反应工程考研习题

本文格式为Word版，下载可任意编辑——反应工程考研习题第一章绪论

?化学反应工程学是一门研究什么的科学，它是以什么为基础发展起来的？

?化学反应工程学的研究内容包括哪几方面?本征动力学和宏观动力学有何区别??化学反应工程学的体系是如何划分的?

?化学反应工程学的研究主要采用什么方法?所要建立的具体模型有哪些??画出间歇式、连续式反应器中浓度随时间或位置的变化图。

1.化学反应工程是一门研究______________的科学。

2.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_______为研究对象的学科体系。3._______是化学反应工程的基础。

4.化学反应过程按操作方法分为_______、_______、_______操作。

5.化学反应工程中的“三传一反〞中的三传是指_______、_______、_______。6.不管是设计、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达个参数间的关系，简称_______。

7.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_______。

8.“三传一反〞是化学反应工程的基础，其中所谓的一反是指_______。

A．化学反应B.反应工程C.反应热力学D.反应动力学9.“三传一反〞是化学反应工程的基础，以下不属于三传的是_______。

A.能量传递B.质量传递C.热量传递D.动量传递其次章均相反应动力学

?均相反应速率方程的表示形式

?浓度和温度对反应速率的影响（反应级数，活化能）

?单一反应（一级、二级不可逆反应，正、反均为一级的可逆反应）动力学方程式的建立

?复合反应（一级平行反应和一级连串反应）动力学方程式的建立?非恒容反应系统的计算（化学膨胀率εA、浓度、体积的计算）?1.液相中反应物A通过生成中间产物AE转化为产物B：

速率方程为，k、K为常

数。试验测定数据如下表，试计算k及K。二甲醚在504℃时热分解反应为：

CH3OCH3CH4+H2+CO

反应在等温间歇反应器中以气相进行，测得以下数据

试确定反应级数与反应速率常数。

1.均相反应是指___________________________________

pP+sS对于反应，则rP?_______(?rA)。2.aA+bB3.着眼反应组分K的转化率的定义式为_______。

4.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

_______。

5.化学反应速率式为?rA?KCCACB，用浓度表示的速率常数为KC，假定符合理想气体状态方程，如用压力表示的速率常数KP，则KC=_______

6.化学反应的总级数为n，如用浓度表示的速率常数为KC，用逸度表示的速率常数Kf，则KC=_______Kf。

7.化学反应的总级数为n，如用浓度表示的速率常数为KC，用气体摩尔分率表示的速率常数Ky，则KC=_______Ky。

8.在构成反应机理的诸个基元反应中，假使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_______。9.当构成反应机理的诸个基元反应的速率具有一致的数量级时，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_______。）

10.活化能的大小直接反映了______________对温度的敏感程度。

11.一个可逆的均相化学反应，假使正、逆两向反应级数为未知时，采用______________法来求反应级数。

12.生成主产物的反应称为_______，其它的均为_______。

P(主)AS(副)均为一级不可逆反应，若E主＞E副，选择性Sp与_______无13.平行反应

关，仅是_______的函数。

??14.假使平行反应_____。

A?P(主)A?S(副)K1均为一级不可逆反应，若

K2E主＞E副，提高选择性SP应

15.一级连串反应APS在全混流釜式反应器中，则目的产物P的最大浓

度CP,max?______、?opt?______。16.一级连串反应AK1PK2S在平推流反应器中，则目的产物P的最大浓度

CP,max?_______、topt?______。

17.一级连串反应AK1PK2S在间歇式全混流反应器中，则目的产物P的最大

浓度CP,max?_______、topt?______。18.一级连串反应AK1PK2S在平推流反应器中，为提高目的产物P的收率，

应______k2/k1。

19.链反应的三个阶段为_______、_______、_______。20.以下属于均相反应的是_______。

A.煤炭燃烧B.氢气燃烧C.离子交换D.加氢裂解21.以下属于均相反应的是_______。

A.乙酸乙酯水解B.CuO的还原C.加氢脱硫D.电石水解22.以下属于均相反应的是_______

A.催化重整B.催化裂解C.HCl与NaOH的中和D.水泥制造23.以下属于非均相反应的是_______。

A.乙酸乙酯水解B.氢气燃烧C.HCl与NaOH的中和D.催化裂解

24.以下属于非均相反应的是_______

A.乙酸和乙醇的酯化B.加氢脱硫C.氢气燃烧D.烃类气相裂解

25.化学反应CO?3H2?CH4?H2O，其中化学反应计量系数为-1的是哪种物质______。

A.COB.H2C.CH4D.H2O

26.化学反应2NO?2H2?N2?2H2O，其中化学反应计量系数为+2的是哪种物质______。

A.NOB.H2C.N2D.H2O27.对于一非恒容均相化学反应αAAαBB，反应组分A的化学反应速率

?rA?_______。

dCdndndC?rA??B?rA??A?rA??B?rA??AdtVdtB.VdtC.dtD.A.

28.对于一非恒容均相化学反应αAArB?_______。

αBB，反应产物B的化学反应速率

dCBdnAdCAdnBr?rB?rB?rB?BdtVdtVdtdtD.A.B.C.

pP+sS，则rP?_______(?rA)。29.对于反应aA+bBpa|a|pA.|a|B.aC.pD.ppP+sS，则rP?_______(?rB)。

b|b|ppA.pB.bC.|b|D.p

30.对于反应aA+bB31.气相反应4A+B→3R+S进料时无惰性气体，A与B以3∶1的摩尔比进料，则膨胀因子?A=_______。

A.1/4B.2/3C.–1/4D.–2/332.气相反应A+B→3P+S进料时无惰性气体，A与B以1∶1摩尔比进料，则膨胀因子?A=_______。

A.–2B.–1C.1D.2

33.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，则膨胀因子?A=_______。

A.–1B.–1/2C.1/2D.1

34.气相反应2A+B→3P+S进料时无惰性气体，A与B以3∶2摩尔比进料，则膨胀因子?B=_______。

A.–1B.1/3C.2/3D.1

CH4+H2O进料时无惰性气体，CO与H2以1∶2摩尔比进料，35.气相反应CO+3H2则膨胀因子?CO=_______。

A.–2B.-1C.1D.2

N2+H2O2进料时无惰性气体，NO与H2以1∶2摩尔比36.气相反应2NO+H2进料，则膨胀因子?NO=_______。

A.–1B.–1/2C.1/2D.1

2NH3进料时无惰性气体，N2与H2以2∶3摩尔比进料，37.气相反应N2+3H2则膨胀因子?H=_______。

A.–1B.–2/3C.2/3D.1

2???r?KCACACB，如用浓度表示的速率常数为KC，用压力表示的38.化学反应速率式为

速率常数为KP，则KC=_______KP。A.(RT)?(???)B.(RT)(???)C.(RT)?(???)D.(RT)????

39.化学反应速率式为?rA?KCCACB，如用浓度表示的速率常数为KC，用压力表示的速率常数为KP，则KP=_______KC。A.(RT)C.(RT)D.(RT)2C2H4+H2，k?2.0s?1，则反应级数n=_______。40.反应C4H10A.0B.1C.2D.3

?141.反应A+B→C，已知k?0.15s，则反应级数n=_______。

A.0B.1C.2D.342.反应3A→P，已知k?0.15mol/l?s，则反应级数n=_______。

A.0B.1C.2D.3

CH3COOC2H5+H2O43.反应CH3COOH+CH3CH2OH，已知k?2.3l?s/mol，则反应级数n=_______。

A.0B.1C.2D.3

2NH3，已知k?0.81l?s/mol，则反应级数n=_______。44.反应N2+3H2A.0B.1C.2D.3

NaCl+H2O，已知k?0.1l?s/mol，则反应级数n=_______45.反应NaOH+HClA.0B.1C.2D.346.反应A+B→C，已知k?0.45mol/l?s，则反应级数n=_______。

A.0B.1C.2D.347.以下属于平行反应的是_______。

P(主)A?A?B?P?A.A+B→PB.?P?B?RC.

?????B.(RT)(???)(???)?(???)S(副)D.A+B→P=R+S

48.串联反应A→P（目的）→R+S，目的产物P的得率XP=_______。

nP?nP0nP?nP0nP?nP0nP?nP0A.nA0?nAB.nA0C.nS?nS0D.nR?nR049.串联反应A→P（目的）→R+S，目的产物P与副产物S的选择性SP=_______。

nP?nP0nP?nP0nP?nP0nP?nP0A.nA0?nAB.nA0C.nS?nS0D.nR?nR050.串联反应A→P（目的）→R+S，目的产物P的总收率?P=_______。

nP?nP0nP?nP0nP?nP0nP?nP0A.nA0?nAB.nA0C.nS?nS0D.nR?nR0

P(主)AS(副)均为一级不可逆反应，51.假使平行反应若E主＞E副，提高选择性SP应

_______。

A.提高浓度B.提高温度C.降低浓度D.降低温度

P(主)AS(副)均为一级不可逆反应，若E主＞E副，提高收率?P应52.假使平行反应

_______。

A.提高浓度B.降低浓度C.提高温度D.降低温度53.一级连串反应A→P→S在全混流釜式反应器中进行，使目的产物P浓度最大时

的最优空时?opt?_______。

ln(K2/K1)1ln(K2/K1)ln(K1/K2)A.K2?K1B.K2?K1C.K1K2D.K1K2

54.一级连串反应A度CP,max?_______。

KK1PK2S在全混流釜式反应器中，则目的产物

K22?K1P的最大浓

2CA0K1K2?K1KCA0()CA0(2)K1/22K2K1A.B.[(K2/K1)?1]C.

CA01/22[(K/K)?1]12D.

55.一级连串反应ACP,max?_______。

KK1PK2S在间歇式反应器中，则目的产物

K22?K1P的最大浓度

2CA0K1K2?K1KCA0()CA0(2)K1/22K2K1A.B.[(K2/K1)?1]C.

CA01/22D.[(K1/K2)?1]

56.一级连串反应A度CP,max?_______。

KK1PK2S在平推流管式反应器中，则目的产物

K22?K1P的最大浓

2CA0K1K2?K1K2KCA0()C()A01/22[(K/K)?1]KK2121A.B.C.

CA01/22[(K/K)?1]12D.

57.一级连串反应A→P→S在间歇式反应器中进行，使目的产物P浓度最大时的反应时间topt?_______。

A.

58.一级连串反应A→P→S在平推流管式反应器中进行，使目的产物P浓度最大时的反应时间topt?_______。

A.

59.以下反应没有涉及到链反应的是_______。

A.石油裂解B.酯化反应C.烃类氧化D.聚合反应

1K1K21K1K2ln(K2/K1)ln(K1/K2)ln(K2/K1)B.K2?K1C.K1K2D.K2?K1

ln(K2/K1)ln(K2/K1)ln(K1/K2)B.K2?K1C.K2?K1D.K1K2

60.简述均相反应及其动力学的研究内容？

61.简述链锁反应所具有的基本特征？

答：

2??kCCH。试设NNO62.反应2NO+2H2=N2+2H2O，试验测得速率方程为：

22定能满足试验结果的反应机理。

63.由A和B进行均相二级不可逆反应?AA+?dCA????A=dtkCACB。

CA0??ACB0?B时的积分式求：（1）当CA0???AB?ACB0?B时的积分式（2）当

BB=?SS，速率方程：

64.反应A→B为n级不可逆反应。已知在300K时要使A的转化率达到20%需12.6分钟，而在340K时达到同样的转化率仅需3.20分钟，求该反应的活化能E。

k1?B?k2?C??65.考虑下述连串反应:A?，已知上述反应中每一步均为一级反应，试

求A、B和C的浓度随间变化的函数式。

第三章理想反应器1.理想反应器是指_______、_______。

2.具有良好搅拌装置的釜式反应器按_______反应器处理，而管径小，管子较长和流速较大的管式反应器按_______反应器处理。

3.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。4.全混流反应器的空时τ是_______与_______之比。

5.全混流反应器的容积效率η为_______与_______之比。6.全混流反应器的放热速率QG=______________。

7.全混流反应器的移热速率Qr=______________。8.全混流反应器的定常态操作点的判据为_______。

9.全混流反应器稳定的定常态操作点的判据为_______、_______。10.全混流反应器的返混_______。11.平推流反应器的返混为_______。

12.对于恒容的平推流管式反应器_______、_______、_______一致。13.对于恒容的_______管式反应器平均停留时间、反应时间、空时一致。

14.假使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_______的平推流反应器。

15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→∞时则相当于_______反应器。

16.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_______。

17.对于绝热操作的放热反应，最适合的反应器类型为_______。

18.对于反应级数n＜0的反应，为降低反应器容积，应选用_______反应器为宜。19.对于反应级数n＞0的反应，为降低反应器容积，应选用_______反应器为宜。20.对于自催化反应，最适合的反应器为_______。

21.对于可逆的放热反应，使反应速率最大的反应温度Topt?_______。22.对于可逆的放热反应，达到化学反应平衡时的温度Te?_______。

23.分批式操作的完全混合反应器非生产性时间t0不包括以下哪一项_______。A.加料时间B.反应时间C.物料冷却时间D.清洗釜所用时间

2ol/l时，?rA?0.01CAmol/l?s，24.在间歇反应器中进行等温二级反应A→B，当CA0?1m求反应至CA?0.01mol/l所需时间t=_______秒。

A.8500B.8900C.9000D.9900

ol/l时，?rA?0.01CAmol/l?s，25.在间歇反应器中进行等温一级反应A→B，当CA0?1m求反应至CA?0.01mol/l所需时间t=_______秒

A.400B.460C.500D.560

26.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τB.反应时间tC.停留时间tD.平均停留时间t

27.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，此时该反应的反应级数n_______

A.＜0B.=0C.≥0D.＞028.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，此时该反应的反应级数n_______。

A.＜0B.=0C.≥0D.＞029.全混流反应器的容积效率η=1.0时，该反应的反应级数n_______。

A.＜0B.=0C.≥0D.＞030.全混流釜式反应器最多可能有_______个定常态操作点。

A.1B.2C.3D.431.全混流反应器中有_______个稳定的定常态操作点。

A.1B.2C.3D.4

32.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。A.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

32R，CA0?2.30kmol/m，出口转化率xA?0.7，每批33.一级不可逆液相反应A操作时间t?t0?2.06h，装置的生产能力为50000kg产物R/天，MR=60，则反应器的体

3积V为_______m。

A.19.6B.20.2C.22.2D.23.434.对于自催化反应，最适合的反应器为_______。

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器35.对于绝热操作的放热反应，最适合的反应器为_______。

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36.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器37.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器38.对于可逆放热反应，为提高反应速率应_______。

A.提高压力B.降低压力C.提高温度D.降低温度

P(主)AS(副)，39.对于单一反应组分的平行反应其瞬间收率?P随CA增大而单调增

大，则最适合的反应器为_______。

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

P(主)AS(副)，其瞬间收率?P随CA增大而单调40.对于单一反应组分的平行反应

下降，则最适合的反应器为_______。

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41.简述理想反应器的种类？

42.简述分批式操作的完全混合反应器？

43.简述等温恒容平推流反应器空时、反应时间、停留时间三者关系？

44.对于可逆放热反应如何选择操作温度？

2r?k2CA，E2，当E1＞E2时如何选择操作温度可以提r?kC1A，E1；S45.对于反应，R高产物的收率？

46.在间歇釜中一级不可逆反应，液相反应A→2R，?rA?kCAkmol/m3·h，k=9.52×109exp[-7448.4/T]h-1，CA0?2.3kmol/m3，MR?60，CR0?0，若转化率xA?0.7，装置的生产能力为50000kg产物R/天。求50℃等温操作所需反应器的有效容积？（用于非生产性操作时间t0=0.75h）

dCAdCP?k1CA?k1CA?k2CP反应速度dt；dt，在恒温恒容下求(a)平推流(b)全混流,求SP，其中k1?1.0(h?1),k2?0.5(h?1),Vv0???1(h),CP0?CS0?0,CA0?1mol/l。

?

58.(A)(P)(S)

k3?C6H4Cl2k1?C6H5Cl?C6H6???

dCAdCP??k1CA?k1CA?k2CP反应速度dt；dt，在恒温恒容下求等容积的两釜串联全混流反应器内进行这一反应时,求目的产物P的选择性SP，其中

?1k1?1.0(h?1),k2?0.5(h),Vv0???1(h),CP0?CS0?0,CA0?1mol/l。

59.醋酸甲酯的水解反应如下：CH3COOCH3+H2O→CH3COOH+CH3OH，产物CH3COOH在反应中起催化剂的作用，已知反应速度与醋酸甲酯和醋酸的浓度积成正比。

（1）（1）在间歇反应器中进行上述反应。醋酸甲酯和醋酸的初始浓度分别

为500和50mol/m3。试验测得当反应时间为5400s时，醋酸甲酯的转化率为70%，

求反应速率数和最大反应速度。（5分）

（2）（2）假使反应改在连续搅拌釜中进行，?A=0.8时停留时间应为多少。（3）（3）假使采用管式滚动反应器，?A=0.8时停留时间。

?A??1113???d??6.258?10sA???0kCA0(1?CC0/CA0)?1??A?A?CC0/CA0?

60.在一定的反应温度下A发生下述平行反应：

3KA???R?1?2.0CA(kmol/m?h)

23K??0.2C(kmol/m?h)2A2A???S其中R是主产物，S是副产物。反应原料为纯的反应物A，其初始浓度为10kmol/m3。在反应器出口A的转化率为80%。反应在连续搅拌釜中进行时，A转化为R的选择性、R的收率以及反应物的停留时间。

?12rs?k2CA，?rA?(k1?k2CA)CA；rP?k1CA；61.已知A的反应速率式分别为：

k1=1.0，k2/k1?1.5；CA0?5mol/l，CP0?CS0?0，要求反应流且在反应的操作温度下KP(主)2K12S(副)体的进料速率为v0?5m3/h，出口转化率xA?0.9。试求用单一的全混流反应器在等温下进行此反应时所能获得的产物P的浓度CP以及所需的反应容积V。

62.环氧乙烷在450℃的气相分解反应如下：C2H4O（g）→CH4（g）+CO（g）已知在

此反应

温度下反应的速率常数为0.0212min-1，反应在恒温恒容反应器中完成，初始时原料为

纯的

环氧乙烷，初始压力为2.026×105Pa，试求在反应时间为50min时反应器的总压力。

63.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：

k1k2CH3COOH???CH2?CO?H2OCH3COOH???CH4?CO2

?1?1k?4.65s,k?3.74s12已知在916℃时，试计算：

1）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。

64.在1000K于恒温恒压反应器中进行下述分解反应：

反应速率常数0.082l/mol·min，初始时含纯的RCH2OH，其初始压力为2.026×105Pa，求

1）1）将20%的RCH2OH分解所需时间；2）2）RCH2OH的浓度降低20%所需的时间。

65.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

2A?B,?rA?0.01CAmol/(l?s)当CA0为1mol/l时，求反应至CA?0.01mol/l所需时间。

RCH2OH(g)?RCHO(g)?H2(g)

2r?Cr?2CSAPA67.平行反应，其中，，已知CA0?2.0mol/l，

CP0?CA0?0，求在平推流反应器中的CP,max？

K1K2APS，?rA?k1CA，rP?k1CA?k2CP，68.一级连串反应进料流率为v0，CP0?CA0?0，反应在恒温恒容的条件下进行，求在全混流釜式反应器中目的产物P

的最大浓度CP,max？

69.液相反应A→R在一全混釜中进行，CA0?1mol/l，反应速率常数k?1l/mol?s求：1）1）平均停留时间为1S时该反应器的xA；

2）2）若A的v0?1l/s，xA?56%，求反应器的体积。

A.厚度/2B.RC.R/2D.R/3

m?1??LkVCS/DeL42.气固催化反应的内扩散模数，其中L为特征长度，若颗粒为球

形则L=_______。

A.厚度/2B.RC.R/2D.R/3m?1??LkVCS/DeL43.气固催化反应的内扩散模数，其中L为特征长度，若颗粒为平

片形则L=_______。

A.厚度/2B.RC.R/2D.R/3

d???kdCim?d44.催化剂在使用过程中会逐渐失活，其失活速率式为dt，当平行失活对反应物无内扩散阻力时，d为_______。

A.≈0B.=1C.→3D.≈1

d???kdCim?d45.催化剂在使用过程中会逐渐失活，其失活速率式为dt，当平行失活对反应物有强内扩散阻力时，d为_______。

A.≈0B.=1C.→3D.≈1

d???kdCim?d46.催化剂在使用过程中会逐渐失活，其失活速率式为dt，当串联失活时，

d为_______。

A.≈0B.=1C.→3D.≈1

d???kdCim?d47.催化剂在使用过程中会逐渐失活，其失活速率式为dt，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.≈0B.=1C.→3D.≈148.以下非催化气—固相反应，属于粒径缩小的缩粒模型的是_______。

A.硫化矿的焙烧B.分子筛的焙烧C.氧化铁的还原D.煤炭的燃烧49.以下非催化气—固相反应，属于粒径缩小的缩粒模型的是_______。

A.硫化矿的焙烧B.焦碳与硫磺的反应C.氧化铁的还原D.分子筛的焙烧

50.以下非催化气—固相反应，属于粒径不变的缩核模型的是_______。

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51.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行的极慢反应。

A.＜0.02B.0.02＜γ＜2C.≥2D.＞2

52.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及快速反应。

A.＜0.02B.0.02＜γ＜2C.≥2D.＞253.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.＜0.02B.0.02＜γ＜2C.≥2D.＞2

54.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。

A.填料塔B.喷洒塔C.鼓泡塔D.搅拌釜55.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

_______装置。

A.填料塔B.喷洒塔C.鼓泡塔D.搅拌釜56简述Langmuir等温吸附方程的基本特点？

57.简述BET方程测定固体催化剂比表面积的原理？

58.气—固相催化反应的动力学步骤?