反应工程考试习题库及答案

PAGEPAGE55第一章绪论1.化学反应工程是一门研的科学（化学反应的工程问题）化学反应工程是一门研究化学反应的工程问题的科学既以 作为研究对象又以 （化学反应、工程问题） （三传一反）化学反应过程按操作方法分为 、 、 操作（分批式操作、连续操作、半分批式）化学反应工程中的“三传一反”中的三传是指 、 、 （传质、热、动量传递）不论是设计、放大或控制，都需要对研究对象作出定量的描述，也就要用数学式来表个参数间的关系，简称 （数学模型）在建立数学模型时根据基础资料建立物料热量和动量衡算式的一般式为 （积量=输入量-输出量）“三传一反”是化学反应工程的基础，其中所谓的一反是指 （D）A．化学反应 B.反应工程 C.反应热力学 D.反应动力9.“三传一反”是化学反应工程的基础，下列不属于三传的是 （A）A.能量传递 B.质量传递 C.热量传递 D.动量传第二章均相反应动力学1.均相反应是指_（参与反应的物质均处于同一相）apaaA+bB pP+对于反应，则r (

)（）PK着眼反应组分K的转化率的定义式为 （K

An nnK0 KnK0 ）当计量方程中计量系数的代数和等于零时这种反应称为 否则称为 （分子反应、非等分子反应）A化学反应速率式为rA

KCCC A

，用浓度表示的速率常数为K

，假定符合理想气体状态P C C方程，如用压力表示的速率常数K，则K= K（)P C CCn，如用浓度表示的速率常数为K，用逸度表示的速率常数Kf，则CC K= K（C Cn，如用浓度表示的速率常数为K，用气体摩尔分率表示的速率常C数Ky，则

C= KyC

RTnp ）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 （拟平衡常态9.当构成反应机理的诸个基元反应的速率具有相同的数量级时，既不存在速率控制步骤时，可假定所有各步基元反应都处于 （拟定常态）活化能的大小直接反映了 对温度的敏感程度（反应速率）一个可逆的均相化学反应，如果正、逆两向反应级数为未知时，采用 法来求反应级数。（初始速率法）生成主产物的反应称为 ，其它的均为 （主反应、副反应）A平行反应 副)均为一级不可逆反应，若E＞E，选择性S与 无关，主 副 p仅是 的函数（浓度、温度）

A PA

E E均为一级不可逆反应，若主＞

S副，提高选择性

P应 _。(提高温度)1K1一级连串反应A

P K2 S在全混流釜式反应器中，则目的产物P的最大浓度KKC 1KKA0CP

、opt （/K、 ）2 1 1 21K1一级连串反应A

P K2 S在平推流反应器中，则目的产物 P的最大浓度CP

k1opt 、t （opt

[k/(k2

k)]121、k、2

)k1k1）1K1一级连串反应A

P K2 S在间歇式全混流反应器中，则目的产物PCP

k1opt 、t （opt

[k/(k2

k)]121、k、2

)k1k1）1K1一级连串反应A

P K2 S在平推流反应器中，为提高目的产物P的收率，应 k2 1

（降低）链反应的三个阶段为 、 、 （链的引发、链的传播、链的终止）下列属于均相反应的是 （B）A.煤炭燃烧 B.氢气燃烧 C.离子交换 D.加氢裂21.下列属于均相反应的是 （A）A.乙酸乙酯水解 B.CuO的还原 C.加氢脱硫 D.电石水解下列属于均相反应的是 （C）C.HClNaOHC.HClNaOHD.水泥制造C.HClNaOHD.催化裂解C.氢气燃烧D.烃类气相裂解下列属于非均相反应的是 （D）乙酸乙酯水解 B.氢气燃烧下列属于非均相反应的是 （B）乙酸和乙醇的酯化B.加氢脱硫2 4 化学反应CO 3H CH HO，其中化学反应计量系数为-1的是哪种物质 2 4 （A）2 4 CO B.H C.CH D.H2 4 2 2 化学反应2NO 2H N 2HO，其中化学反应计量系数为+2的是哪种物质 2 2 （D）2 2 NO B.H C.N D.H2 2 对于一非恒容均相化学反应AA BB，反应组分A的化学反应速率Ar （A）Adn

dn dC dCr A r B r A r BBA. AB

Vdt B. A

Vdt C. A

dt D. A dt对于一非恒容均相化学反应AA（B）

BB反应产物B的化学反应速率r 。Br dnA r dnB

dCr dCA r BB

Vdt

B

Vdt

B dt

B dt29.对于反应aA+bB pP+则r (r)（A）P Ap p a |A.| B.a C.p D.p30.对于反应aA+bB pP+则r (r)（C）P Bb p p

|A.p B.b C.| D.p4A+B→3R+S，AB3∶1因子A= （C）A.1/4 B.2/3 C.–1/4 D.–2/3A+B→3P+S，AB1∶1A= （D）A.–2 B.–1 C.1 D.2A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，则膨胀子= （C）AA.–1 B.–1/2 C.1/2 D.12A+B→3P+S，AB3∶2B子= （D）BA.–1 B.1/3 C.2/3 D.135.气相反应CO+3H膨胀因子CO=

CH4+HOCO与22（A）22

2以1∶2摩尔比进料，则A.–2 B.-1 C.1 D.2气相反应2NO+H2

N+HO222

与H1∶22则膨胀因子NO= （B）2与2 与2 2气相反应N2+3H 2因子H2= （B）

2NH

H2∶3A.–1 B.–2/3 C.2/3 D.1A化学反应速率式为rA

KCCC A

，如用浓度表示的速率常数为K

，用压力表示的速率常P C C数为K，则K= KP C CA.)( ) B.) C.) D.)

r KCCA C A

，如用浓度表示的速率常数为K

，用压力表示的速率P C常数为K，则K= KP CA.) B.) C.) D.)( )40.反应C4H10 2C2H4

2

k1，则反应级数n= （B）A.0 B.1 C.2 D.341.反应A+B→C，已知k1，则反应级数n= （B）A.0B.1C.2D.342.反应3A→P，已知ks，则反应级数n= （A）A.0B.1C.2D.3反应CH3COOH+CH3CHn= （C）

CH

2H

+HO，已知ks/mol，则反应级数2A.0 B.1 C.2 D.322反应N2+3H2

2NH

3，已知ks/mol，则反应级数n= （C）A.0 B.1 C.2 D.3反应NaOH+HCl NaCl

，已知ks/mol，则反应级数n= （C）A.0 B.1 C.2 D.3反应A+B→C，已知ks，则反应级数n= （A）A.0 B.1 C.2 D.下列属于平行反应的是 （C）AB P

AA.A+B→P B.PB R C. ) D.A+B→P=R+SP串联反应A→P（目的）→R+S，目的产物P的得率X= （B）Pn nP P0

n nP P0

n nP P0

n nD.P P0D.A.n nA.A0 A

nB.A0B.

n nSC.S0SC.

n nRR0RP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= （C）Pn nP P0

n nP P0

n nP P0

n nD.P P0D.A.n nA.A0 A

nB.A0B.

n nSC.S0SC.

n nRR0RP串联反应A→P（目的）→R+S，目的产物P的总收率= （A）Pn nP P0

n nP P0

n nP P0

n nD.P P0D.A.n nA.A0 A

nB.A0B.

n nSC.S0SC.

n nRR0R （B）

A主 副 均为一级不可逆反应，若EE，提高选择性S主 副 A.提高浓度 B.提高温度 C.降低浓度 D.降低温度A如果平行反应 )均为一级不可逆反应，若E主＞E副，提高收率P应 （C）A.提高浓度 B.降低浓度 C.提高温度 D.降低温度A→P→SP优空时opt

（D）ln(K2A.K

/K) /K)1 1 2K B.K K

2 1KK2 1KK

) 1KKD.KKK2K2A

K1 P

S

P的最大浓度CP

（B）KCKCK2 K2KCKCK11CA.A0

(1K2 2 2

A0B./KB.2 1

C(C.A0

2K21121

D.[(K/K

A02

1]2K1K1

P K2 S在间歇式反应器中，则目的产物 P的最大浓度CP

（A）KCKCK2 K2KCKCK11CA

(1K2 2 2

A0/K1

CA

(2K21K211

A02

1]2K1K22一级连串反应A P S在平推流管式反应器中，则目的产物K1K22CP

（A）KCKCK2 K2KCKCKCA.A0

(1K2 2 2

A0B./KB.2 1

C(C.A0

2K21121

A0D./KD.1 2

1]2A→P→SP间t间opt

（D）KK1 /K)KK1 2A. B.K K

2 1KK2 1KK

/K)

ln(K2D.K

/K)1K1 2 2 1 1 2 2 1A→P→SP应时间t应时间opt

（C）KK1 /K)KK1 2A. B.K K

ln(K2C.K

/K)1K

2 1KK2 1KK

/K)1 2 2 1 2 1 1 2下列反应没有涉及到链反应的是 （B）石油裂解 B.酯化反应 C.烃类氧化 D.聚合反60.简述均相反应及其动力学的研究内容？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。61.简述链锁反应所具有的基本特征？答：1）链反应具有三个阶段：链的引发、链的传播和链的终止；2）链的引发和传播均需要通过游离原子或游离基；3）游离原子和游离基均具有较高活性，容易受器壁或其它惰性物的作用而重新生成稳定的分子，从而使链反应终止。反应2NO + 2H = N + 2HO，实验测得速率方程为

kC2CN NO

。试设定能2 2 2满足实验结果的反应机理。解：机理1：2NO H k N HO

2 2（慢） ①12 2 2 2HO H 2 2 2kC2

2HO （快）②2C2N 1 1 NO H2 2所以与实验结果相同2 机理2：2NO NO 2 NO H

k N HO （慢速）④2 2 5H2 2 52 2 2

2H2O （快）⑤③达拟平衡态，④为速控步骤kCN 5 52

CNO H22 2CCkCC3 2由③得

kC kC2

N2O2 k NO4 NO22

3 NO 4CkkCN53 2N

kC2C代入 2

k NO H4

NO H2此机理与实验结果相同，选机理（2，因其无叁分子反应，而机理（1）是。由A和B进行均相二级不可逆反应 A A+ BB= SS，速率方程：dCAA= dt

kCC。A B。C求： 当C当

A0CB0A0CB0

AAB时的积分式AAB B时的积分式（1CA

C与C之比保持恒定B

CAA0C ACAB0 B BBC CAB所以 B AdCkt CA0 ACCCA A BdCkt CA0 C

kt

C dCA0 AC C2A BC2 AAk1 1

A k' BkA积分得

CAk

CA01( A )写成转化率时（2） CA CA0A)C

C 1A0 AC CB B0

A ACB B

)C)A B0 1 A式中：

CB A0 BC ABA B0 A积分得

kt 1 ln1 1 A11 B0 AA→Bn300KA20%12.6340K3.20E。dCr A kCn解： A dt AC dCA A

tdtCCn 0tA0 A1 1 1 kt即n1Cn1 Cn1即A A0A A达20%时，A A1 1 1k 125n1 ) Mn1 t tA0式中M为常数k∴300

M 1

k 340

1lnkk

340300

lnME(1 1M300340E=29.06（kJ/mol）B 1 考虑下述连串反应:B 1

，已知上述反应中每一步均为一级反应，试求A、BC解:对于反应物A，应有:dCA kCdt 1 A1积分得 CA CA0k1dCB kC k

kCexp(kkC对于B,应有

1 A 2

1 A0

1 2 B2将上式两端乘以2

t)可得exp(k2

t)dCB

kC2 B 2

k1

exp[(kA0

k1即BkCA02

)t]dt1 1将上式积分得,CB 2

k1 Ck k A2 1

2

k)t]1}1kC 1 B k k2 1

kkA0 1 2

t)}C C C CA B C A0C

k2 k

1k 1

t)]C C C) A0 k kC A0 A B 2 1

1 k k 22 1第三章理想反应器1.理想反应器是指 [理想混（完全混合反应器平推流（活塞流或挤出流）反应器]具有良好搅拌装置的釜式反应器按 反应器处理，而管径小，管子较长和流速较的管式反应器按 反应器处理（理想混合反应器、平推流）分批式完全混合反应器操作的优化分析是以 、 为目标进行优化的（平均生产速率YR最大、生产经费最低）全混流反应器的空时τ是 与 之比（反应器的有效容积、进料流体的容流速）全混流反应器的容积效率η为 与 之比（反应时间t、空时τ）V(r)(H)A r0Gp6.全混流反应器的放热速率Q= （ vC ）0Gp全混流反应器的移热速率

r=

T

UA)vc 0 P

UATm)vc）0 PG 全混流反应器的定常态操作点的判据为 （Q QG 全混流反应器稳定的定常态操作点的判据为 、 （Q

dQ dQQ、r G）全混流反应器的返混 （最大）平推流反应器的返混为 （零）

G r dT dT对于恒容的平推流管式反应器 、 、 一致（平均停留时间、反时间、空时）对于恒容的 管式反应器平均停留时间、反应时间、空时一致（平推流）如果将平推流反应器出口的产物部分的返回到入口处与原始物料混合，这类反应器为 （循环操作）1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→∞时则相于 反应器（平推流、全混流对于循环操作的平推流反应器，当循环比β→0时反应器内返混为 ，而当β→∞时则反应器内返混为 （零、最大）对于绝热操作的放热反应，最合适的反应器类型为 （全混流串平推流）对于反应级数n＜0的反应，为降低反应器容积，应选反应器为宜（全混流）对于反应级数n＞0的反应，为降低反应器容积，应选反应器为宜（平推流）对于自催化反应，最合适的反应器为 （全混流串平推流）对于可逆的放热反应，使反应速率最大的反应温度Topt 。E)2 1R

kEC)）01 A0 A）（k'E（0 2 R0

C )A0 A

E)2 1Rln

kC)0 A0 A对于可逆的放热反应达到化学反应平衡时的温度Te （

k'C )）0 R0 A0 A）0分批式操作的完全混合反应器非生产性时间0

不包括下列哪一项 （B）加料时间 B.反应时间 C.物料冷却时间 D.清洗釜所用时间A→B，rA

2mols C，当A A，当

1mol/l时，求反应至CA所需时间t= 秒（D）A.8500 B.8900 C.9000 D.9900AA→B，rA

mols CA，当A0A，当

时，求反应至CA所需时间t= 秒（B）A.400 B.460 C.500 D.560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全混流反应器的容积效率η大于1.0时，且随着A的增大而增大，此时该反应的反应数n （A）A.＜0 B.=0 C.≥0 D.＞0全混流反应器的容积效率η小于1.0时，且随着A的增大而减小，此时该反应的反应数n （D）A.＜0 B.=0 C.≥0 D.＞0全混流反应器的容积效率η=1.0时，该反应的反应级数n （B）A.＜0 B.=0 C.≥0 D.全混流釜式反应器最多可能有 个定常态操作点（C）A.1 B.2 C.3 D.4全混流反应器中有 个稳定的定常态操作点（B）A.1 B.2 C.3 D.4对于 的反应器在恒容反应过程的平均停留时间、反应时间、空时是一致的（D）A0 间歇式反应器 B.全混流反应器 C.搅拌釜式反应器D.平推流管式反应器33.一级不可逆液相反应A 2R，C 3，出口转化率x A0 0时间tt0

50000kgR/3（C）

R=60，则反应器的体积V为A.19.6 B.20.2 C.22.2 D.23.4对于自催化反应，最合适的反应器为 （D）A.全混流反应器 B.平推流反应器C.循环操作的平推流反应器 D.全混流串接平推流反应35.对于绝热操作的放热反应，最合适的反应器为 （D）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 （B）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38.对于可逆放热反应，为提高反应速率应 （C）A.提高压力 B.降低压力 C.提高温度 D.降低温度A对于单一反应组分的平行反应

P )，其瞬间收率 随C增大而单调增大，P 则最适合的反应器为 （A）A.平推流反应器 B.全混流反应器C.多釜串联全混流反应器 D.全混流串接平推流反应器A对于单一反应组分的平行反应

P )，其瞬间收率 随C增大而单调下降，P 则最适合的反应器为 （B）A.平推流反应器 B.全混流反应器C.多釜串联全混流反应器 D.全混流串接平推流反应器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）应器和平推流（活塞流或挤出流）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。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。对于反应，r k

2，E；r

kC，

，当E

时如何选择操作温度可以提高产物的收率？

R 1 A

1 S 2 A 2 1 2r kS R

E/RTe1 e

E ECek2 1Cek10 RTS答：对于平行反应R rS

keE/RT A k220 202

A

1＞

2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。A在间歇釜中一级不可逆反应，液相反应 A→2R，rA

AkCkmol/m3·h，k=9.52×AA0 R R0 109exp[-7448.4/T]h-1，C 2.3kmol/m3，M 60，C 0，若转化率x 0.7，装置的产能力为50000kgA0 R R0 t=0.75h）0解：反应终了时R的浓度为C R

xA0

/m3)dxtC xA

1x dxA

1ln1A00 kCA

k01xA

k1xAk109

7448.427350

0.92t 1ln

1.31(h)1VCM 50000R Rtt 240V 500002460CH2=CH

CH=CH2(A)

2

CH COOCHCOOCH3(C)该反应在全混流反应器中进行，以AlCl该反应在全混流反应器3

为催化剂，反应温度20℃，液料的体积流速为0.5m3/h，丁二烯和丙烯酸甲酯的初始浓度分别为CA0 96.5mol/m3CB0 184mol/m3催化剂的浓度为CD 6.63mol/m3。A速率方程rA

kCCA

，式中k=1.15×10-3m3/mol·ks，若要求丁二烯转化率为40%。求：1）反应器的体积V； 2）容积效率η解：1） A + B→Cr dC

A kC

kCxA dt

A D A0 A DCxA0A

Cx xA0A A对于全混流反应器∵

r A

xxA0 A D A D∴ 10

V∵v v 3∵0 0∴V v 3∴02）在分批式反应器内的反应时间为tC xAdxA 1

dxA A00

r kCA

01xAt 67 87.4AA→2R，rA

AkCkmol/m3·h，k=9.52AA0 R R0 ×109exp[-7448.4/T]h-1，C 2.3kmol/m3，M 60，C 0，若转化率x 0.7，装置生产能力为50000kg产A0 R R0 （t=0.75h）0（1）v0C R

xA0AvC 0 R

vxA00

5000024M以C A0

R60Rv 5000060230（2）反应器有效容积VV Cx xA0A Av kC0 vx

k(1x)AV 0A 3k(1x)AdxtC xA

1x dxA

1ln1(3)

A00 kCA

k01xA

k1xAk109

7448.427350

0.92t 1ln1 1t1.130.5162.540.75m35.0m2AR5525.9k1091)rT (r

)20921J，原料液中A的浓度CA0 ，但不含反应产物R。此原料液的密度ρ=1050g/l；定压比热CP 0（J/g℃v0

3m

反应器出口的反应液中C 。AU=209.2（KJ/m2·h·℃。所用的冷却介质的温度为25℃。试求满足上述反应A要求所需的反应温度以及料液的起始温度T。0解：1)计算反应温度TC 1AC 1kA0C(A0 k CA

(3

)185525.9k109exp[ ]根据 TTT2）0

V(rT A

)(Hv

)UA(TT)r m]c0 PT 0

182092153105050.(CH3CO)2(A)

2OB)

2CH3COOH(C)min-1，1800cm3，求使乙酸酐的总转化率0为60%时，进料速度v。0A0 A1 A解：初始浓度为C，离开第一釜为CA0 A1 AA2C CA0 A1∵1 (r)A1

(r) kCA1 A1C C C 1 1A0 A1

A1 x 1∴1 kC∴A1

C 1k A1 1kA0 1 1C 1A2对第二釜C 1kA1 2对于等体积釜串联1 2C 1 1A2C kA0x同理 A3

x 1A2 k1 1k∴τ=2.3（min）v V 18000

30 k1), 10m3试计算N为的反应有效容积，如不考虑非生产操作时间的条件下分批式反应器的有效容积。0 解：利用

xA

1 1kiN(个) 1 2 3V（m3） 97.8 47.0 37.6若采用分批式1ln

1 1ln

2.503htk1 A 1tVBNV10V B

97.825.03m3应用两个按最优容积比串联的全混流釜进行不可逆的一级液相反应，假定各釜的容积和0操作温度都相同，已知此时的速率常数k=0.92h-1，原料液的进料速度v=10m3/h，要求最终0A转化率x 0.9，试求V、V和总容积V。A1 2解：对于一级不可逆反应应有(1)r 1 1A1x x kCx) kC xA1 A1 A0 A1 A0 A1(1)rA代入x代入A

xA

1xA

1 1r rA1 A11kCx11kCx)kCx)A0A2A0A1得kCx得A0 A1

x xA1 A0A1整理得 A1

2x x 0A1 A2∵ ， x x ∵ ， A2 A1x A1

2.35(h)∴1 x)∴A1V v1 01

3)x xA2 A1

0.90.6838

2.35(h)2 xA2

)0.92(10.9)V v2 02

3)总容积VV V 3)1 2用两串联全混流反应器进行一个二级不可逆等温反应，已知在操作温度下k0.92(m3kmol1h1),CA0

kmolm30

10m3要求出口x=0.9，计算该操作最优容A1 积比V和总容积V。1 (1rA1

[ 1 ] 2解： x x

2(1x)2

kC2xA1 A1 A0 A1 A0 A1(1)rA

1 [1 1]代入 xA

x x rAAA

rA2 1[ 1 1 ]kC2A0

A

xA

kC2A0

A

2(1xA0

)2Ax3 3xA1 A1

3.01xA1

0x A1x xA1 A0

0.741

5.22h1 kC

(1x)2A0 A1

1922310742x xA2 A1

0.90.741

7.51h2 kC

xA0 A2

09223102VV1 VV1 21总容积V V1

V2

0.695v0V 103D=12.6cmAAA方程为A=R+S；速率方程为r kC；而k=7.8×109exp[-19220/T](s-1),原料为纯气体A,AAA A反应压力P=5atm下恒压反应,T=5000Cx 0.9,F=1.55kmol/h,求所需反应器的管长L,留时间A A解：反应气体的进料体积流速为：v FA

RT 773

30 P 5反应流体在管内的体积流速为：vFRT FP 0

yxA A0

)RT/P

AAAA

1 RT0F0

F（纯气体y

，

1 ，C PA0∴vFx)/C∴A0 A A0C F

FxA0 A A

xA A0而 A v FA0

(1xA

) x)AAV 1xxAA

)dxAv k0 x)0 A1ln1 x]∴k 1x A∴L4vL0D2 D

4103 14122

)t1xAdxA 1ln

18.57(s)k01xA

k1xA液相原料中反应物A进入平推流反应器中进行2A R的反应，已知C 1molrA0 A

2molls。A。求：1）当出口浓度CA

moll时的进料流v。002)当进料流量v00V V

min时出口浓度xAdxA

Af。A解：1）A

Cv 0 rA00 AdxC xA AA00 rA

C dCA0 AC A A

1(1 1)20sC CA A01(1 1)V 2

240sA2）C C vA2）A0

0.51 12 1C CA A

12113C 1 mollA 13A+R2R，其速率方程为：rA

kCCA

，在70℃下等温地进行此反应，A0 R在此温度下k=1.512m3/kmol·h；其它数据如下：C 0.99kmol/m3；A0 R0v 10m3/h；要求反应的转化率0

0.99。试求：1）在全混流反应器中反应所需的容积；2）在平推流反应器中反应所需的容积。aCR0AA

0.0101C CA A

x)AC CR R

CxA0

C(ax)A0 A∴r kC2∴A A

xA

)(ax)A全混流反应器所需的容积Vvx 10V0A

3)kCxx)A0 A A平推流反应器所需的容积VAv x dx vVA0 A A 0

x1 1 1 dxkC A0

(1xA

xA

)kC A0

a11x ax AA Av 1 ax 10V 0 ln ln A kC1xA0

a V 57. (A) (P) (S)CH k6 6 dCA

CHCl6 5kC dC

k CHCl3 6 4 2kC kC反应速度 dt

1 A；dt

1 A 2 P，在恒温恒容下求(a)平推流(b)全混流,求SP，1其中k 1

1)k ,2,

1v0

CP0 S0

0,CA0

。1解:(a)CA CA01

]kCC 1 A0P k k1

(e

1k)=1(ee)=0.477mol/e1CS CA0 A CP)1e1S CP CS

0.477==3.0801A(b)vA0 CAKCV01AC C)C A0)A 1k1

A0=K=1

(K1 k1vC VC10 P 1

kC)PkCC 1

kC=1 A0=∴P 1k∴2

1k 1k1 2A C=0.5mol/l C=0.333mol/l CSA CS PSP C=2.0S58. (A) (P) (S)CH k6 6 dC

CHCl k6 5 dC

CHCl6 4 2反应速度

A kC Pdt 1 A；dt

kC k1 A 2

P，在恒温恒容下求等容积的两釜串联全混流反应P器内进行这一反应时,求目的产物P的选择性S ，其中P,k 1)k,1 2

1v0

CP0 S0

0,CA

。1 2 1 解：等容积釜串联应有 1/2 1 2 1 对第二个全混流反应器作物料衡算V0 A1C

C)kA2 1CA1

VA22CA0∴A2 1k∴12

=

K1

k k11 1

0.51对于P:V0A1 CA2)V2CA2 k2CP2)1C K1CA

KC+1 A0+∴P2 K∴1C 1

)1K)12 1

K2

k 22A2 102=0.444mol/lC P2 102102)+10)1022∴CS2=1-(0.444+0.391)=0.165mol/lPC PSC =S醋酸甲酯的水解反应如下：CHCOOCH+HO→CHCOOH+CHOH，CHCOOH3 3 2 3 3 3催化剂的作用，已知反应速度与醋酸甲酯和醋酸的浓度积成正比。（1） 50050mol/m35400s70%，（5）（2） 如果反应改在连续搅拌釜中进行，A=0.8（3） 如果采用管式流动反应器，A=0.8时停留时间解： A + B→C + D（1）dC

r kCCA A Cd CA C

kC

)kC

C0)CA=

A0 dt

A0 A C

A0 A

A0 A AA0CkCA0

dA kCC A0

C0ln1 A ClnA0C C C)(

C0

1 C

C0 C0 AA A CA0

C C CA0 A0 A01 k ln 106m3s5005400(10.1)0.10.10.7r 106 5002A

)( A A

C0)A0

2 A A对A

d(rAdA

0.2765(2A

0.9)0

0.45A(r)Amax

102mol3sC C CA0 A A0 A

CA0 A

103s（2）

r r kC2A A A0

)( CA A C

)A0CAAdA C dACAA（3）PFR

A00 r

A00 kC2)( C

)A A0 A A C0 A01 1 1A

d 103skC(1CA0 C

/C)01A0

CAA A C0 A0AAK R 3h)A1 1 A22A K 2

2 A

3h)RA，10kmol/m3A80%。反应在连续搅拌釜中进行时，ARR解：1）使用连续搅拌釜∵r r2r∵A 1 2A∴CA0 CA (A

) 1

2r)2C C rR R0 1C 1R AC C A0 A C CA0 CA

A

1ACA0 A∴R 1∴A

1A0

C )A0 AA 当 时，有C A C A

CA A

3S A

2AS CRR CSC

R

CR

5.71

0.714R C CA0 A

CA0

10V恒定，停留时间与空时相等C CR R0rA1A

22

1.43hKK1A

P(主)

的反应速率式分别为：r

kC1 2 A A

r kC；P 1 A；

r kC2；，s 2 A；，

k2/k

1.5；C 5mol/l，C C

0，要求反应流体的A01PA01PS

5m3/h，出口转化率x

0.9。试求用单一的全混流反应器在等温下进行此反APCPV。A()解： Pm

rPr kA 1

kC1 AkC2A 2 A()Pm C

CPCA0 AC A

C1A 1

P 1

kC)12 Av(C0 A0

C)V(rA

)V(kC1 A

kC2)2 AVv(CVA0

C) 5A

3)kC kCA 2 A

5552450℃的气相分解反应如下：CHO（g）→CH（g）CO（g）已知在此反应24 40.0212min-12.026×105Pa，50min解：由k=0.0212min-1可知该反应为一级反应PA PA0ACACHO（g）→24CH（g）4+CO（g）P00A0P P

P-PA总压P P P)总压t A A0 A

A0

A0 A2P P PtA0 t 2t∴ PA0 PA0当t=50min时P Pt A

[2exp(kt)]3.35105Pa醋酸在高温下可分解为乙烯酮和水，而副反应生成甲烷和二氧化碳：CHCOOH3

k CH121

CO

O 2

COOH3

k CH CO24 22已知在916℃时k

1

1，试计算：1 21）1） 99%的醋酸反应掉的时间；2）2） 在此反应条件下醋酸转化成乙烯酮的选择性。txy，初始为CA0，则dxk(Cdt 1 A

xy)dyk(Cdt 2 A

xy)d(xy)(k

k

xy)相加得 dt

1 2 A0dy)

k)dtA将其积分C y) 1Aln CA0 kC y) 1 2A01）1） 99%时xyA0t 1 ln

0.549s1x k 12）yk 2）2x0.549CS

A0A0 A0

y0.441CA01000KRCH

OH) RCHO)2

)20.082l/mol·min，RCHOH，2.026×105Pa，求21）1） 20%RCHOH22）2） RCHOH20%所需的时间。2解：RCHOHRCHOH解：2 2A B Ct=0 n 0 0A0t=t

-x x xA0n n x总 A0由k可知该反应为二级反应2dx kC2 knA2Vdt A V2nRTV 总理想气体 Pdx A0

x)2dtA0

x)RT/PkPdtA0∴RT∴A0x nA0

x

tkPdt

A0

0RTA0tRT 2x

ln1 x)kPn x nA0 A0x 当n当A0n

n

x AA0 A对于Vnx A0

A0

A0nA0

A0RT/P当 9，带入得t=66.1min ①分等温间歇反应器反应时间与反应物浓度的关系在间歇反应器中进行等温二级反应A B,rA

2mol当A当dC

A01mol时，求反应至C

所需时间。r解: A

A 2dt A1 1 1 1C C 1A A0t=9900siaA+bB→cCCi

,kP,则其二者关系如何？nRTV 总解： 理想气体 Pk(PA(PBr kCaC

C RT

kb)PaPbA C A B

C A Br kPaPbAkC

P A Bb) kPA A平行反应 主) ，其中r A A

r C，S A，

CA0

，C CP0 A0

S(副)0，求在平推流反应器中的CPax？r 2 dCP PPAAA解： r 2C dCPAAA对上式进行积分得CAC 2dCCAP C 2C AA0 AA当C 0时，产物P的浓度最大AC∴P

2 2dC02C A

2ln21.386mol/lK1一级连串反应K1

r kCK2AK2AS

r kC，P 1 A，

kCv0，2 CP0 CA0 0P浓度CPax2 C C CA0 A C A01 解：全混釜 k1

A 1k10PvCP0

vC Vr0 P PCP则有C则有AdC

(1k1

k1)1k)2P 0当dt 时，产物P有极大值CP

[(K2

CA0/K/2 1液相反应A→R在一全混釜中进行，CA0 反应速率常数ks求：A1）1） 1Sx；A02）2） Av0

xA

56%，求反应器的体积。CxA0A

CxA0A解：1）

r kC2xA A A∴kC2 C C 0∴A A A011114kCA0Ax CA0A

2kCA A0

V C CA0 A

1/202） v0

kCA

kCxA0 A带入得 2sV 2v 0液相反应A+BP+S在一全混釜中进行，速率常数ks，CA0 CB0 求：Ax 50时，反应器的容积；AA若进料流量为，C 求进口料液中A的浓度解：1）由ks可知该反应为二级反应A且二者的反应按1：1的比例进行反应C C Cx xA0 A A0A Ar kCCA A vxV v 0A

kC2A1 0 xA

V C CA0 A

Cx xA0A A02） v0

r kCCA A

kC2A带入得 120V 2v 0C 1202molA0磷化氢的均相气相分解4PH3

-P+6H4

3102atm时速率方程Ar AA

mol200kg/h80%时所需反应器体积？V xAdxA解：F 0 r解：A0 A744A y 14A0C PA0 2 A0 RT 273)F 2001000A0 3436001xC CA A0

AyxA A0AV F A00

dxA1

FA00.1CA0

0

[(1xA

)A

862l∴A01∴A第四章非理想流动1.停留时间分布的密度函数在t＜0时，E（t）= 2.停留时间分布的密度函数在t≥0时，E（t） （＞0）当t=0时，停留时间分布函数F（t）= （0）当t=∞时，停留时间分布函数F（t）= （1）停留时间分布的密度函数E（θ）= E（t（t）1

2 2（t2）t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同分为 、 、 、 （脉冲法、阶跃法、周期示踪法、随机输入示踪法）t平推流管式反应器tt时，E（t）= （∞）平推流管式反应器tt时，E（t）= （0）平推流管式反应器tt时，F（t）= （1）平推流管式反应器t＜t时，F（t）= （0）平推流管式反应器其E（θ）曲线的方差2 （0）E（t）

2 （0）te1ttet全混流反应器t=0时E（t）= （t ）E（θ）E（t）曲线的方差

2 （1）t2 （t2）tE（θ）（0～1）

2为 。Ru0记，rr则距轴心处距离为r的流速ur

u（

[1()2]R ）RRuR

（0）t2RE（t）=

（）t1(流体在半径为R的管内作层流流动的停留时间分布函数F（t）= （

）CA0C0CA0C0

对应曲线为 （E（t）曲线）对应曲线为 （F(t)曲线）非理想流动不一定是由 造成的（返混）非理想流动不一定是由返混造成的，但返混造成了 （停留时间分布）为了模拟返混所导致流体偏离平推流效果，可借助这种轴向返混与扩散过程的相似性在 的基础上叠加上轴向返混扩散相来加以修正，并认为的假定该轴向返混过程可用费克定律加以定量描述，所以，该模型称为 （平推流、轴向分散模型）e在轴向分散模型中，模型的唯一参数彼克莱准数Pe

uL （Ez）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 （愈小）轴向分散模型的偏微分方程的初始条件和边界条件取决于采用示踪剂的 、 、 的情况（输入方式、管内的流动状态、检测位置）轴向分散模型的四种边界条件为 （闭—闭式边界开—闭式边界、闭—开式边界、开—开式边界）误差函数erf的定义式为

2

yex2dx0 ）（1、0）

2yex2dx0

，则) ，。2 1 1，]。[1 2()8(，]。[轴向分散模型的数学期望值

2 P P Pee ee流体的混合程度常用 、 来描述（调匀度S、流体的混合态）流体的混合程度常用调匀度S来衡量，如果S值偏离 ，则表明混合不均匀（1）微观流体混合的混合态称为 （非凝集态）若流体是分子尺度作为独立运动单元来进行混合，这种流体称为 （微观流体）若流体是以若干分子所组成的流体微团作为单独的运动单元来进行微团之间的混合，且在混合时微团之间并不发生物质的交换微团内部则具有均匀的组成和相同停留时间这流体称为 （宏观流体）宏观流体混合的混合态称为 （完全凝集态）介于非凝集态与完全凝集态之间的混合态称为 （部分凝集态）在气—液鼓泡搅拌装置中，气体以气泡方式通过装置， 是宏观流体，而 为微观流体。（气体、液体）在气—液喷雾塔中液体以液滴形式的分散相， 是宏观流体，而 为微观体（液体、气体）反应级数n= 时微观流体和宏观流体具有相同的反应结果（1）对于 反应器，微观流体与宏观流体具有相同的反应结果（平推流）当反应级数n＞1时，宏观流体具有比微观流体 的出口转化率（高）当反应级数n 1时，宏观流体具有比微观流体高的出口转化率（＞）当反应级数n＜1时，宏观流体具有比微观流体 的出口转化率（低）当反应级数n 1时，宏观流体具有比微观流体低的出口转化率（＜〉脉冲示踪法测定停留时间分布对应曲线为 （A）A.E（t）曲线 B.F（t）曲线 C.I（t）曲线 D.y（t）曲50.阶跃示踪法测定停留时间分布对应曲线为 （B）A.E（t）曲线 B.F（t）曲线 C.I（t）曲线 D.y（t）曲线平推流流动的E（t）曲线的方差2 （A）A.0 B.0～1 C.1 D.＞1全混流流动的E（t）曲线的方差2 （C）A.0 B.0～1 C.1 D.＞1轴向分散模型的物料衡算方程在 式边界条件下有解析解（D）A.闭—闭 B.开—闭 C.闭—开 D.开—54.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（C）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55.反应级数n= 时微观流体和宏观流体具有相同的反应结果。(C)A.0 B.0.5 C.1 D.2当反应级数n 时，宏观流体具有比微观流体高的出口转化率A.=0 B.=1 C.＞1 D.＜1当反应级数n 时，宏观流体具有比微观流体低的出口转化率A.=0 B.=1 C.＞1 D.＜1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当反应级数n 时，微观流体具有比宏观流体低的出口转化率（C）A.=0 B.=1 C.＞1 D.＜160停留时间分布密度函数E（t）的含义？答：在定常态下的连续稳定流动系统中，相对于某瞬间t=0tt+dtE（t）dt（②0分。 E。061.停留时间分布函数F（t）的含义？答：在定常态下的连续稳定流动系统中，相对于某瞬间t=0流入反应器内的流体tF（t62.简述描述停留时间分布函数的特征值？答：用两个最重要的特征值来描述——平均停留时间t和方差

F。2。t

tE0 。1）1） t定义式为：t t0

是E（t）曲线的分布中心，是E（t）曲线对于坐标原点的一次矩，又称E（t）的数学期望。2）2）

2是表示停留时间分布的分散程度的量，在数学上它是指对于平均停留时间的二t2 Et2t次矩t 0 。示踪法和随机输入法。简述脉冲示踪法测停留时间分布的实验方法及其对应曲线？答：脉冲示踪法是在定常态t=0MA，E(t)65.简述阶跃示踪法测停留时间分布的实验方法及其对应曲线？

ECA。C。0t=0ACA0CA

FA。C。A0简述建立非理想流动的流动模型的步骤？答：1）通过冷态模型实验测定实验装置的停留时间分布；2） 根据所得的有关或的结果通过合理的简化提出可能的动模型，并根据停留时间分布的实验数据来确定所提出的模型中所引入的模型参数；结合反应动力学数据通过模拟计算来预测反应结果；4） 通过一定规模的热模验来验证模型的准确性。在管内径向截面上流体具有均一的流速；2）在流动方向上流体存在扩散过程，该过程类似于分子扩散，符合Fick定律；3）轴向混合系数 EZ

在管内为定值； 4）径向不存在扩散；5）管内不存在死区或短路流。可借助这种返混与扩散过程的相似性，在平推流的基础上叠加上轴向返混扩散相来加以修正，并人为的假定该轴向返混过程可以用费克定律加以定量描述。所以，该模型称（或轴向扩散模型）简述非理想流动多级混合模型的特点？答：把实际的工业反应器模拟成由n个容积相等串联的全混流区所组成，来等效的描述返混tV，0和停留时间分布对反应过程内的影响。设反应器容积为V，物料流入速率为v，则 v，00t ti N。举例说明微观流体和宏观流体的区别？为微观流体。0应用脉冲示踪法测定一容积为 12l的反应装置，进入此反应器的流体流速 v=0.80（l/mi80A，ACA时间的变化，实测数据如下：t（min）05101520253035C（g/l）03554210A和t试根据实验数据确定E（t）曲线的方差2 2。和t解：首先对实验数据进行一致性检验，此时应满足：CdtM C0 A v 0

80

100C0 A

5[02(541)4(3520)]1003∴实验数据的一致性检验是满足的。2 Et2∵t 0tV 1215(min)其中 v0 t（min）0t（min）05101520253035E（t）=C/C00.030.050.050.040.020.010At2E（t） 0 0.75 5 11.25 16 12.5 9 0t2E(t)dt5[02(5169)4(0.7511.2512.50)]2630 3∴2 263152 38∴t2 382 tt2 152

0.169有一管式反应装置经脉冲示踪法实验测得如下表所示的数：t(分)0246810121416Ct(分)0246810121416C（kg/m3）06.512.512.5105.02.51.00AtV、平均停留时间t、方差2和2。t解：首先对实验数据进行一致性检验：CdtM C0 A v 0

100Cdt0 A

tC3

CA2 A

C CA6

)CA3

C)CA7

C 1000∴一致性检验表明，脉冲示踪法所得的实验数据是合理的。计算所得数据如下表所示：0246024681012141600.0650.1250.1250.1000.0500.0250.010000.130.50.750.800.500.300.140000.262.04.56.45.03.601.9600iEitEi iEi i∵t ∵02tE

EtE

tEtE)t 1 1

2 2

4 6 6 8

6.187(min)∴ 3EtEtE)tE3 3 5 5 7 7 9 9∴V 2 2Edtt2 472561872 8971t 028.9712t28.9712tt2182Ez73.某反应器用示踪法测其流量，当边界为开—开式时，测得Ul ，在此反应器内进99%，求此反应器的出口转化率。2 12 8(解： Pe Pe12NN 1 2dxtC xA A活塞流：

A0

kCx)A0 Akt 0

d(1xAxA

)ln1 1 xAx 1 1A ktNx 96%A75.t2 ，求1）1） N；2）2） 推算一级不可逆等温反应的出口转化率。

2 ，t，22 t解：1） t2

2

0.234N 1 2取N=4x 1 1 A 2） N第五章非均相反应动力学1.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）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 结的（范德华力、化学键力）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 分子的（多、单）气体在固体表面上发生吸附时，描述在一定温度下气体吸附量与压力的关系式称为 （吸附等温方程） 吸附等温方程式是假定吸附热是随着表面覆盖度的增加而随幂数关系减少的。（Freundlich） 吸附等温方程式是按吸附及脱附速率与覆盖率成指数函数的关系导出的。（Temkin）固体催化剂的比表面积的经典测定方法是基于 方程（BET）在气—固相催化反应中，反应速率一般是以单位催化剂的重量为基准的，如反应A→B，A1dnr的反应速率的定义为 （ A

AW dt）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）测定气固相催化速率检验外扩散影响时，可以同时改变催化剂装量和进料流量，但保持A 不变（WFAA测定气固相催化速率检验外扩散影响时可以同时改变 和 但保持WA（催化剂装量、进料流量）A测定气固相催化速率检验内扩散影响时，可改变催化剂的 ，在恒定的WFA ，看二者的变化关系。[粒度（直径dp、转化率]测定气固相催化速率检验内扩散影响时，可改变催化剂的粒度（直径A 下测转化率，看二者的变化关系（WFA

dp，在恒定的催化剂回转式反应器是把催化剂夹在框架中快速回转从而排除 影响和达到气相 及反应器 的目的（外扩散、完全混合、等温）流动循环（无梯度）式反应器是指消的存在，使实验的准确性提高。（温度梯度、浓度梯度）对于多孔性的催化剂分子扩散很复杂当孔径较大时扩散阻力是由 所致（子间碰撞）对于多孔性的催化剂，分子扩散很复杂，当孔径较大时，扩散阻力是由分子间碰撞所致这种扩散通常称为 。[分子扩散（容积扩散）]对于多孔性的催化剂，分子扩散很复杂，当微孔孔径在时，分子与孔壁的碰为扩散阻力的主要因素（0.1um）对于多孔性的催化剂，分子扩散很复杂，当微孔孔径在约0.1um时为扩散阻的主要因素（分子与孔壁的碰撞）对于多孔性的催化剂，分子扩散很复杂，当微孔孔径在约0.1um时，分子与孔壁的碰为扩散阻力的主要因素，这种扩散称为 （努森扩散）等温催化剂的有效系数η为催化剂粒子的 与催化剂内部的 （时的反应速率）气—固相催化反应的内扩散模数 S

，它是表征内扩散影响的重要参数。kCmkCmV SDe（ ）kCmkCmV SDe气—固相催化反应的内扩散模数S

，它是表征内扩散影响的重要参数，数值平方的大小反映了 与 之比（表面反应速率、内扩散速率）气—固相催化反应的内扩散模数S的大小可判别内扩散的影响程度，S愈大，则粒内浓度梯度就 ，反之，S愈小，内外浓度愈近于 （愈大、均一）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26.催化剂的失活可能是由于某些化学物质的中毒引起的，关于中毒的两种极端情况是 与 （均匀中毒、孔口中毒）描述气—固相非催化反应的模型有: 、 、 （整体均匀转化模型粒径不变的缩核模型、粒径缩小的缩粒模型）对于气—固相非催化反应的缩核模型，反应从粒子外表面逐渐向内核部分推进，但粒子体积 （不变）煤炭燃烧属于气—固相非催化反应，粒径随着反应进行而不断的缩小，这种模型属于径缩小的 模型（缩粒）硫化矿的燃烧、氧化铁的还原都属于气—固相非催化反应，反应从粒子外表面逐渐向核部分推进，但粒子体积不变，这种模型属于粒径不变的 模型（缩核）膜内转化系数γ值的大小反映了在膜内进行的那部分反应可能占的比例，因而可以用判断 的程度（反应快慢）测定气—液相反应速率的方法与均相反应时不同之点是实验时要排除气相和液相中的 ，使反应在动力学区域内进行（扩散阻力33.下列哪种物质属于半导体催化剂 （B）A.金属 B.金属硫化物 C.金属盐类 D.酸性催化34.下列哪种物质属于绝缘体催化剂 （D）A.金属 B.金属氧化物 C.金属盐类 D.酸性催化剂骨架Ni催化剂的制备是将Ni与Al按比例混合熔炼制成合金，粉碎以后再用苛性钠液溶去合金中的Al而形成骨架，这种制备方法是 （A）A.溶蚀法 B.热熔法 C.沉淀法 D.混合36.下列不属于Langmuir型等温吸附的假定的是 （B）A.均匀表面 B.多分子层吸附 C.分子间无作用 D.吸附机理相37.下列属于理想吸附等温方程的是 （A）A.Langmuir型 B.Freundlich型 C.Temkin型 D.BET型测量气—固相催化反应速率在确定有无外扩散影响时是在没有改变 的条件下行实验的（D）催化剂装置 B.催化剂装量 C.进料流量 D.W/FA0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力的主要因素，这种扩散称为努森扩散（B）0.01um B.0.1um C.1um D.1nmkC 1/kC 1/Dm （C）

e值的大小反映了表面反应速率与扩散速率 B.外扩散速率 C.内扩散速率 D.实际反应速率kVmSkVmS1/De则L= （C）

，其中L为特征长度，若颗粒为圆柱形厚度/2 B.R C.R/2 D.R/3kVmSkVmS1/DeL= （D）

，其中L为特征长度，若颗粒为球形则A.厚度/2 B.R C.R/2 D.R/3kVmSkVmS1/De则L= （A）

，其中L为特征长度，若颗粒为平片形A.厚度/2 B.R C.R/2 D.R/3d催化剂在使用过程中会逐渐失活，其失活速率式物无内扩散阻力时，d为 （B）

kCm dt d i

，当平行失活对反应A.≈0 B.=1 C.→3 D.≈1d催化剂在使用过程中会逐渐失活，其失活速率式物有强内扩散阻力时，d为 （C）

kCm dt d i

，当平行失活对反应A.≈0 B.=1 C.→3 D.≈1d催化剂在使用过程中会逐渐失活，其失活速率式为 （D）

kCm dt d i

，当串联失活时，dA.≈0 B.=1 C.→3 D.≈1dkCm d催化剂在使用过程中会逐渐失活，其失活速率式为 dt d i ，当进料中的杂质吸附极牢以及对产物无内扩散阻力时，d为 （A）A.≈0 B.=1 C.→3 D.≈1下列非催化气—固相反应，属于粒径缩小的缩粒模型的是 （D）硫化矿的焙烧 B.分子筛的焙烧 C.氧化铁的还原 D.煤炭的燃49.下列非催化气—固相反应，属于粒径缩小的缩粒模型的是 （B）A.硫化矿的焙烧 B.焦碳与硫磺的反应 C.氧化铁的还原 D.分子筛的焙50.下列非催化气—固相反应，属于粒径不变的缩核模型的是 （C）A.煤炭的燃烧 B.焦碳与硫磺的反应 C.氧化铁的还原 D.水煤气反应气—液相反应中的膜内转化系数γ在 范围内反应几乎全部在在液相主体内进的极慢反应（A）A.＜0.02 B.0.02＜γ＜2 C.≥2 D.＞2气—液相反应中的膜内转化系数γ在 范围内反应为在液膜内进行的瞬间反应快速反应（D）A.＜0.02 B.0.02＜γ＜2 C.≥2 D.＞2气—液相反应中的膜内转化系数γ在 范围内，反应为中等速率的反应A.＜0.02 B.0.02＜γ＜2 C.≥2 D.＞2对于气—液相反应几乎全部在液相中进行的极慢反应为提高反应速率应选用 装置（C）填料塔 B.喷洒塔 C.鼓泡塔 D.搅拌釜对于气—液相反应中等速率反应，为提高反应速率，使其转变为快反应应选用 （D）填料塔 B.喷洒塔 C.鼓泡塔 D.搅拌56简述Langmuir等温吸附方程的基本特点？1）均匀表面（或理想表面被吸附的程度如何无关；2）2） 单分子层吸附；3）被吸附的分子间互不影响，也不影响别的分子；4）吸附的机理均相同，吸附形成的络合物均相同。BETP 1 答：测定比表面积的方法是建立在BET方程基础之上VP)VmC VmCP0 ，利用低温P P下测定气体在固体上的吸附量和平衡分压值，将VP)对P0作图，应为一直线，斜率为1VmC，截距为VmC，因此可求出Vm及C，则可利用比表面积公式进行求得。气—固相催化反应的动力学步骤?答：1）3反应生成物从催化剂表面上脱附下来5）中扩散。0.1um面逐渐向内核部分推进，但粒子体积不变，如硫化矿的焙烧，氧化铁的还原等。随反应的进行向不断缩小，如煤炭的燃烧造气，从焦碳与硫磺蒸汽制造二硫化碳。62.简述气—液反应的宏观过程：A（g）+bB（l）→产物（l）？答：1）反应物气相组分从气相主体传递到气液相界面，在界面上假定达到气液相平衡；2）反应物气相组分A从气液相界面扩散入液相，并在液相内反应；液相内的反应产物向浓度下降方向扩散，气相产物则向界面扩散；第六章固定床反应器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 （固定床应器）固定床中催化剂不易磨损是一大优点，但更主要的是床层内流体的流动接近于 因此与返混式的反应器相比可用较少量的催化剂和较小的反应器容积来获得较大的生产力（平推流）固定床中催化剂不易磨损是一大优点但更主要的是床层内流体的流动接近于平推流此与返混式的反应器相比可用 的催化剂和 的反应器容积来获得较大的生能力（较少量、较小）目前描述固定床反应器的数学模型可分为 和 的两大类（拟均相非均相）描述固定床反应器的拟均相模型忽略了粒子与流体之间 与 的差别（温度浓度）描述固定床反应器的数学模型，忽略了粒子与流体之间温度与浓度的差别的模型称之为 （拟均相模型）描述固定床反应器的数学模型，考虑了粒子与流体之间温度与浓度的差别的模型称之为 （非均相模型）描述固定床反应器的拟均相模型根据流动模式与温差的情况它又可分为平推流与有轴返混的 模型，和同时考虑径向混合和径向温差的 模型（一维、二维）P固定床中颗粒的体积相当直径定义为具有相同体积V的球粒子直径表达式dV= 。PP（/）PP固定床中颗粒的面积相当直径是以外表面a相同的球形粒子的直径，表达式PaP/da= aP/固定床中颗粒的比表面相当直径是以相同的比表面SV的球形粒子直径来表示，表达式dS= （6/SV）Pa必大于同体积球形粒子的外表面积aSP形状系数S

（aS/aP）颗粒的形状系数S对于球体而言，S 对于其他形状的颗粒S （=1均小于1）H固定床的 定义为水力半径R的四倍，而水力半径可由床层空隙率及单位床层积中颗粒的润湿表面积来求得（当量直径de）H固定床中的传热实质上包括了 、 以及 几个方面（粒内传热、颗粒与流体间的传热、床层与器壁的传热）绝热床反应器由于没有径向床壁传热，一般可以当作平推流处理，只考虑流体流动方上有温度和浓度的变化，因此一般可用 模型来计算（拟均相一维）

Topt和平衡温度Teq，二者的关T Teq opt

R Eln2系为 （TeqTopt

E2 E1 E1）对于固定床反应器，当某一参数变化到一定程度时就可能使床层温度迅速升高，这种象俗称 ，它是固定床反应器设计和操作中所应注意的问题（飞温）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.床层轴向有温度梯21简述固定床反应器的优缺点？答：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器。1）催化剂在床层内不易磨损；反应器容积来获得较大的生产能力；固定床中的传热较差；催化剂的更换必须停产进行。简述气固相催化反应固定床反应器拟均相模型的特点？均相模型忽略了床层中粒子与流体间温度与浓度的差别。简述气固相催化反应固定床反应器非均相模型的特点？均相模型考虑了粒子与流体间温度与浓度的差别。简述气固相催化反应固定床反应器拟均相一维模型的特点？上有温度和浓度的变化，而在与流向垂直的截面上（径向）则是等温和等浓度的。简述气—固相催化反应固定床反应器拟均相二维模型的特点？温度梯度和浓度梯度。简述表征颗粒特征的基本参数粒径的表示方法？PV的P球粒子直径，表达式dV

(6V=P=

/)；颗粒的面积相当直径是以外表面a相同的球形粒子的aP/P直径，表达式da= ；颗粒的比表面相当直径是以相同的比表面SVaP/P表示，表达式dS6/SV。第七章流化床反应器所谓流态化就是固体粒子像 一样进行流动的现象（流体）对于流化床反应器，当流速达到某一限值，床层刚刚能被托动时，床内粒子就开始流化来了，这时的流体空线速称为 （起始流化速度）对于液—固系统的流化床，流体与粒子的密度相差不大，故起始流化速度一般很小，流速进一步提高时，床层膨胀均匀且波动很小，粒子在床内的分布也比较均匀，故称（散式流化床）对于气—固系统的流化床反应器，只有细颗粒床，才有明显的膨胀，待气速达到 后才出现气泡；而对粗颗粒系统，则一旦气速超过起始流化速度后，就出现气泡，这些通为 （起始鼓泡速度、鼓泡床）对于气—固系统的流化床反应器的粗颗粒系统，气速超过起始流化速度后，就出现气泡，气速愈高，气泡的聚并及造成的扰动亦愈剧烈，使床层波动频繁，这种流化床称（聚式流化床）对于气—固系统的流化床反应器气泡在上升过程中聚并并增大占据整个床层将固体子一节节向上推动，直到某一位置崩落为止，这种情况叫 （节涌）对于流化床反应器，当气速增大到某一定值时，流体对粒子的曳力与粒子的重力相等，粒子会被气流带出，这一速度称为 （带出速度或终端速度）对于流化床反应器，当气速增大到某一定值时，流体对粒子的 与粒子的 相等，则粒子会被气流带出，这一速度称为带出速度。（曳力、重力）流化床反应器的ut/umf的范围大致在10～90之间，粒子愈细，比，即表示从够流化起来到被带出为止的这一范围就愈广（愈大）流化床反应器中的操作气速U0是根据具体情况定的，一般取流化数U0Umf在 围内（1.5～10）对于气—固相流化床，部分气体是以起始流化速度流经粒子之间的空隙外，多余的气体都以气泡状态通过床层，因此人们把气泡与气泡以外的密相床部分分别称为 （泡相、乳相）气—固相反应系统的流化床中的气泡，在其尾部区域，由于压力比近傍稍低，颗粒被了进来，形成了局部涡流，这一区域称为 （尾涡）气—固相反应系统的流化床中的气泡在上升过程中，当气泡大到其上升速度超过乳相速时，就有部分气体穿过气泡形成环流，在泡外形成一层所谓的 （气泡云）气—固相反应系统的流化床反应器中的气泡， 和 总称为气泡晕（尾涡气泡云）气—固相反应系统的流化床中，气泡尾涡的体积VW约为气泡体积Vb的 （1/3）bLf和起始bL Lf mf流化床高Lmf来进行计算，计算式为b （ Lf ）在气—固相反应系统的流化床中设置分布板其宗旨是使气体 和 为宜（分布均匀、防止积料、结构简单、材料节省）在流化床中设计筛孔分布板时，可根据空床气速 u0定出分布板单位截面的开孔数u0N（4

d2uoror）在流化床中设计筛孔分布板时，通常分布板开孔率应取约 ，以保证一定的压降。（1%）在流化床中为了传热或控制气—固相间的接触，常在床内设置内部构件，以垂直管最为常用