反应工程复习题集

......一、选择题1．当固定床反应器中的催化剂颗粒为球形时，则颗粒的形状φ为（A）A.1B.<1C.>1D.0.52．已知某基元反应AC+D,其反应级数为（A）A.一级B.二级C.三级D.不确定3．下列哪个不是反应程度的特点:(B)A总为正值B各反应组分的反应程度相同C与方程式的写法无关D是个累积量4．返混的定义是（B）A不同空间位置的粒子的混合B不同停留时间的粒子的混合C参与不同反应的粒子的混合D不同反应器内粒子的混合5．化学反应2NO+2H2N2+2H2O，其中化学计量系数为+2的是（A）A.HOB.NC.NOD.H 2 2 26.控制步骤意为（C）A各步骤中进行最快的B最先达到平衡的C各步骤中进行最慢的D不可逆的7．充分返混的反应器有(C)A.间歇反应器B.平推流反应器C.全混流反应器D.非理想反应器8．制备催化剂时加入很少量就可以减少活性的物质称为(D)A.活性组分B.载体C.助剂D.抑制剂9．“三传一反”中的“一反”是指（A）A.化学反应B.质量传递C.动力传递D.热量传递10．化学膨胀因子A可定义为（C） v A.vAiB.Ai viD.viAC.A11．固体催化剂的核心组成是（D）A.抑制剂B.载体C.助剂D.活性组分12.对于反应体系增大的系统，化学膨胀率A为（C）A.<0B.1C.>0D.013．全混流模型的最大特点是（A）A.物料完全混合B.物料在轴向无扩散与混合C.停留时间均匀D.是一种非理想模型14．在平推流反应器中，因返混程度达到最小，则其散度2为（B）tA.1B.0C.021D.无穷大t15．当固定床反应器中的催化剂颗粒为球形时，则颗粒的形状φ为（D）A.0.5B.<1C.>1D.116．反应器的有效容积与进料流体的体积流量之比为(A)A.空时τB.反应时间tC.停留时间tD.平均停留时间t17.某反应速率表达式为r=kcc0.5,则该反应级数为AB(C)A.0级B.1级D.2级18.化学计量数对反应物为,产物为.(C)A.正,负B.正,正C.负,正D.负,负19.当吸附达平衡时,表观速率（总反应速率）r为(A)A.0B.1C.2D.∞20.返混程度最小的的反应器是(B)A.间歇反应器B.平推流反应器C.全混流反应器D.非理想反应器可逆反应速率总是随转化率升高而(A)A.降低B.升高C.不变D.不确定.对平推流反应器,即完全不返混时,散度即方差为(A)A.0B.1C.2D.∞二、填空1.均相反应的速率是温度和浓度的函数.2.气体在固体表面上的物理吸附是靠范得华力结合3.对平行反应来说,当主反应的活化能E1大于副反应的活化能E2时,提高温度将有利于提高目的产物收率,反之E1<E2时,减低温度有利于提高目的产物收率.一个好的催化剂应具有活性好,选择率高,寿命长,.具有良好搅拌装置的釜式反应器按___全混流__反应器处理,长径比比较大的管式反应器按平推流反应器处理（平推流或全混流）.固定床中颗粒的体积相当直径定义为具有相同体积VP的球粒子直径，表达式dV=___dv=（6Vp/π）1/3___。7.气固非均相催化反应的控制步骤意为各步骤中速率最慢的一步。8.关键组分A的转化率可定义为x=(N-N)/N。 A AO A AO9.在全混流反应器中，因反应物浓度很低且为常数，则反应速率也为常数。10.停留时间分布函数E(t)具有归一性，则E(t)dt1。011.一般来说，空速越大，表明反应器的生产能力越大。12.实际生产中将多个反应器串联联操作其作目的是提高转化率。13．已知ABR，反应在恒温恒压下进行，物料初始浓度为CA0=3mol/l；CB0=4mol/l；CR0=1mol/l；CS0=1mol/l(S为氮气)，则yAO1/3。生成主产物的反应称为___主产物_，其它的均为副反应。化工生产的三个部分包括原料预处理，化学反应,产品的分离提纯，其中化学反应是整个生产过程的核心.16.一般来说，空时越大，表明反应器的生产强度越小。17.实际生产中将多个反应器并联操作,其目的是提高处理能力。三、名词解释1.连串反应：前一反应的产物为后以反应的反应物，这样的反应成为连串反应2.内扩散：气体反应物以扩散的方式通过微孔进入催化剂颗粒内部的过程返混：同停留时间物料之间的混合空时：反应器有效容积和进料体积流量间的比值催化剂是一种能够加速反应速率，而不改变化学平衡的物质停留时间物料从进入反应器到离开反应器所用的时间生成目的产物消耗的关键组分的摩尔数收率y关键组分进入系统的摩尔数8.均相反应参与反应的各化学组分处于同一相内进行化学反应9.复合反应用两个或两个以上的化学反应方程式和动力学方程式表示的反应10.选择率φ＝生成目的产物消耗的关键组分A的量/反应过程中关键组分A的总消耗量11.比表面积单位质量固体催化剂的全部表面积四、简单1.简述什么是质量作用定律？并写出该基元反应ABK1DR，关键组分AK2的消耗速率方程（-r）和产物D、R的生成速率方程(r,r)的表达式？ A D R答：基元反应中的速率与各反应物浓度的乘积成正比，其中某反应物浓度的方次为化学反应式中该组分的系数。rKCCKCCA 1AB 2DRrKCCKCCD2DR1ABrKCCKCCR 2DR 1AB2.简述气-液相反应过程的步骤并画出示意图1）气相反应物从气相主体通过气膜传至气液相界面，并且在界面上达到气液相平衡，反应组分从气液相界面穿过液膜进入液相主体，并同时发生反应，液相产物向液相主体扩散，气相产物向气液界面扩散穿过气膜进入气相主体。简述气液反应过程的步骤？气相反应物A从气相主体通过气膜传至气流相界面，并在界面上达到气液相平衡；反应组分A从气液相界面穿过液膜进入液相主体，并同时进行反应；液相产物向液相主体内扩散，气相产物则向气液界面扩散穿过气膜进行气相主体.气固相催化反应的步骤答：多相催化反应反应过程的步骤：反应组分从流体主体向固体催化剂外表面传递；反应组分从外表面向催化剂内表面传递；反应组分在催化剂表面的活性中心上吸附；在催化剂表面上进行化学反应；反应产物在催化剂表面上吸附反应产物从催化剂内表面向外表面传递反应产物从催化剂的外表面向流体主体传递5.简述双膜理论在气、液两相中沿相界面两侧存在一个气膜一个液膜。气、液两相中的传质阻力全部集中在两侧膜内。五、计算题1dn1.考虑反应A3P，其动力学方程式为r A A Vdt恒容下以总压P表示的动力学方程式？解 1dn nr AkAA Vdt VdCAkCdt AA3Pt=0Cao0Caot=t‘Ca3（Cao-Ca）3Cao-2CaP0=CaoRTP=(3Cao-2Ca)RT2P0P推出Ca,带可得2RTnkA，试推导在VdCAkC dt A3PPd(20RT)k3P0P dt 2RTdPk(3PP)dt 02.反应A+BR+S,己知V=1L,物料进料速率V=0.5L/min, R 0C=C=0.05mol/L,动力学方程式为(-r)=kcc,其中k=100L/(mol.min).求:().应在平推流反应器中进行时出转为多少?(2).欲用全混流反应器得到相同的出口转化率,反应器体积应多大?(3).若全混流反应器体积V=1L,可达到的转化率为多少?R①τ=V/υxAdx C AA00rA VCxA dxA A00kC2(1x)2 A0 A 1 x x0.5kC(1Ax)1000.05(1Ax) AO A Ax=90.9%A②τ=V/υτ=C×X/-r AO A A（C×X）÷[k×C2×(1-X)2]=（ AO A AO A=22minV=υ×τ=11L V CxAOAvkCCAB0.05x ③ A 0.51000.05(1x)2Ax73%A3、乙烯氧化生成环氧乙烷为银催化剂上的气固相催化反应，进入反应器的气体组成（摩尔比）：CH：15%,O：7%,CO：10%,其余为Ar、N；出反应 24 2 2 2器气体中现已知：CH：13.1%,O：4.8%。试计算乙烯的转化率、环氧乙烷的 24 2CH0.5OCHO选择性及收率。（C2H43O22CO242HO） 24 2 2 2解以100mol进料为基准，以α、β表示环氧乙烷及二氧化碳的生成量，C2H4O2C2H4OCO2H2O惰总计进口157010068出口15-α-β/27-α/2-3β/2α10+ββ68100-α/2进行物料衡算，结合出口条件可知：15/20.131100/2则可求得α＝1.504mol，β＝7/21.50.048100/20.989mol乙烯反应量：1.504＋0.989/2=1.9985mol转化率：1.9985/15=0.1333收率：1.504/15=0.1003选择率：1.504/1.9985=0.75264.某厂生产醇酸树脂是使己二酸与己二醇以等摩尔比在70℃用间歇反应器以HSO作催化剂进行缩聚反应而生产的,实验测得反应动力学方程为:2 4(-r)=kc2 A A