反应工程总复习题(答案)

1、化学反应工程试题答案一、单项选择题：（共60小题，每题0.5分）1、化学反应工程是研究以下问题的学科：（A）A、化学反应器工程问题B、化工单元操作C、反应器特点D、传达特点2、化学反应工程研究的对象是：（A）A、化学反应器B、单元操作C、化工流程D、化学工艺3、连续操作的反应器的独立变量为（C）A、浓度B、反应时间C、反应器体积大小4、理想混杂的间歇反应器的独立变量为（B）A、反应速率B、反应时间C、反应空间5、连续操作的理想混杂流反应器的独立变量是：（C）A、反应物浓度B、反应时间C、反应空间6、间歇操作的反应器所拥有的特点包括：（A）A、参数随时间变化B、参数随空间变化C、累积量为零D、累

2、积量不为零7、在对理想的全混流反应器进行物料衡算时，下面哪些量为零：（D）A、流入量B、流出量C、反应量D、累积量8、在对定常态操作的反应器进行物料衡算时，下面哪些量为零：（D）A、流入量B、流出量C、反应量D、累积量9、牢固的定常态操作点吻合以下条件：（A）A、移热速率大于放热速率B、移热速率小于放热速率C、移热速率等于放热速率10、若CSTR的某一操作点是牢固的定常态操作点，则该操作状态拥有的特点是：（C）A、移热速率大于放热速率B、移热速率小于放热速率C、移热速率等于放热速率11、在CSTR中进行一级不能逆反应，最多能够有几个定常态操作点？（D）A、0B、1C、2D、3E、412、对于反

3、应级数大于零的反应，下述情况哪一种容积收效最高？（C）A、单釜CSTRB、多釜CSTRC、PFR13、对于自催化反应，下述情况哪一种容积收效最高？（A）A、CSTR串联PFRB、最优循环比下操作的PFRC、CSTR14、牢固的定常态操作的CSTR反应器在该操作点以下情况是必然成立的：（B）A、移热速率等于放热速率B、移热速率大于放热速率C、移热速率小于放热速率15、对于级数大于零的自催化反应，其动力学线（1xA）一般存在一个极值，下述rA情况哪一种容积收效最高？（D）A、单釜CSTRB、多釜CSTRC、PFRD、CSTR串联PFR16、对于反应级数小于零的反应，下述情况哪一种容积收效最高？（A

4、）A、单釜CSTRB、多釜CSTRC、PFR17、对于绝热的放热反应，下述哪一种操作方式的容积收效最高？（A）A、CSTR串联PFRB、最优循环比下操作的PFRC、CSTR18、平推流反应器的空时与反应时间之间的关系以下哪一种说法正确？（C）A、总是相等B、总是不相等C、不确定19、全混流反应器的空时与反应时间之间的关系以下哪一种说法正确？（C）A、总是相等B、总是不相等C、不确定20、平推流反应器中进行恒温、恒压均分子气相反应时，空时与反应时间之间的关系以下哪一种说法正确？（A）A、总是相等B、总是不相等C、不确定21、间歇反应器的反应转变率与反应器大小之间下陈说法哪些正确？（B）A、与反应

5、器大小相关B、与反应器大小没关C、不确定22、在对间歇反应器进行设计时，反应器体积大小与下述哪个因素相关？（B）A、反应时间B、单位时间办理量C、不确定23、从反应器的停留时间分布测定中求得无因次方差A、理想的平推流反应器B、理想的全混流反应器20.98，则反应器可近视为：（B）C、理想混杂间歇反应器24、从反应器的停留时间分布测定中求得无因次方差202，则该反应器可近视为：（A）A、理想的平推流反应器B、理想的全混流反应器C、理想混杂间歇反应器25、固定催化反应床层的空隙率B是影响床层流体流动特点的重要参数，一般情况下当B过大时，会以致流体以下现象产生：（B）A、床层压降变大B、沟流现象C、

6、床层热点26、采用平推流和全混流反应器进行任意级数的反应，口转变率与全混流反应器的出口转变率之间的大小关系：若反应空时相等，则平推流反应器出（C）A、总是大于B、总是小于C、不能够确定27、若脉冲法测得一反应器存在流体质点停留时间分布，则：（C）A、必然存在返混B、不存在返混C、不能够确定28、若气固多相催化反应为内扩散过程所控制，能够经过下述哪一种方法措施减小内扩散对反应速度的影响：（B）A、提升流体线速度B、减小催化剂的粒径C、增大线速度、D增大催化剂粒径29、若气固多相催化反应为外扩散过程所控制，能够经过下述哪一种方法措施减小外扩散对反应速度的影响：（C）A、提升流体线速度B、减小催化剂

7、的粒径C、增大线速度、D增大催化剂粒径30、若气固多相催化反应器内存在沟流现象，能够经过下述哪一种措施加以改进：（B）A、提升流体线速度B、改进床层空隙率均一C、增大催化剂粒径31、若气固多相催化反应器内存在壁效应现象，能够经过下述哪一种措施加以改进：（C）A、增大催化剂粒径B、减小反应器直径C、增大反应器直径32、若气固多相催化反应器内存在短路流现象，能够经过下述哪一种措施加以改进：（B）A、增大催化床层直径B、改进床层空隙率均一C、增大催化剂粒径33、当分子扩散的平均自由程大于催化剂微孔直径时，分子在微孔中的扩散为：（A）A、努森扩散B、分子扩散C、构型扩散34、当分子扩散的平均自由程小于

8、催化剂微孔直径时，分子在微孔中的扩散为：（B）A、努森扩散B、分子扩散C、构型扩散35、催化剂颗粒的有效利用系数用率：与催化剂的颗粒直径相关，当颗粒直径增大时，内表面利（B）A、增大B、减小C、不变D、不确定36、催化剂颗粒的有效利用系数与反应温度相关，反应温度提升，内表面利用率：（A）A、增大B、减小C、不变D、不确定37、均相CSTR反应器中放热S形曲线与移热直线一般有3个交点，高温区交点拥有以下特点：（A）A、牢固的定常态B、非牢固的定常态C、不能够确定可否牢固38、均相CSTR反应器中放热S形曲线与移热直线一般有3个交点，中温区交点拥有以下特点：（B）A、牢固的定常态B、非牢固的定常态

9、C、不能够确定可否牢固39、均相CSTR反应器中放热S形曲线与移热直线一般有3个交点，低温区交点拥有以下特点：（A）A、牢固的定常态B、非牢固的定常态C、不能够确定可否牢固240、某反应器经脉冲示踪法测得的实验数据计算得方差0，则这个反应器近似可看作为：（A）A、理想的平推流反应器41、以下列图中分别代表别代表三条不一样的关系曲线，B、理想的全混流反应器5股物流；a、b、c、d则曲线L1代表的含义为：C、理想混杂间歇反应器代表四个操作点；L1、L2、L3分（B）A、平衡温度线B、最优温度线C、动力学曲线42、如上图，曲线L2代表的含义为：（A）A、平衡温度线B、最优温度线C、动力学曲线43、如

10、上图，曲线L3代表的含义为：（C）A、平衡温度线B、最优温度线C、动力学曲线44、如上图，a点的转变率与d点的转变率之间的关系为：（B）A、xxdB、xxcB、xbEF（B）DE0的反应，PFR的容积效率总是大于间歇釜式的反应器。（）（）6、对于反应级数n0的反应，完成相同的生产任务，采用多釜串联的全混流反应器的容积效率小于单釜操作。（）7、平推流反应器进行恒温恒压均分子反应时，空间时间与反应时间相等。（）8、采用全混流反应器进行反应级数n0的反应，当生产任务确定后，串联的CSTR反应器级数越多，反应器的容积效率越低。（）9、当多相催化反应过程为外扩散过程所控制时，经过减少催化剂颗粒粒径能够明

11、显提高宏观反应速度。（）10、间歇反应器的反应物达到必然的转变率与反应器体积大小没关，反应器体积大小取决于生产强度。（）11、对于稳态CSTR反应器内进行的化学反应，其反应速率总是固定不变的。（）12、定常态操作的CSTR反应器移热速率与放热速率相等，则能够认为该反应器是稳定的。（）13、完成相同的生产任务，对于级数大于零的反应，多釜串联的CSTR反应器容积效率总是高于单釜。（）14、对于反应级数n0的反应，间歇釜式反应器的平均反应速率总是高于全混流器，因此完成相同的生产任务所需要反应器体积总是小于全混流反应器。反应（）15、脉冲实验测得某一反应器内的流体质点存在明显的停留时间分布，则能够为该

12、反应器必然存在返混现象。16、定常态操作的CSTR（）反应器移热速率等于放热速率不足以说明该操作点是牢固的定常态操作点。（）17、能够经过提升固定催化床反应器床层空隙率B来降低床层阻力降P。（）18、减少催化剂颗粒粒径能够明显提升一个以内扩散为控制步骤的多相催化反应过程。19、流体质点存在停留时间分布必然是由于返混所造成的。（）（）20、多相催化反应催化剂的效率因子与催化剂的平均孔径相关，孔径越小，则效率因子越大。（）四、简答题（共6小题，每题5分）1、简要说明化学反应工程研究的任务主要包括哪些？答案要点：1）研究反应器的三个传达特点及所进行反应的动力学特点；2）确定反应器的型式及操作方式；3

13、）对反应器进行最正确设计及确定最正确的反应器条件；2、简要说明研究化学反应工程学的基本方法包括哪些？答案要点：基本方法是：模型方法，包括1）物料衡算模型；2）热量衡算模型；3）动量衡算模型；4）反应动力学模型；5）参数计算式。3、简要说明反应器的特点详尽包括哪些内容？答案要点：1）流动状态特点；2）混杂状态特点；3）传热特点4、理想反应器包括哪些形式？试写出它们的基本设计方程式。答案要点：理想反应器的形式包括：（1）理想混杂间歇搅拌反应器；（2）理想平推流反应器；（3）全混流反应器基本设计方程式：（1）理想混杂间歇搅拌反应器：txAdxACA00rA（2）理想平推流反应器：xAdxACA0rA

14、0CA0CA（3）全混流反应器：rA5、气固多相催化反应一共分为哪七个步骤？答案要点：1）反应物从气流主体扩散到固体催化剂的表面面（外扩散过程）2）反应物进一步向催化剂的微孔内扩散（内扩散过程）3）反应物在催化剂的表面上被吸附（吸附过程）4）吸附的反应物转变成反应的生成物（表面反应过程）5）反应物从催化剂的内表面上脱附下来（脱附过程）6）脱附下来的生成物分子从微孔内向外扩散到催化剂表面面处（内扩散过程）7）生成物分子从催化剂表面面扩散到主体气流中被带出（外扩散过程）6、单调反应的反应器形式及操作方式的选择依照1与CA关系能够包括三种情况，试说rA明这三种情况分别采用何种反应器形式及操作方式？并

15、比较其利害序次。答案要点：（1）1与xA呈单调上升（所有n0的不能逆等温反应）：rA利害序次：平推流-多釜串联全混流-单釜全混流；（2）1与xA呈单调下降（所有n0的不能逆等温反应）：rA利害序次：单釜全混流-多釜串联全混流-平推流；（3）1与xA的曲线上存在极小值（自催化反应或绝热操作的放热反应拥有该特点）rA利害序次：单釜全混流串联平推流平推流全混流；五、计算题（共2小题，每题5分）1、（5分）某反应器的脉冲示踪的测试数据以下：t,s1020304050607080C,g/L03554210应用此反应器进行一级不能逆反应，已知该反应在全混流反应器内进行时，当在相同的下，其出口转变率xA0.

16、82，试求该反应在本反应器中进行时的出口转变率（设可按多釜串联模型模拟）。解：（1）求该反应的平衡常数：tiCi100203305405504602701800t03554210Ci40s依照CSTR的设计方程可知：CA0 xACA0 xArAkCA0(1xA)0.8240s0.82)k(1k0.1139s1（2）多釜串联模型计算转变率：2ti2Ci2ttCi102020233025402550224602270218020402035541019021902t0.118821600tN118.42取8釜20.1188转变率：xA111N180.9731k4010.1139N82、（5分）在一

17、固定床反应器中装填6mm球型催化剂进行AP的一级不能逆反应。在反应条件下外扩散影响能够忽略，本征动力学方程为：rAkCAmol/s.kgCatk4.5210-3m3/s.kgCat已知CA0=1mol/m3，有效扩散系数De为5103cm3/s，颗粒密度1000kg/m3，要求A的转变率为80%，每天生产100kmol的产品P，试求：1）该过程的宏观反应速率；2）为达到工艺所要求的生产能力，需装填多少公斤的催化剂？（注：单位颗粒体积速率常数kv与床层本征动力学常数k间的关系为：kvk，当s3时，tanhs1）解：（1）宏观反应速率：kvk4.52s1kv24.52sRpDe3105103104

18、9.02311311tanhs0.296ss9.029.02robskCASkCAG1.338mol/m3.s（2）填装催化剂的量W：WdxAFA0kCA0(1xA)WFA0ln1FPln1kCA01xAxAkCA0515kg1xA六、论述题（共2小题，每题10分）1、化学反应工程研究和核心问题是“三传一反”，何谓“三传一反”？对于规模放大后的工程问题经常会出现“放大效应”，你对“放大效应”是如何理解的？放大效应可否拥有科学的必然性？答案要点：（1）三传一反：质量传达、热量传达、动量传达和反应动力学（2）装置中的“三传”是极其复杂的，规模放大时的“三传”也随之发生变化，即出现“放大效应”，因此要解决好装置的放大效应，就必定对反应器内流体的三传（传热、传质、动量传达）有一个十分清楚的认识；（3）放大效应不具备科学的必然性。2、试从“三传一反”的角度出发简要论述催化裂化多相反应器为何选择流化