，由上述计算可知，无论是间歇反应器或全混流反应器，其原料办理量不变，但由于CAB增加一倍，故C苯酚也增加一倍，故上述两个反应器中苯酚的产量均增加一倍。41原料浓度CA0为10kmol/m3，在等温流动反应器中进行下列液相反应：Ak1Pk2Qk11.71018exp(52718/RT)h为一级不可逆反应，已知：1014exp(k26.9125520/RT)h-1-1要求转变率xA=，而目的产物P的浓度为最大。按全混流和活塞流反应器分别计算应在什么温度下操作在全混流反应器中:解：在一实验室无梯度反应器中进行等温催化反应动

48、力学研究，测得下列数据：序号粒径dP/mmCAG/(mol/L)转速（r/min）(-RA)/(mol/min)11000121000131800411000试说明：（1）当粒径dP为时，内扩散影响是否已除掉简述原因。（2）当转速为800r/min时，外扩散影响是否已除掉简述原因。43.某气液吸收化学反应A(g)B(l)P(l)，已知HA12atm.m3/kmol,kLA210-4m/s,kGAkmol/m2hatm,patm。0.2AG0.2由于采用化学吸收，液膜阻力下降，其值仅为总阻力的，试求增降系数和化学吸收的宏观速率。)kLACAiPAG-PAiHACAi解：（RA)kGA(PAG-P

49、Ai1HAkGAkLAPAG（1）HAkGAkLAHA液阻kLAHkGA气阻A6.51kLAkGA93.5120.26.5210-4360093.5代入式（），得47.951（RA)10.2120.0374（kmol/m2h)236000.247.9510-4在一双混釜中，进行一气液瞬间不可逆反应，A(g)2B(l)2P(l)。当温度为50，液相B的浓度为5kmol/m3时，宏观反应速率与气相中A的分压之间的关系如下列图。（1）说明PAG0.5atm时的反应场所；（2）求出kGA、kLA的值；（3）求PAG1.0atm时的增强系数。（已知DLADLB)解：（1）假设反应面为相界面，此时属于气膜

50、控制，(RA)kGAPA，则为经过原点的一条直线，但从图上可见，当PAG0.5atm时，直线并不经过原点。所以，反应场所为液膜内的某一个面上。当PAG00.5atm,(RA)kGAPAGkGA(RAPAG)22hatm)4(kmol/m0.5图受骗PAG0.5atm时的点为反应面从液膜内转移到相间面的临界点，此时(CBL)C5kmol/m3(CBL)CkGAPAGkLADLB1DLAB40.55kLA112kLA0.8(m/h)3RAkLACAi1DLBCBLkLACAiDLABCAikLACAiDLBCBLkLADLAB30.8CAi50.812CAi1.25kmol/m311531.252

51、45在一双混釜中，测定气液不可逆反应A(g)2B(l)P(l)的有关传质系数，测准时保持P为常数（P=），改变液相中B的浓度C，测得宏观反应速率与C之间的关AGAGBLBL系如下列图。已知：DLA.109m2/S,D.109m2/S。15LB10求：kGA、kLA、HA、KGA的值。解：由图可见，(CBL)C0.8kmol/m3当(CBL)C0.8kmol/m3，反应属于气膜控制，此时P(R)kGAAGA)250kGA(RA1250(kmol/m2hatm)PAG0.2(CBL)CkGAPAG12500.20.8kLADLB1kLA1.01DLAB1.52kLA937.5(m/h)当(CBL)C00.8kmol/m3，反应发生在液膜内某一个面上。此时PAGDLBCBL(RA)DLAB1HAkGAkLA当(CBL)