反应工程题库标准自己做仅供参考

一、是非题：（正确的打“√”，错误的打“×”）1．对化学反响来说，温度越高，反响速率越大，因此高温操作，可使反响器体积最小。（×）2．多个PFR串通或多个CSTR串通，其流型仍为活塞流或全混流。（×）3．对于零级反响，由于反响速率与反响物浓度没关，因此催化剂内扩散阻力对宏观反响速率无影响。（×）4．在进行均相反响动力学实验时，既能够在间歇反响器中进行，也能够在连续流动反响器中进行，但由于反响器操作方式不同样，因此所得的反响动力学方程形式也是不同样的。(×)5．间歇釜式反响器改成连续操作后，由于省去了辅助时间，因此必然能提高产量。（×）6．在绝热式固定床反响器中进行一级不能逆反响，由于西勒（Thiele）模数与反响物浓度没关，所之内扩散有效因子在床内为常数。（×）7．由于全混釜的停留时间分布比任意非理想流动反响器的都宽，因此(t2)CSTR(t2)NFR。（×）8．在一绝热反响器中，仅当进行一级反响时，其反响温度和转变率的关系才呈线性。（×）在任意转变率下，一级不能逆连串反响在全混流反响器中进行的收率总是低于在间歇釜中进行的收率。√10．在同样的温度下，一级连串不能逆反响A→P→Q，在间歇反响器中进行时P的收率总是高于在全混流中进行的P的收率。（√）11．在全混流釜式反响器中进行液相反响,由于返混程度最大,故反响速率必然最小。（×）12．由于单一反响就是基元反响，因此反响级数与化学计量系数同样。（×）13．一自催化反响AkP,若(-RA)=kCACP，由于反响级数大于零，则在达到同样的转变率时，所需的V总是小于V。（）PFRCSTR14．在间歇反响器（BR）中和活塞流反响器（PFR）中等温进行同一反响，若CA0、xAf同样时，则tBR=τPFR。(×)15．无论是一级反响还是二级反响，流体的混杂态对反响结果无影响。（×）16．对气固催化反响，由于外扩散阻力的存在，使得CAS<CAG,因此必然使反响的选择性下降。（×）17．设计固定床反响器时需考虑内扩散对反响的影响，而设计流化床反响器时，则不用考虑内扩散的影响。（√）18．多段绝热式固定床反响器的最优化结果是各段催化剂用量相等。（×）19．可逆反响在管式反响器中进行时，反响温度应沿着最正确温度线操作，使反响器体积最小。（）20．可逆反响在固定床反响器中进行时，反响温度应沿着最正确温度线操作，使催化剂用量最少。√在流化床中，气泡是储藏反响物料和进行化学反响的主要场所。（必然要选择的话，我选错的）×22．对气液反响，由于化学反响使液膜阻力减小，故一般为气膜控制过程。（√）填料塔拥有较大的相界面积，适用于快速反响，而鼓泡塔储液量大，适用于慢速反响(√）24．气液反响，当气膜阻力最大成为控制步骤时，反响发生在相界面平和膜内。（×）25．一气液反响，2100,50，则该反响为瞬时不能逆反响。（）26．一气液反响，在必然操作条件下，膜内转变系数2100,100，则该反响为拟一级快反响。（）27.方差t2表示了流体在反响器中停留时间分布的散度，t2值愈大，返混程度愈大。由于（t2）甲>（t2）乙，因此甲反响器的返混程度必然大于乙反响器的返混程度。(×)28．由于全混釜的返混程度比任意非理想反响器的返混程度都大。因此22(t)CSTR>(t)NFR(×)29.单一反响AP,在100℃低等温反响，已知在CA＝1mol/L时，（－RA）=2mol/则当CA＝2mol/L时，（－RA）=4mol/。（×）对于混杂的非极限状况，即宏观混杂和微观混杂并存时，即不能够按微观流体办理，也不能按宏观流体办理。（√）Da0.1，该反响器若用多釜串通模型来描述，则模型参数N=5。31.已知一闭式反响器的uLr（√）32．拥有同样停留时间分布的两个反响器，进行同一化学反响，若操作条件同样，反响结构总是同样的。（×）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收效好。（×）34．所谓单一反响，就是基元反响。（×）35．幂级数动力学方程式中的反响级数是依照化学计量方程被骗量系数确定的。（×）36．已知停留时间分布方差值22可知其流型凑近全混流。(×)t＝10000min37．可逆放热反响的最优温度是指转变率一准时，对应于最大反响速度的温度。（×）38．在—平推流反响器内等温进行一级不能逆液相反响，反响器出中转变率可达40％，若使转变率提高到80％，在同样操作条件下，则反响器体积应增加一倍。(×)39．多级全混釜串通，串通釜数增加，返混程度增大，釜数凑近无量多，返混程度凑近全混流。（×）40．气固催化反响的本征速率方程是指消除了吸附和脱附阻力后的速率方程。(×)41．设计固定床反响器应采用消除了内、外扩散阻力后的反响速率方程式。（必然要选择的话，我选错的）×二、选择题：（正确答案可能不仅一个）1．在间歇反响器中等温进行一级不能逆反响A→R，当转变率达90％时，所需反响时间为2h，若反响改在管式反响器中进行，空时为2h，其他条件同间歇反响器，则转变率为（B）A．60％B.90％C．45％D．75％2．四只同样体积的全混釜串通操作，其无因次停留时间分布的方差值2为(B)A．B.C．D．0A(1)P(2)Q，P为目的产物，若活化能次序为：E2<E1<E3，3．对一平行—连串反响(3)AR为了目的产物的收率最大，则最正确操作温度序列为（B）。A．先高后低B.先低后高C．高温操作D．低温操作4．对气固催化反响A→R，当外扩散阻力已除掉时，若为一级不能逆反响，CAG增加，则内扩散有效因子B（A．增大B.不变C．降低）。若为二级不能逆反响，CAG增加，则内扩散有效因子C（A．增大B.不变C．降低）。Da5．已知一闭式反响器的0.1，该反响器若用多釜串通模型来描述，则模型参数N为uLr（B）。A．B.C．D．6.由示踪法测得一反响器的停留时间分布密度函数E(t)=101et/10min-1，可鉴识该反响器的流型为(B)A．平推流B．全混流C．轴向分别D．多级混杂7.在气固催化反响动力学研究中，为了除掉内扩散阻力，一般采用(D)方法。A．增大器内流速B．改变反响器流型C．改变反响器结构D．减小催化剂粒径8．以下列图中阴影面积表示为(C)A.F(t)B.E(t)C.tD.29.对于气固催化反响，催化剂粒径B（A.增大B.减小）反响温度B（A.高升，B.降低）可使催化剂的η增大。10．对于热效应不大，反响温度的赞同变化范围又比较宽的状况，用A反响器最为方便。A.单段绝热床B.多段绝热床C.换热式固定床D.自热式固定床11.一级不能逆反响A→R,当反响温度必然，反响物A的初始浓度CA0为2mol/L，转变率达80％时，所需的反响时间为2h。若是CA0提高到10mol/L，其他条件不变，则所需反响时间应为B。A.10hB.2hC.D.12．在一个3的间歇反响器中进行某液相反响，当转变率达到95％时所需的反响时间为1m4h，若改用一个3的间歇反响器中进行，其他条件不变，则所需时间为B。5mA.20hB.4hD.13.返混是连续流动过程中的一个重要工程因素，其产生原因是②③④（①物料的停留时间分布②流速分布不平均、分子扩散和涡流扩散③搅拌④死区、沟流和短路⑤物料的浓度分布）14．在气固催化反响动力学研究中可由rAFA0(xA2xA0)W式办理实验数据获得反响速度的实验反响器应是(C)A．积分反响器B．微分反响器C．无梯度反响器D．脉冲反响器气体A与液体B的反响为不能逆反响，对A为一级，对B为零级．已知三种状况下反响速率常数k，液侧传质系数k，组分A在液相中的扩散系数DAL的k1DAL值分别为：LkL(a)2，（b）80,（c），则a,b,c三种状况下的液相利用率关系为：。A．a>b>cB.b>a>cC.c>a>b>b>a16．在氨气和稀硫酸进行气液反响，若H2SO4浓度大于临界浓度，则该过程的宏观反响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．A——P，催化剂颗粒表面面浓度C和Cps与流体主体浓度C和C存在17气固催化反响ASAGPG差异。当过程为反响控制时，则C应C（①大于②小于③等于），Cps应CPGASAG（①大于②小于③等于）；当过程为传质控制时，则CAS（①趋近于C②趋AG近于0③某一值）18.对零级和一级不能逆反响，宏观流体的反响速率③微观流体的反响速率（①大于②小于③等于），对大于一级的不能逆反响，宏观流体的反响速率①微观流体的反响速率（①大于②小于③等于），对小于一级的不能逆反响，宏观流体的反应速率②微观流体的反响速率（①大于②小于③等于）。19．已知反响1：A→P-rA1＝反响2：A→R-r2A2＝CA当反响物浓度由1mol/L降至L时，两个反响的速率将是（D）A．相等的B．-rA1为-rA2的2倍C．-rA2为-rA1的4倍D．-rA1大于-rA220．间歇釜反响器中进行以下反响：AP(1)－r＝kCa1AS(2)－r=kCa2A11AA22A在C和反响时间保持不变下，降低反响温度、釜液中C/C增大，表示(C)A0PSA．al>a2B．al<a2C．活化能E1<E2D．活化能El>E221．等温恒容下进行各步均为一级不能逆串通反响Ak1Pk2S若保持同样的转变率xA，调治反响温度使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22．一个全混流反响器，其有效容积v1=1m3，进行一级不能逆反响，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响器串通操作进行同上反响，反响温度同样，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响器串通操作，反响为二级不能逆反响A→P，若大釜在先，小釜在后，出口转变率为A1A2x，小釜在先、大釜在后，则出口转变率为x，两种状况下，进料流速、进料浓度和反响温度均同样，比较xA1和xA2的相对大小为(B)A1A2A1A2CA1A2D．不确定A．x>xB．x<x．x=x24．等温零级不能逆液相反响，采用以下三种方案进行：3(1)一个1m的平推流反响器，转变率xA1(2)两个的平推流反响器并联，进料流量平均分配，转变率xA2(3)两个的全混流反响器串通，转变率xA3上述三种状况进料总流速，进料浓度和反响温度同样x、x，和xA3比较为(C)A1A2A．x>x>xB．x=x>xA3C．x=x=xA3D。x>x>xA1A2A3A1A2A1A2A1A3A225．等温液相反响：A→RrR＝k1CAR为目的产物22R→DrD=k2CR；现有以下四种方案可供选择(1)平推流反响器高转变率(2)平推流反响器低转变率全混流反响器低转变率(4)两个等容积全混流反响器串通，高转变率。从提高R的选择性着眼，合适选择( )A．(1)B．(2)C．(3)D．(4)26．已知一反响器用轴向分别模型描述，其Pe>100，可鉴识该反响器返混程度(B)A．很大B．很小C．中等D．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)．40~200KJ／molB．大于400KJ／molC．8~25KJ／molD．4KJ／mol以下28．气固催化反响本征速率是指消除(C)阻力后的反响速率。A外扩散B．内扩散C．内、外扩散D．吸附和脱附29．所谓固定床积分反响器是指反响物一次通过后，转变率大于(B)的状况。A．10％B．25％C．40％D．50％30．列管式固定床反响器填充的催化剂为了除掉壁效应其粒径应小于反响管径的(B)倍。A．100B．8C．3D．5031．反响器中等温进行着A1P和A2R两个反响，当降低A的浓度后，发现反响生成P的量明显降低，而R的生成量略降低，表示(A)A．反响(1)的反响级数大于反响(2)B．反响(1)的反响级数小于反响(2)C．反响(1)的活化能小于反响(2)D．反响(1)的反响速率常数大于反响(2)32.纯二甲醚气相分解反响CH3OCH3→C+3H2+CO在恒温恒压下进行，当分解率达100％时，反响物系的体积为(D)A．与原体积同样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响器串通操作，进行二级不能逆反响AkP，出口转变率要求必然，可采用两种串通次序：(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。两种状况下，进料浓度、反响温度同样，则进料流量Q01，和Q02的比较为(D)A．Q01>Q02B．Q01=Q02C．无确定关系D．Q01<Q0234．全混流反响器进行放热反响时，要使反响器操作在牢固的定常态，则必定满足以下条件(C)A．移热速率>放热速率B．移热速率<放热速率C．移热速率随温度变化率>放热速率随温度的变化率D．移热速率随温度变化率<放热速率随温度的变化率35．幂数型反响速率方程式中以(B)表示各组分浓度变化对反响速率影响。A．反响级数B．反响计量系数C．反响速率常数D．反响活化能.．平推流反响器内进行等温零级不能逆反响，则自入口起沿反响器长度方向，其反响速率(C)A．逐渐增大B．逐渐减小C．保持不变D．存在最大值337．一个全混流反响器，其有效容积v1=1m，进行一级不能逆反响，出口转变率为xA1，现用二个有效容积各为的全混流反响器串通操作进行同上反响，进料容积流速vo和反响温度与上同样，出口转变率为x，则xA1与xA2的相比较较为(C)A2A．xA1>xA2B．xA1=xA2C．xAl<xA2D．视进料浓度CA0而定38．液相等温反响：Prp=klP为目的产物ARrR=k2CAS2rs=k3CA可有四种反响器可供选择：(1)平推流反响器，(2)全混流反响器，(3)分批式完好混杂反应器，(4)三台全混流反响器串通。从有利于目的产物P的选择性出发，宜采用( )A．(1)B．(2)C．(3)D．(4)39．由示踪法测得一反响器的停留时间分布密度函数E(t)二去e—t／lOmin”，可鉴识该反应器的流型为(B)A．平推流B．全混流C．轴向分别D．多级混杂40．．固体催化剂之因此能起催化作用，是由于它能与反响组分的气体分子主要发生(C)A．物理吸附B．化学反响C．化学吸附D．质量传达41．在气固催化反响动力学研究中可由VAOFA0(xA2xA0)上正式办理实验数据获得反响速度W的实验反响器应是(C)A．积分反响器B．微分反响器C．无梯度反响器D．脉冲反响器42．气固催化反响A+B→R+S，A、B、R、S均吸附于同一类活性点上，双活性之间发生反响，已知其反响速率方程r＝k(PAPBPRPS/k)，则其控制步骤为( )(1KAPAPBPBKRPRKSPS)A．A+σAσB．Aσ+BσRσ+SσC．RσR+σD．SσS+σ43．间歇釜中进行各步均为一级不能逆串通反响Ak1Pk2S，等温下进行，为了提高p的选择性(C)A．应使A的转变率凑近100％B．应保持高的转变率C．应保持较低的转变率D．转变率高低不如．乙烷在催化剂上脱氢生成乙炔，经一段时间反响后，乙炔生成量不再增加，但乙烷仍大量存在，表示这是一个(B)反响。A．慢速B．可逆C．自催化D．不能逆45．在一平推流反响器中进行等温一级不能逆反响A->P，现有反响器体积下，出口转变率为45％，若将反响器体积增加一倍，则出口转变率将为(D)，操作条件均保持同样。A．90％B．>90％C．45％D．<90％，>45％46．等温一级不能逆液相反响，采用以下三种方案进行：一个分批式完好混杂反响器，容积V1(仅考虑反响时间所需)，一个平推流反响器，容积V2，二个等体积全混流反响器串通，总容积为V3。上述三种状况反响温度、物料办理量及转变率同样，则容积比较为(B)A．V1<V2<V3B．V1=V2<V3C．V2<V1<V3D．V2<V1=V347．在全混流反响器中进行反响：1RrR=klCAR为目的产物ASTrS=k2CArT=k3CA已知它的活化能E1=25，E2=35，E3=15(E单位省略)。为有利于目的产物R的生成，应选择反响温度(C)A．尽可能高B．尽可能低C．中等D．先低后高48．等温液相反响A+B→Prp=klCACBP为目的产物2A2→RrR=k2CA有以下四种方案可供选择：(1)分批式完好混杂反响器，A和B一批加入；(2)半分批式完好混杂反响器，A一批加入，B连续滴加；(3)半分批式完好混杂反响器，B一批加入，A连续滴加；(4)全混流反响器。从提高P的收率着眼合适采用(C)A．(1)B．(2)C．(3)D．(4)49．固定床内等温进行一级不能逆放热反响，床内催化剂有内扩散阻力，此时床层入口和出口处催化剂有效系数η值相对大小应是( )A．η进＞η出B．η进＝η出C．η进＜η出D．难以鉴识50.对于气膜扩散控制的气液反响，其宏观反响速率就等于( )A．气膜扩散速率B．液膜扩散速率C．液相主体反响速率D．取决于B和C三、填空题1．某不能逆反响，反响活化能为×104J/mol，问反响温度是550℃时的反响速率比反响温度是400℃时的反响速率快倍。2．一不能逆反响，当反响温度从150℃高升到200℃时，反响速率增加一倍，则该反响的活化能为mol。3．一不能逆反响，当反响温度从25℃高升到35℃时，反响速率增加一倍，则该反响的活化能为52894J／mol。k2E11ln2ln()k1RT1T2解：E11ln2()298308E52894J/molA4．一液相复合反响A

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P，均为基元反响。在单一连续釜中等温反响，已知该温度下，Qk13k2,问当最后转变率为80％时，目的产物P的瞬时选择性为：，总选择性为：。5．对一闭式反响器，已测知Pe(Peclet准数)为10，若该反响器用多级串通模型来描述，则模型参数N为。等温下进行一级不能逆反响，为达到xA的转变率，采用单个CSTR的体积与PFR的体积之比为见课本P108式进行两级不能逆反响，两者体积之比为1/(1-xA)液相反响：从有利于产品分布的见解，将以下接触方式按利害次序排列为2341k1＝k2，CA0＝CB0，写出计算瞬时选择率β的公式：1/(1+cA^。8.从反响器停留时间分布测定中,求得无因次方差20.98,反响器可视为全混流,又若求得无因次方差20.02,则反响器可视为活塞流。9．在CSTR中，物料平均停留时间为1h，停留时间大于10h的物料粒子占全部物料粒子的％。10．在流化床中进行固相加工反响，固体颗粒在反响器中流动状态可看作CSTR，固体颗粒平均停留时间为1min，停留时间小于1min的固体颗粒占流出的全部颗粒的％。11．在PFR中，停留时间大于平均停留时间的流体粒子占全部粒子的100％，在CSTR中，停留时间大于平均停留时间的流体粒子占全部粒子的％。12．某气相反响A＋3B→R，则膨胀因子A为-3。13.采用无梯度反响器进行气固催化反响本征动力学测准时，足够高的转速，可使外扩散除掉；足够小的粒子，可使内扩散除掉。14.反响物A的水溶液在等温PFR中进行两级反响，出口转变率为，若反响体积增加到4倍，则出口转变率为。15．反响物A的水溶液在等温CSTR中进行两级反响，出口转变率为，若反响体积增加到4倍，则出口转变率为。16．在PFR中进行等温二级反响，出口转变率为，若采用与PFR体积同样的CSTR进行该反应，进料流量Q0保持不变，为达到同样的转变率，可采用的方法是使CA0增大5倍。17.在多釜串通中，可逆放热反响的最正确温度序列为随反响釜数增加而降低，随转变率增加而降低。18．等温下进行一级不能逆反响，为达到同样的转变率x,采用单个CSTR的体积与PFR的A体积之比为(同第6题)，同样的进行该反响，进行二级不能逆反响，两者的体积之比为(同第6题)。19．在一全混流反响器中进行一级不能逆连串反响Ak1Pk2Q，P为目的产物，已知k.h1,k0.h1,原料中不含和。问最正确空时为；的最12PPQ大收率为；最大收率下所对应的A的转变率为。20.在一活塞流反响器中进行一级不能逆连串反响Ak1Pk2Q，P为目的产物，已知k1.h1,k20.h1,原料中不含P和Q。问最正确空时为；P的最101大收率为；最大收率下所对应的A的转变率为。21一复合反响A2Bk1PQrQk1CACBk2若22BPRrRCPk2CB则目的产物P的瞬时选择性SP为k1CACBk2CB2CP。k1CACB22．在气固催化反响中，丹克勒（Damkoler）准数Da的物理意义为化学反响速率与外扩散速率之比，n级不能逆反响的Da=P164。23.某不能逆气固催化反响，本征反响活化能为105J／mol,当过程为内扩散控制时，表观活化能为50000J/mol。24．均相CSTR反响器中，放热S形曲线与移热直线一般有3个交点，高温区交点的特点是见05~06A卷问答题1，中温区交点的特点是，低温区交点的特点是。在xA～T图上画出三段绝热式固定床操作表示图：一、二段段间采用原料气冷激，二、三段段间采用间接冷却。（画出平衡曲线、最正确温度曲线、各段操作线、段间冷激或冷却线）。A2B26．某液相复合反响2AB

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PrPk1CA0.5CB1.5,若k2CA1.5CB0.5QrQ为使目的产物P的选择性高，应选择：①若采用间歇反响釜，其加料方式为B一次性加入，A连续滴加；②若采用管式反响器，其进料方式为B从反响器入口处加入，A沿管长多处加入。2AB27．液相复合反响A2B

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PrPk1CA2CB,若k2CA0.5CB2QrQ为使目的产物P的选择性高，应选择：(1)若采用间歇反响釜，其加料方式为A一次性加入，B连续滴加；(2)若采用管式反响器，其进料方式为A从反响器入口处加入，B沿管长多处加入；(3)若E1>E2，则反响温度应采用高温。28．一气固催化反响AB2R，若反响机理为：B222BABR(此步为速率控制步骤)RR则本征反响速率方程为：rkSPAKBPB(1KBPBKRPR)．一气固催化反响ABR，若本征反响速率方程为：kSKAKBPAPBrKRPR)(1KBPB)(1KAPA则该反响可能的反响机理为。29．化学反响速率可分为温度效应和浓度效应，对简单反响而言，温度对反响速率的影响程度取决于反响的计量系数；对复合反响而言，选择性对温度的敏感程度取决于反响的活化能。30．在间歇搅拌釜中，进行一可逆放热反响时，其最正确反响温度的序列是。31．在管式反响器中，进行一可逆放热反响时，其最正确反响温度的序列是先高温后低温。32．在BR中等温进行一级不能逆反响，当转变率达95％时，反响时间为2h；若反响在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：%。33．三个平推流反响器串通，进行一液相均相反响，其流程以以下列图所示。xA0=0xA1xA2xA3VV312FA0FA1FA2FA3若反响速率(-RA)=kCA2,则V2的计算式为：;若xA1-xA0=xA2-xA1=xA3-xA2，则三个反响器体积大小之间的关系为：V<V<V3。12两台平推流和一台全混流反响器串通，进行一液相均相反响，其流程以以下列图所示。V1V2V3xA0=0xA1xA2xA3FA0FFFA1A2A32若反响速率(-RA)=kCA,则V2的计算式为：;AB已知复合反响AB

k1k1

P(主反响），rPk1CACBQ(副反响），rQk1CACB从有利于提高P的选择性出发，将以下操作方式按利害次序排列：（b）>(d)>(a)>(c)AAPFRPFRBB（a）(b)BPFRAA∞B（c）(d)36.以下四种组合反响器中，单个反响器体积均相等，办理量也同样。（以以下列图所示）PFRPFR∞∞（a）CSTRCSTR(b)PFRPFR∞∞CSTRCSTR(c)(d)(1)试比较返混程度大小次序为:(b)>(c)=(d)>(a)；(2)当进行二级反响时，各组合反响器最后转变率高低次序为：（a）>(c)>(d)>(b)。37.对一闭式反响器进行停留时间分布实验测定，在Q＝300L/min下，获得E(t)～t关系如以下列图所示。由于该图放置已久，纵坐标模糊不清。试依照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）V＝2m3（4）多级串通模型参数N＝21020t/min以下几种组合反响器，经脉冲示踪测其停留时间分布，若用多釜串通模型描述，试写出N值或N值范围。∞PFRPFR∞(a)1(b)∞NFR∞∞∞(c)2(d)2<N<∞39．活塞流反响器，20，Pe＝∞，返混程度小；全混流反响器，21，Pe＝0，返混程度大；非理想流动反响器，2介于0~1；2值越大，停留时间分布越宽；返混程度越大。40．CSTR定常态热牢固性的必要条件为：p90。在固定床反响器中，进行二级不能逆气固催化反响，试比以下状况下催化剂有效系数η值的大小（a处凑近反响器的入口，b处凑近反响器的出口）。（1）等温操作，dP不变：ηb>ηa?a?b（2）吸热反响，绝热操作：ηb>ηa在固定床反响器中，进行二级不能逆气固催化反响，试比以下状况下催化剂有效系数η值的大小（a、c处凑近反响器的入口，b处凑近反响器的出口）。（1）等温操作，dP不变：ηC>ηb>ηa?a?b（2）吸热反响，绝热操作：ηC>ηb>ηa（3）dP由3mm改为5mm、7mm，则ηa3、ηa5、ηa7的大小次序为：ηa3>ηa5>ηa7(均为a点地址，且假设温度相等)。A在一台PFR中进行一平行反响A

k12

P，P为目的产物，E1<E2，两反响均为一级吸热Q反响。试比较在以下操作条件下，反响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?abcS<S<S43．要使固定床反响器所用催化剂量最少，对简单不能逆反响，应尽可能在高温温度下操作；对可逆放热反响，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。44．一级不能逆气固催化反响AP，在不同样条件下操作，粒内外反响物A浓度变化情况以以下列图所示：试鉴识图中四种状况的宏观动力学种类①本征动力学控制②内扩散控制③内外扩散和本征动力学同时控制④外扩散控制b)四种状况下的内扩散有效因子值的大小次序为：1324045．可逆放热反响AP，在四段绝热式固定床中进行，床层温度与转变率的关系以下列图。试比较各段床层的(1)出入口温差大小T1T2T3T4催化剂用量多少Wl<W2<W3<W4若整个床层以T4等温操作，则催化剂总装填量比原来①(①增加②减少)(假设各段绝热温升同样)右图为可逆放热反响的T～xA图。图中ABC为平衡曲线，DEF为最正确温度曲线。试回答以下问题：（1）A、B两点反响速率谁大：同样2）B、E、F三点速率大小次序：F>E>B3）D、G、H三点速率大小次序：H>G>D4）图上哪一点反响速率最大：F47．画出活塞流反响器、全混流反响器、活塞流和全混流反响器串通、全混流和活塞流反响器串通的停留时间分布函数与分布密度函数。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按下式反响，其速率式为：2A→RrR=k1CA,A+B→SrS=k2CACBR的瞬时收率为▁▁▁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E1>E2，则反响温度应▁▁选择高温▁▁▁▁。在Q＝100l/min下对三只反响器分别进行示踪实验，测得数据以下：反响器ABC反响体积（l）100020003000250100150t(1)三只反响器返混程度大小次序为A>B>C若在上述反响器中均等温进行一级不能逆反响，k=12min-1，则各只反响器的转变率分别为xA=xB=xC=（要试差，比较麻烦，估计不会考）DA51．已知一闭式反响器的0.05，该反响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，示踪剂的选择应满足以下条件：p13353.停留时间分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检验。54．在工业反响装置中反响流体经常偏离两种理想的流动模式，也就是说在反响器出口的反应物料中存在明显的找不到原话，我想填“返混”。55．气固催化平行反响，若主、付反响均为一级不能逆反响，且粒子等温，则内扩散不影响其选择性，在粒内任意地址，反响速率之比均为k1;k2。56．对于热效应不大，反响温度的赞同变化范围又比较宽的状况，用单段绝热反响器最为方便。针对2NO21O2N2O反响,NO、O耗资速率与NO生成速率的57.252225关系为：比率为2：：1。58．以lnk～1/T作图，为素来线，有时在高温区发生转折或波折，其原因可能是：P22上面有段话可能合适。59．反响速率常数k与温度的关系为lgk1000010.2，则反响活化能为：T*10^4。60．某反响在500K时的反响速率常数k是400K时的1000倍，则600K时的反响速率常数是400K时的2154倍。61.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没关，与温度的关系为正比于根号T。63.以下反响分别在CSTR中进行，在动力学方程、进料量、最后转变率等均确定的状况下，试选择合适的操作温度：a.A?B，HA0（最优温度、最高赞同温度、较低温度）。。。。上面的箭头显示不出来，估计是可逆放热反响，选择最优温度b.ABRS，HA0（最优温度、最高赞同温度、较低温度）最高赞同温度64.已知在某一体积为200L的反响器进行停留时间分布测定，在流量为10L/min，条件下测得停留时间分布函数的方差t2＝100min2，若用多级混杂模型描述，则模型参数N＝4某一气固催化复合反响为平行反响，其本征速率分别为：Akv1B(主)r=kCA2Akv2S(副)rS=kv2CApv1为提高反响选择性应选择（大颗粒、细颗粒）细颗粒，（大孔径、小孔径）小孔径的催化剂。66.均相反响A＋B→P＋S，CB0＝2CA0，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能逆气固催化放热反响，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η值相对大小应是。68.某两段间接换热式气固相催化反响器进行可逆放热反响，各段出入口转变率与温度吻合最正确分配原则，操作线见以下列图。（填＞，＜或＝）M点反响速率＞N点反响速率B点反响速率＝C点反响速率C点反响速率＜P点反响速率M点反响速率＞D点反响速率某气固催化反响A＋B→R＋S，已知A，B，R，S均吸附于同一类活性中心点，表面反响为控制步骤1）试按L－H机理推导该反响的机理方程2)若反响过程中B过分，A，B吸附很弱，A的转变率很低时，此时表现为几级反响。气固催化平行反响，若主、付反响均为一级不能逆反响，且粒子等温，则内扩散不影响其选择性，在粒内任意地址，反响速率之比均为k1：k2。71．对于热效应不大，反响温度的赞同变化范围又比较宽的状况，用单段绝热反应器最为方便。72．固定床内等温进行一级不能逆放热反响，床内催化剂有内扩散阻力，此时床层入口和出口处催化剂有效系数η值相对大小应是73.要获得最大的目的产物B，对反响：试选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措施有减小催化剂粒径或增大反响物浓度。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响，怎样选择吸取设备应用双膜理论，对以下状况分别绘出气相及液相中反响物浓度分布表示图。（1）苯与氯气反响，M1,1（2）纯氨气与硫酸水溶液反响，硫酸浓度等于临界浓度。77.气液反响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，等温进行气相反响AB。试以反响物A的浓度CA为纵座标，径向距离r为横座标，针对以下三种状况分别绘出反响物A的浓度分布表示图。(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够忽略图中要示出CAG，CAS及CAC的相对地址，它们分别为气相主体、催化剂表面面、催化剂颗粒中心处A的浓度，CAe是A的平衡浓度。解：以反响物A的浓度为纵座标四、问答题：1．在固定床反响器中，分别进行一级和二级不能逆气固催化反响，试比a、b两处的η值大小（a处凑近反响器的入口，b处凑近反响器的出口），并说明原因。1）一级放热反响，绝热操作；ηa>ηb2）二级反响，等温操作。ηa<ηb像这种种类的题目，有8种状况，以上都有涉及，只能依照已有答案给出答案的只有4种，还有四种不确定依照公式绝热操作等温操作

12De1L(1)kpcas一级反响二级反响吸热反响a>b放热反响a>b吸热反响估计是相等a<b放热反响估计是相等a<b2．在一绝热式管式反响器中，进行一气相反响A→2P，反响器入口温度为650℃，反响物A入口浓度为8％（mol.）,出口温度为750℃，A出口浓度为％（mol.）。在反响器内A、B两点分别进行测定。（1）测得A点的温度为780℃，你认为正确吗为什么（2）测得B点的转变率为90％，你认为正确吗为什么3.在绝热式固定床反响器中，进行一不能逆气固催化反响A→P，反响器入口气体温度为400℃，A的浓度为5mol/L,出口浓度为L。出口温度为480℃。在催化剂床层内A、B、C三点分别进行测定。测得A点的温度为600℃，你认为正确吗为什么测得B点的转变率为90%，你认为正确吗为什么(3)测得C点的转变率为50%，经再三检验正确无误，计算一下C点的温度。同课后习题4．设有三种不同样种类的球状催化剂：A.活性组分平均分布型B.活性组分别布于表面的“蛋壳”型C.活性组分集中于中心的“蛋黄”型。若R为目的产物，则1）对反响A＋B→R，当内扩散阻力可忽略不计时，采用什么型为好为什么2）对有内扩散阻力的串通基元反响A→R→S，采用什么型为好为什么(1)A;内扩散阻力不计，则反响物浓度在催化剂中平均分布。（2）B；有内扩散阻力，则反响物浓度分布不平均，表面浓度最大5．厂里闲置着两台反响釜，反响体积分别为335m和3m。现欲用来生产乙酸乙酯，由于乙醇大大过分，该反响对乙酸为二级反响，现要求乙酸乙酯的产量尽可能大，你认为应采用什么样的连接方式为什么二级反响，小釜在前，大釜在后6.已知物料在某连续流动反响器中的停留时间分布密度函数为：E(t)=L/s试求这个流动系统中停留时间为（1）90～110s(2)0~100s(3)>100s的物料在总物料中所占的比率，并判断该分布密度可否正确F（t）=1-exp（）;(1)F(110)-F(90);(2)F(100)-F(0);(3)1-F（100）；用归一化法检验，即F（∞）-F（0）可否等于1试述绝热式和换热式气－固相催化反响器的特点，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－—固相催化反响器的特点，并举出应用实例。简述绝热温升（或温降）见解，在工厂实质生产中有何用途指反响物完好转变时使反响物系温度高升或降低的度数。P113多找点话说绝热温升能够作为衡量反响放热程度的指标。绝热反响器设计计算常用绝热温升作为估计气温升的依照。在四段绝热式固定床反响器中进行n级不能逆放热反响，各段的催化剂装量同样，且控制进入各段的反响物料温度相等。若n>0，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n<0，对问题（1）（2）可否还能够做出必然性的回答为什么同课后习题11．试解析以下说法可否正确为什么1）在一绝热反响器中进行零级反响，热效应可忽略不计，则其转变率与反响器长度的关系是线性的。2）在一绝热反响器中，仅当进行一级反响时，其反响温度与转变率的关系才呈线性。3）多段绝热反响器最优化的结果是各段的催化剂量相等。同课后习题12.在等温固定床反响器中进行一级不能逆反响，床内充填颗粒直径为6mm的球形催化剂，反响组分在其中的扩散系数为s，在操作温度下，反响速率常数为。有人建议改用3mm的球形催化剂以提高产量，你认为采用此建议可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。dPdPkP0.02887,6mm,DeA6解：dPdPkP0.01444,3mm,DeA6因此，采用此建议产量的增加是极有限的。一台PFR和一台CSTR的串通方式分别为：QQPFR

PFR∞∞CSTRCSTR（a）(b)在Q＝100L/s时，对（a）进行脉冲示踪，对(b)进行阶跃示踪。问获得的E(t)曲线可否相F(t)曲线可否同样若在两个系统内分别进行一级不能逆反响，反响条件同样，则出口转变率哪个大或相等若进行二级不能逆反响，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+HCl→C2H3Cl采用流化床反响器串通固定床反响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、流化床等各样反响器可供采用，试判断以下各反响宜采用何种反响器并简述原因。（1）2NaOH(L)+CO2(G)Na2CO3+H2O（气液瞬时不能逆反响）ZnCl2水溶液（2）CH3OH(G)+HCl(G)CH3Cl+H2O（气液慢速反响）鼓泡塔Ag催化剂（3）2CH3OH(G)+O2(G)2HCHO(G)+2H2O(G)（气固催化反响，催化剂颗粒直径3～5mm）固定床（4）重质油催化裂化反响(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．现有以下反响：BPB

1Pr1k10e125520/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响器？采用什么样的加料方式和操作条件？解：17．在消除了内、外扩散的影响下，两个不能逆气－固催化反响在组成各自必然的状况下，测得其反响速率与温度的变化关系如图中的曲线①及②所示，①呈指数型式增加，②先升后降。则其速率控制步骤可逆是：反响①：；由于反响②：；由于18．液相n级不能逆反响，其1和C拥有图示曲线关系，将此反响分别在平推流和全混流ArA两种反响器内进行初步浓度C加和终了浓度CAf同样，反响温度也同样，试在图上表示两种反响器所需空时大小。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响，怎样选择吸取设备五、证明题：平行反响：其中P为目的产物，在等温操作中，证明：采用CSTR，Cpmax＝CA0；采用PFR操作，Cpmax＝CA0/(1+CA0)。2.证明一级反响在等温条件下转变率达％时所需的反响时间为转变率50％时所需时间的十倍。kt1ln(1xA1)证明：一级反响：kt2ln(1xA2)t2ln(1xA1)ln(199.9%)10t1ln(1xA2)ln(150%)P3.反响物A进行以下反响：AQ,反响均为一级，各反响的活化能依次为：RE2<E1<E3,P

是目的产物。证明：从有利于

P的选择性角度出发，最正确温度为ToptE3E2k03E3E1)Rln(k02E1E2证明：SPRPk1CA1(RA)(k1k2k3)CAkk312k1k1SP(k2k3)k1k1令Jk2k3k02(E2E1)/RTk03e(E3E1)/RTk1k1k01ek01dJk02e(E2E1)/RTE2E1)k03e(E3E1)/RTE3E1)0dTk01(2k01(2RTRTk02(E1e((E2E1)e(E3E2)/RT

E2)e(E2(E3E1))/RTk03(E3k02(E1

E1)/RTk03k02E1)E2)

k(E3E1)/RT03(E3E1)e(E3E1)(E1E2)ToptE3E2k03E3E1)Rln(k02E1E2六、计算题1．一级不能逆反响，在150℃等温PFR中可得转变率60％，现改用同样大小的CSTR中操作，办理量不变，要求转变率为70％。问此时CSTR应在什么温度下操作已知反响活化能为kJ/mol。解：PFR中：kln(1xA)ln(10.6)中：＝CA0CAfxAfCSTRk‘CAfk'(1xAf)k'xAfk(1xAf)(ln(1xA))0.3(ln0.4)lnk'E(11)kRTT'103(11)T'423T'440.3(K)2．在一等温操作的间歇反响器中进行某液相一级反响，13分钟后反响物转变掉70％。今若把此反响移到活塞流管式反响器或全混流釜式反响器中进行，为达到同样的转变率，所需的空时各为多少解：ktln(1xA)k1ln(1xA)1ln(10.70)0.0926min1t131）活塞流反响器：2）全混流反响器：

13min＝CA0xAxA25.2minkCA0(1xA)k(1xA)0.0926(10.7)3．一气相反响2ARS，在间歇反响器中温度373K低等温进行，测到动力学数据为：T/s020406080100140200260300420PAatm现欲改在PFR中等温进行，反响温度仍为373K，进料FA0＝100mol/h，进料中含有20％惰气，最后转变率要求95％，求PFR的体积。（PFR的操作压力为1atm）xAfPA0PAf0.8PAfPA0PAf比较本题中所列数据,PA从0.8atm降低到0.04atm，所需要的时间t300-20280s。解：由于是等温恒容反响，因此间歇反响所需的反响时间等于PFR的空时，即＝280s。CA0PA0RT373Q0FA0100/3600CA0VrQ0299(L)一均相反响AR，其动力学方程式为(RA)kCAmol/L.min,其中k=1min-1,要求xAf90%，若反响分别在等体积的BR、PFR和CSTR中在同样的条件低等温进行，已知BR的辅助时间为10min，求：（1）这三种反响器生产强度之比值（生产强度是指单位时间内生产R的摩尔数）（2）求在BR中，生产强度最大时的最正确反响时间及此时的转变率。（提示：最正确反响时间在2～5min范围内）。BR:t1ln(1xAf)ln(10.90)2.3minkFRnRnA0xAfrCA0tt0tt0VrCA010PFR:Vr1ln(1xAf)ln(10.90)2.3minQ0k解：FRFA0xAfQ0CA0xAfVrCA0rCA0CSTR:VrCA0xAf0.90CA09Q0(RA)kCA0(10.90)FRFA0xAfQ0CA0xAfVrCA00.900.1VrCA09FRBR:FRPFR:FRCSTR(2)FRBRnRVrCA0xAfVrCA01ettt0tt010t令J1et10tdJet10t1et0dt10t2et11t1t2.6minxAf1et1e4.某二级不能逆液相反响A+B→P，已知CA0＝CB0，在间歇反响器中达到xAf=时，需反响时间10min。问：（1）在全混流釜式反响器中进行时，所需的空时为多少（2）在两个串通的全混流釜式反响器中进行，当第一釜的出口转变率达50％时，所需的总空时又为多少（3）在两个串通的体积相等的全混流釜式反响器中进行，所需的总空时又为多少解：（）ktxAkCA0xA1t(1xA)CA0(1xA)kxACA0(1xA)211t1xA1001000(min)(2)'12xA1kCA0(1xA1)22(3)1xA1kCA0(1xA1)22xA2xA1kCA0(1xA2)212xA1xA2xA1(1xA1)2(1xA2)2xA10.99xA1(1xA1)2试差，得xA1＝得1＝(min)21(min)5.在间歇釜中进行以下反响AP+RQ

xA2xA1kCA0(1xA2)24902(min)实验测得50℃时CP恒为2。当反响10分钟后，A的转变率为,反响时间延长一倍，转变率CQ为。求k1和k2的值。又当温度高升10℃，测得CP＝3，试问哪个反响活化能大两个活化能CQ差多少解：k1CP2k2CQt1ln1k1k21xA101ln1k1k21k1k23k2k20.0231(min1)k10.0462(min1)Tk1k2E1E2k1'3k2'k1k01e(E1E2)/RTk2k02k1'(E1E2)11'(E1E2)11k2e()e()RT2T18.314333323k1k2

32E1E236258J/mol一气相反响，实验测得在400K时的反响物A的耗资速率为：dPA3.66PA2atm/hdt若反响速率方程用以下型式表示2mol/－rA=kCA求相应的速率常数k的数值和因次。38.一台全混流釜式反响器，其反响体积为5m，拟在等温下进行以下液相反响：A+B→P（主反响）rP=kmol/2A→Q（副反响）rQ=kmol/每小时办理A和B的混杂液为3310m，其中CA0＝2kmol/m。求：反响器出口P的总选择性及A、P、Q的浓度。解：(RA)rP2rQSPRP1.6CA4(RA)1.6CA0.4CA24CAVrCA0CACQ0(RA)2CA1

A0CA25A0.4CA101.6CA0.4CA22CA1kmol/m3SP45VrCPCP

CP

Q0RP1.6CACPkmol/m3VrCQCQQ0RQ0.2CA2CQkmol/m3

1CQ12某液相均相反响A→P为一级不能逆反响，当反响温度100℃时，反响速率常数为，进料物料中A的初始浓度为2mol/L。要求P的产量为480mol/h，最后转变率为80％。求以下几种状况下的反响体积：（1）反响在间歇釜式反响器中进行，辅助时间为1h;2）反响在全混流釜式反响器中进行；3）反响在活塞流管式反响器中进行。(1)t1ln(1xA)10.8)4hkln(1Q0FA0/CA0FP480600mol/hFA0xAfQ0FA0/CA0600/2300L/hVrQ0(tt0)300(41)1500(L)(2)VrxAf5FA0kCA0(1xAf)0.42(10.8)Vr56003000(L)(3)1ln(1xA)10.8)4hkln(1VrQ030041200(L)一级反响A→P，进料温度为150℃，活化能为mol。在PFR中进行反响，反响器体积为VP，如改为CSTR，其体积为VM，为达到同样的转变率90％，则VM／VP之值应怎样为使解：对PFR,n1：VPQ01kln1-xA对CSTR，n：Q0CA0xAQ0xA1VMkCA0(1-xA)k(1-xA)xAVM(1-xA)(10.9)VP11lnln1-xA1为使VM＝1，Q0ln1＝Q0xAVPkP1-xAkM(1-xA)ln1kP1-xAE11＝kMxA＝exp-TPRTM(1-xA)ln11-0.9＝exp8368411-VM／VP＝1，反响温度应怎样变化8.314TM273150(1-0.9)TM448.7K175.7C11.今有二级反响A→P,拟用两台活塞流反响器串通操作。已知CA0=1mol/L，Vr1=120L,温度T1时，k1=1L/(h?mol)，温度T2时，k2=2L/(h?mol)，进料流量Q0＝60L／h。试问以下两种操作何种为优（1）Q02Vr2T1Vr1TCA0CA1CA2（2）Q0TVr22T1Vr1CA0CCA1A2解：111(1)k1CA1CA0或CA1＝CA011CA0k11120311116011CA11CA2＝3312408111CA1k221126033(2)CA1＝CA011CA0k222409111260CA1111CA2＝991CA1k111202111116019912.现有一台3的全混流反响器，进行液相一级不能逆反响：A2R，当办理量Q02m＝1m3/h时，出口转变率达80%。现在原反响器后串通一只反响器，反响温度同样。若为了使办理量增加一倍，则问：1）串通一只全混流反响器，总出口转变率仍为80％，该反响体积为多大2）若串通一只2m3的全混流反响器，总出口转变率可达多少解：(RA)kCAVrCA0CAfQ0(RA)kxAf(1xAf)Vr2Q02h1

CA0(xAfxA0)xAfkCA0(1xAf)k(1xAf)k2h-121(1)1Vr21hQ0'211xA1xA11k(1xA1)2(1xA1)xA12/3Vr2xA2xA1213Q0'k(1xA2)2(10.8)3Vr22(m3)3(2)2Vr221hQ0'22CA0xA2dxA11xlnxA1kCA0(1xA)k1x1xA1k2212lnxA21xA1xA2

A1A2xA21xA1112/3113.某液相均相反响A＋B→P，(-RA)=kCACB；当反响温度100℃时，反响速率常数为（mol/L），进料混杂物中A、B的初始浓度均为2mol/L。要求P的产量为80mol/h，最后转化率为80％。求以下几种状况下的反响体积：1）反响在间歇釜式反响器中进行，辅助时间为1h;2）反响在全混流釜式反响器中进行；（4）反响在活塞流管式反响器中进行。(1)CA0CB0,AB(tCAfQ0

RA)kCACBkCA21(11)1(11)4hkCAfCA00.50.42CA0(1xAf)2(10.8)FA0/CA0FA0FP80100mol/hxAfQ0FA0/CA0100/250L/hVrQ0(tt0)50(41)250(L)(2)Vr(3)Vr

VrxAf10FA0kCA20(1xAf)20.522(10.8)2101001000(L)t4hQ0504200(L)解：一液相基元反响2ABC,在两只串通的搅拌釜(可视为CSTR)中等温反响，经解析测试，获得以下数据：第一只釜：体积30L，进料流量900L／h（纯A），出口转变率60％；第一只釜：体积40L，出口转变率80％。1）求该反响的动力学方程式。2）先采用一只40L的釜（在前）和一只新釜（在后）串通，在反响温度和总出口转变率不变的状况下，是纯A办理量提高一倍，求新釜的体积。3）若采用一活塞流反响器来完成与（2）同样的生产任务，求该反响器的体积。2(1)(RA)kCA(RA)1CA0xA1kCVr1Q0(RA)2CA0(xA2xVr2

20A1

(1xA1)2(1))kCA20(1xA2)2(2)解：Q0由式(1),得kCA0xA1Q0900xA1)2Vr1(1-0.6)2(130由式(2),得xA2xA1Q0900kCA0xA2)2Vr2(1-0.8)2(140(RA)kCA2CA2CA0CA0x'A12(1'A1)2(3)(2)(RA)1V'r1kCA0xQ'0由式(3),得x'A1kCV'r140x')2A0Q'(1A101800

-1-1''2即：－6xA1＋A1＝0x'A1＝(CA0(xA2xA1')2(1xA2)2(4)RA)2V'r2kCA0Q'0112.5(10.8)2V'r21800V'r2105.3(L)(3)PFR:二级反响1-1kCACA0xAkCA01-xA1xA＝1kCA01-xA(1-0.8)VrQ0'180064(L)在一体积为120L的全混釜中进行一液相反响：14．在反响体积为3的釜式反响器中，进行ABkP的反响，该反响为一级反响，1m反响速率常数k为,CA0为h,A的最后转变率为90％。1）采用间歇操作，辅助时间为，则P的日产量是多少2）若改用单釜连续操作，其他条件不变，则P的日产量又是多少3）为什么这两种操作方式产量不同样15.在直径为5cm，长为200cm的闭式反响器中进行一级不能逆反响A→P。进料流量为200cm3/s，若将该反响器作全混釜办理，得出口转变率为80％。1）若用轴向扩散模型办理，已知轴向扩散系数Da为s，则在同样反响条件下，反响器的出口转变率为多少若用多釜模型办理，出口转变率又为多少解：全混釜一级不能逆反响:CACA01k即：－xA111k111kk4Q0u1dt24uQ00.2*1000/60120.25*3.14*524dt1DaPeuLr0.17*200k4查图5.22Da1xA0.06xAuLr222-Pe22(2)Pe-Pe2(1-e)-2(1-eN1121-xA11(1kS)N4)(1xA已知一闭式液相反响器在流量为5L／s下进行脉冲失散，获得停留时间分布密度函t数

E(t)=

1

e

20s-1，试求：201）平均停留时间;2）该反响器的反响体积为多少2（3）E(θ)、F(θ)和（4）若将该反响器用多釜串通模型描述，其模型参数N为多少1t解：（1）20t0tEtdt0tedts( )20202）VrQ0520100Lt（3）E()20E(t)e20e，全混流反响器F()1e2＝1模型参数N＝1对一闭式反响器进行脉冲失散，瞬时加入示踪剂量为3克，在反响器出口测定示踪剂浓度与时间关系以下列图，求：（1）该反响器的反响体积为多少若用多釜模型描述，其模型参数N为多少(4)若在此装置内进行二级不能逆反响，(RA)3CA2mol/Lmin,CA01mol/L，物料办理量于示踪时流体流量同样，若该装置用轴向扩散模型办理，则反响器的出口转化率为多少解：由C(t)～t图，可知C(t)15t3000t20mQ0C(t)dt0C(t)dt020(15t300)dt3000Qm310001m3/min0C(t)dt3000QC(t)1(15t300)1E(t)m3000200t0tE(t)dt020t(1t0.1)dt20(min)2003VrQ1206.67(m3)032t2E(t)dtt220t21t20)2200t00(0.1)dt(920032200129tt22022()3N122222-PePe-Pe2(1-e)试差，得Pe＝1Da1PeuLrkCA0＝3120＝203kCA020Da查图1xAxAuLr某一级不能逆气固催化反响，在反响温度150℃下，测得kP=5s-1,有效扩散系数DeA=s。求：当颗粒直径为时，内扩散影响可否已除掉欲保持催化剂内扩散有效因子为，则颗粒直径应不大于多少18．在实验室固定床管式反响器中，等温进行一级不能逆反响A→P，采用球形颗粒催化剂，颗粒直径为。颗粒整体积为。当气体A以100cm3/s经过催化剂床层时，出口转变率达50％。若外扩散阻力可忽略不计，DeA为×10-4cm2/s。试求在上述反响条件下，催化剂的内扩散有效因子η值和反响速率常数kP值。4PH3(g)kP4(g)6H2可视为一级不能逆吸热反响。在一19.磷化氢的分解反响(A)(B)(C)活塞流管式反响器中反响，进料温度为680℃，k为,FA0为h，操作压力为。求：①若在680℃低等温操作，当反响体积为31m时，可达到的转变率为多少②若绝热操作，入口温度为680℃，求出口转变率为13％时的出口温度。已知18℃时该反响的反响热为23720kJ/kmol，各组份在上述温度范围内的热容分别为：PH3(g),H2,P4(g)kJ/kmol·℃。解：Q0FA0FA0RT0.47*0.08206*(680273)3/hCA0PA01VrxAfdxAFA00kCA011xA0.75xAkVr1.75ln(1xAf)10.01553600Q00.75xAfxAf68.3%(2)4PH3(g)→P4(g)+6H2H=0T0=953K,xA0=0→T,xA=13%↓H1↑H3H2Tr=291K,xA0=0→Tr=291K,x=13%AH1+H2+H3=H=0H1=FA0CPA(Tr-T0)=×(291-953)=kmol/hH2=FA0xA(Hr)291K=×(23720)=kmol/hH3=[FA0(1-xA)CPA+(1/4)FA0xACPB+(6/4)FA0xACPC](T-Tr)=(T-291)kmol/h(T-291)=∴T=(K)=(℃)20．一气固催化反响A→P,为一级不能逆反响。采用球形颗粒催化剂，颗粒直径为，在450℃kP为，DeA为×10-6m2/s。求：①内扩散有效因子值η为多少②若kP为，DeA为×10-62，则此时催化剂的用量为原用量的多少m/sPeA-62，要求η同①，则此时催化剂颗粒大小为多少③若k为，D为×10m/s解：1SRkPDeA102311)1(StanhSS(2)SkPR2DeA1.410311)2(StanhSSW21kP1W12kP2(3)kPRSR102DeAdP2R21．在一固定床反响器中等温进行一级不能逆气固催化反响A→P，在除掉外扩散阻力和CAG=10mol/m3时测得某处宏观反响速度(-RA)=1mol/(m3床层·s)。以催化剂床层计的本征反响速率常数kV为，床层空隙率为。催化剂有效扩散系数DeA=10-8m2/s。求：该处催化剂的内扩散有效因子η值反响器中所装催化剂颗粒的半径。解：（）＝(-RA)V10.2,属于严重内扩散kVCAG110（）＝1＝1＝102＝RkpRkV3DeA3(1-)DeA10R13(1-0.3)10-8103m22.在一固定床反响器中等温进行一级不能逆气固催化反响A→P，催化剂为球形dp=6mm，DeA=10-8m2/s，在除掉外扩散阻力和CAG=10mol/m3时测得某处宏观反响速度(-RA)=1mol/(m3床层·s)。以催化剂床层计的本征反响速率常数kV为，床层空隙率为。求：(1)该处催化剂的内扩散有效因子η值(2)在进料量为20L／s，ρp=1200kg/m3，反响器出口转变率为80％时催化剂的装填量。某一级不能逆气固催化反响，在反响温度150℃下，测得kP=5s-1,有效扩散系数DeA=s。求：（1）当颗粒直径为时，内扩散影响可否已除掉（2）欲保持催化剂内扩散有效因子为，则颗粒直径应不大于多少(1)dPkP516DeA631(2)111tanh33解：试差，得＝dPkPdP556DeA6dP6dPcm一级不能逆气固催化反响A—>R，在不同样反响条件下测得以下数据(外扩散阻力已消除)：A3)A催化剂)dp(mm)C(mol／mT(k)(—r)(mol／LS，m36140010．11400100．20．543020(内扩阻力已消除)试求：本征速率常数，本征反响活化能，(2)粒径为6mm时的催化剂有效系数η,在进料量为20L/s，ρp=1200kg/m3，反响器出口转化率为80％时催化剂的装填量。25．拟设计一固定床反响器，在350℃低等温进行一气固催化反响A(g)cat.3R(g)，3可视为一级不能逆反响。纯A气体以Q0＝100m/h的流量经过催化剂床层。此时外扩散阻力可忽略不计。已知催化剂为球形颗粒，直径为

4mm，床层积聚密度

B为

1300kg/m3,床层空隙率为。26.一级气固催化反响A(g)cat.R(g)，在除掉了内、外扩散阻力后，测得以下数据：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响(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，反响器出口转变率为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η值2）若将反响温度提高到350℃，出口转变率仍为80％，求催化剂装填量。解：13000C时,kv(-RA)-1CA1W/PxAfdxAQ0CA00kVCA0(1-xA)即：W/P－ln(1-xAf)Q0kV100/1000－ln(1-0.80)0.16,属于严重内扩散。温度高升到3500C时，仍应为严重内扩散22s-1k'v1'kv'k'v2W'kv＝1＝W'k'v2W'＝22.36(kg)14000C时,kP(-RA)-1CA1W/PxAfdxAQ0CA00kPCA0(1-xA)即：W/P－ln(1-xAf)Q0kP200/2000－ln(1-0.80)0.16,属于严重内扩散。温度高升到4500C时，仍应为严重内扩散k'P22s-11'kP'k'P2W'kP＝1＝W2'k'PW'＝44.72(kg)28.一级气固催化反响A(g)cat.R(g)，实验测得以下数据：PAA·T(℃)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：反响活化能。解：(RA)kWCAG由第一、二行数据可知，T同样，kw应同样。1＝(RA)1CAG2＝140dP2＝2＝2(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：(RA)2＝2kw23kw2(RA)33kw32kw3112kw2232kw3kw21Aexp(-E/RT2)kw39Aexp(-E/RT3)E

dP3kP3kw2dP3kw2＝kw3dP2kw3dP2kp2E11E1-1exp(-(-))exp(-())RT2T348050029.一级气固催化反响A(g)cat.R(g)，在50atm下，测得以下数据：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）反响的活化能（2）为使dP＝6mm时也能除掉内扩散阻力的影响，则应采用什么反响温度解：1由前两行数据可见,同为粉末状的催化剂,反响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，可知在同样的温度（667K）下，粉末状催化剂＝1，而dP（－RA)316mm催化剂，＝20k1CA11属于严重内扩散，此时＝1＝1＝20＝Rk667KDeA2020DeADeA510-8(m2/s)当dP为6mm,而要除掉内扩散影响时31．某气固催化反响A(g)cat.R(g)，为一级不能逆反响，在绝热式固定床反响器（可视为活塞流）中进行，以下列图。已知催化剂为球形颗粒，直径为4mm，DEa为10－52cm/s，以颗粒体积计的本征反响速率常数kP3.0e1000/T（s-1）。若在反响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η值。解：32．在实验室全混流反响器内装有10g粒径为的催化剂，进料为纯A、1atm、336℃，进料速度为4mL／s，对于一级反响Acat.R，可达80％转变率。如欲设计一工业反响器，进料也为纯A，操作温度、压力、转变率均同上。如采用流化床反响器(假设气相为全混流)，则粒径采用lmm的催化剂，如采用固定床反响器(气相为活塞流)，则粒径用15mm的催化剂。为使催化剂用量最省，应采用何种反响器已知催化剂颗粒密度为2000kg／m3，有效扩散系数DeA为3×10-62m／s。CA0PA01RT609实验室全混流反响器：W/PxAfQ0CA0kPCA0(1-xAf)W/PxAfQ0kP(1-xAf)解：10/24kP(1-0.80)kP3.2(s-1)2R2kP10-3SSDeA310-6S1,1kP3.2(s-1)流化床：气相按全混流，且dP1mm，＝1W/PxAfQ0kP(1-xAf)WQ03.2/2000(1-0.8)固定床：dP15mmS＝RkPDeA3(1-1)StanhSS

3)310-67.7463(1-1WxAfdxAdxA3)00Q0kP/P(1-xAf)0.337(3.2/2000(1-xAf)因此，为使催化剂用量最省，应采用流化床反响器。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响管中进行测试，床层体积为33150cm,床层空隙率均为,所用反响物流量均为3cm/s,反响为一级不能逆。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。）34．一级不能逆气固催化反响A→R，在不同样反响条件下测得以下数据(外扩散阻力已消除)：dp(mm)CA3)T(k)(-rA3(mol/m)(mol／l·S·m催化剂)61400114001043020(内扩阻力2消除)试求：(1)本征速率常数(2)本征反响活化能，(3)粒径为6mm时的催化剂有效系数η一级气固催化反响A→R，实验测得以下数据。序号dP(mm)CAG(mol/m3)(-RA)(mol/T(K)112014802240148032403500求:反响活化能。(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状况下，在某实验室催化反响器中测得dS为6mm的催化剂的一级不能逆反响的宏观反响速率常数为100s-1,已知有效扩散系数为2×10-5m2/s，试求直径为9mm时的催化剂的内扩散有效因子与宏观反响速率常数。37.一级不能逆气固催化反响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AA催化剂(1)该催化剂的m值(2)在进料量为20l／s，ρp=g/cm3，反响器出口转变率为80％时反响器催化剂装填量。在（即5atm）及50℃下，