滨州学院化学反应工程期末复习题及参考答案

第/\*Arabic1页2023年下学期化学反应工程复习资料一、多项选择题1.对付瞬时收率与总收率，以下精确得判定为(1分)A.对付全混流回声器，回声得瞬时收率与总收率相称;B.对付平推流回声器，回声得瞬时收率与总收率相称;C.对付平推流回声器，回声得瞬时收率与总收率之间为积分干系;D.对付全混流回声器，回声得瞬时收率与总收率之间为积分干系;答案：AC2.某一液相反应A+B→R，反应物初始浓度分别为CA0、CB0，物质的量为nA0、nB0，反应一段时间后A的转化率为xA,浓度为CA，B的浓度为CB；物质的量为nA、nB，下列关系正确的为（）。(1分)A.CA0-CA=CB-CB0；B.CA=CA0（1-xA）；C.nA0-nA=nB0-nB；D.nA=nA0（1-xA）。答案：BCD3.对于瞬时不可逆反应，反应速度很快，若用双膜理论解释，它具备（）这些点。(1分)A.属于传质控制过程；B.反应区域为液膜中的一个面；C.属于动力学控制；D.液膜中存在反应物的浓度梯度。答案：ABD4.固定床反应器中由于固体催化剂固定不动，所以在操作时存在（）这些特点。(1分)A.床层不能过高；B.粒子直径不能太小；C.床层温度难于控制；D.多制成多段式的。答案：ABCD5.关于抱负得间歇式回声器、平推流回声器与全混流回声器，以下形貌精确选项(1分)A.三者同为抱负回声器，但抱负得内涵为差别得;B.抱负得间歇式回声器与全混流回声器得抱负得内涵为一样得，都为回声器内温度与

构成到处雷同;C.抱负得间歇式回声器与全混流回声器得抱负得内涵为不一样得，固然都为回声器内温度与构成到处雷同，但前者随着时间得变革温度与构成大概都产生变革，尔后者就不随时间变革D.平推流与全混流回声器都为连续活动式回声器，前者得返混为零，后者为无穷大答案：ACD6.关于积分法与微分法，认识精确选项(1分)A.积分法与微分法为两种求取动力学参数得数据处理要领，前者对数据得精度要求比后者低;B.积分法不能处理动力学较为巨大得（回声物与产物不止一种、正回声与逆回声得反应级数差别)可逆回声;C.积分法得到得动力学参数比微分法可靠答案：AB二、简答题7.鼓泡反应器的型式，按结构可分为哪四种？(1分)答案：工业上所遇到的鼓泡反应器，按期结构可以分为（2分）：

①空心式鼓泡反应器（2分）；②多段鼓泡反应器（2分）；③气体提升式鼓泡反应器（2分）；④液体喷射式鼓泡反应器（2分）。8.化学反应器的设计、分析、开发一般包括哪些内容？(1分)答案：①根据反应过程的化学基础和生产上艺的基本要求，进行反应器的选型设计。（2分）

②根据化学反应与有关流体力学、热量、质量传递过程综合的宏观反应动力学，计算反应器的结构尺寸。（2分）

③反应器的机械设计。（2分）

④反应器投产后，还要综合生产实践反馈来的效果改进今后同一类型化学反应器的设计。（2分）

⑤开发新型反应器。（2分）9.简述流固非催化反应的分类及特点。(1分)答案：流-固相非催化反应可分为气-固相非催化反应和液-固相非催化反应两大类。

特点：1）反应类型的多样性；（2分）2)固相物料的多样性；（2分）3)反应器形式的多样性；（2分）4)固体颗粒的转化率高；（2分）5）气-固相非催化反应的反应温度高。（2分）10.流化床反应器的有哪些优点？(1分)答案：①有利于非均相反应的进行，提高了催化剂的利用率。而固定床与移动床所使用的固体颗粒要大得多〔大约大2个数量级)，因此单位质量催化剂的生产强度要低于流化床。（2分）

②由于颗粒在床内混合激烈，使颗粒在全床内的温度和浓度均匀一致，床层与内浸换热表面间的传热系数很高，全床热容量大，热稳定性高，有利于强放热反应的等温操作。（2分）

③流化床内的颗粒群有类似流体的性质。可以大最地从装置中移出、引入，并可以在两个流化床之间大量循环；这使得一些反应-再生、吸热-放热等反应耦合过程和反应-分离耦合过程得以实现。（2分）

④流体与颗粒之间传热、传质速率也较其他接触方式为高。（2分）

⑤由于流一固体系中空隙率的变化可以引起颗粒曳力系数的大幅度变化，在很宽的范围内均能形成较浓密的床层.流态化技术的操作弹性范围宽，没备生产能力大，造价低，符合现代化大生产的需要。（2分）11.气—液—固三相反应器有哪些类型？(1分)答案：气-液-固三相反应器按反应物系的性质区分主要有下列类型:

①固相或是反应物或是产物的反应;（2分）

②固体为催化剂而液相为反应物或产物的气-液-固反应;（2分）

③液相为惰性相的气-液-固催化反应，液相作为热载体；（2分）

④气体.为惰性相的液一固反应，空气起搅拌作用。（2分）

工业上采用的气-液-固反应器按床层的性质主要分成两种类型，即固体处于固定床和悬浮床。（2分）12.乙烯氧化生成环氧乙烷。进料：乙烯15mol，氧气8mol，出料中乙烯为12mol,氧气为4.76mol,试计算乙烯的转化率，环氧乙烷的收率及选择率。(1分)答案：

C2H4＋0.5O2→C2H4OC2H4＋3O2→2CO2＋2H2O（2分）

XA=(15mol－12mol)/15mol=0.2（2分）

第一个反应所消耗的乙烯＝转化的乙烯×S

第二个反应所消耗的乙烯＝转化的乙烯×（1－S）

故有：3×S×0.5+3×(1－S)×3=8－4.76

1.5S+9(1-S)=3.24

S=0.768（2分）

Y=第一个反应所消耗的乙烯÷加入的乙烯总量（15mol）

故Y＝3×0.768÷15=0.1536

或Y＝XAS=0.2×0.768=0.1536（2分）

乙烯的转化率为20%，环氧乙烷的收率15.36%及选择率76.8%。（2分）13.为何要采用活性不均匀分布的催化剂和异形催化剂？(1分)答案：催化剂的本征活性越大，反应温度越高，颗粒越大，内扩散有效因子越低，催化剂中的死区越大（2分）。即催化剂的有效活性层愈薄，大部分催化剂未得到充分利用（2分）。如果采用的催化剂活性组分是责金属，则催化剂制造费用和产品成本剧增（2分）。如果采用小颖粒催化剂以提高有效因子，对于固定床反应器则受到床层许可压力降和能耗过高的限制（2分）。为了提高催化剂的利用率，降低用于催化剂的成本和床层压降（2分）。14.气-液-固三相反应颗粒宏观反应动力学中，过程机理由哪七个步骤组成？简要说明。(1分)答案：

①气相反应物从气相主体扩散气-液界面的传质过程;（1.5分）

②气相反应物从气一液界面扩散到液相主体的传质过程（1.5分）

③气相反应物从液相主体扩散到催化剂颗粒外表面的传质过程;（1.5分）

④颗粒催化剂内同时进行反应和内扩散的宏观反应过程（1.5分）

⑤产物从催化剂颗粒外表面扩散到液相主体的传质过程（1.5分）

⑥产物从液主体扩一散到气液界面的传质过程;（1.5分）

⑦产物从气一液界面扩散到气相主体的传质过程。（1分）15.简述在多孔催化剂上进行的气-固相催化反应包括哪几个步骤？(1分)答案：

①反应物从气流主体扩散到催化剂颗粒的外表面;（2分）

②反应物从外表面向催化剂的孔道内部扩散;（2分）

③在催化剂内部孔道所组成的内表面上进行催化反应;（2分）

④产物从内表面扩散到外表面;（2分）

⑤产物从外表面扩散到气流主体。（2分）

第一个和第五个步骤称为外扩散过程，第二个和第四个步骤称为内扩散过程，第二个步骤即本征动力学过程。三、单项选择题16.属于液-固相非催化反应的为（）(1分)A.CaCO3(s)→CaO(s)+CO2(g)；B.FeTiO3(s)+H2SO4(l)→TiOSO4(s)+FeSO4·2H2O(s)；C.NaOH(l)+CO2(g)→NaCO3(l)D.F–T合成方法将煤制成油。答案：B17.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。（）(1分)A.

=0

B.

=1

C.

＞1

D.

＜1答案：D18.对反应（1）A+B→C+D（活化能E1=60kJ/mol）,反应（2）P+R→S+L（活化能E2=100kJ/mol），当温度由于300K升高到500K时，反应速度增加的大小程度为（）。(1分)A.（-rA）1>（-rA）2；B.（-rA）1<（-rA）2；C.（-rA）1=（-rA）2；D.不能确定。答案：B19.全混流釜式反应器最多可能有

个定常态操作点。（）(1分)A.

1

B.

2

C.

3

D.

4答案：C20.下列不属于Langmuir型等温吸附的假定的是

。（）(1分)A.

均匀表面

B.

多分子层吸附

C.

分子间无作用

D.

吸附机理相同答案：B21.脉冲示踪法测定停留时间分布对应曲线为

。（）(1分)A.

E（t）曲线

B.

F（t）曲线

C.

I（t）曲线

D.

y（t）曲线答案：A22.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溶液溶去合金中的Al而形成骨架，这种制备方法是

。（）(1分)A.

溶蚀法

B.

热熔法

C.

沉淀法

D.

混合法答案：A23.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

。（）(1分)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答案：B24.下列属于理想吸附等温方程的是

。（）(1分)A.

Langmuir型

B.

Freundlich型

C.

Temkin型

D.

BET型答案：A25.全混流反应器的容积效率η=1.0时，该反应的反应级数n

。（）(1分)A.

＜0

B.

=0

C.

≥0

D.

＞0答案：B26.(1分)A.COB.CH4C.H2D.H2O答案：A27.对平行反应A→P（n1,E1），A→S（n2,E2）若n1>n2，E1<E2，当温度升高时，中间产物P的收率（）(1分)A.随CA的增大而减小；B.随CA的增大而增大；C.随CA的增大先增加而后减小；D.随CA的增大先增加较多而后增加减慢；E.不能确定。答案：E28.“三传一反”是化学反应工程的基础，下列不属于三传的是

。（）(1分)A.

能量传递

B.

质量传递

C.

热量传递

D.

动量传递答案：A29.下列属于均匀表面吸附等温方程的是（）(1分)A.LangmuirB.FreundlichC.TemkinD.BET答案：D30.下列属于均相反应的是

。（B）(1分)A.

煤炭燃烧

B.

氢气燃烧

C.

离子交换

D.

加氢裂解答案：B31.下列属于非均相反应的是（）(1分)A.乙酸丙酯水解B.氢气燃烧C.HCl与NaOH的中和D.催化裂解答案：D32.下列属于均相反应的是

。（）(1分)A.

催化重整

B.

催化裂解

C.

HCl与NaOH的中和

D.

水泥制造答案：C33.轴向分散模型的物料衡算方程在

式边界条件下有解析解。（）(1分)A.

闭—闭

B.

开—闭

C.

闭—开

D.

开—开答案：D34.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。（）(1分)A.

=0

B.

=1

C.

＞1

D.

＜1答案：C35.下列哪种物质属于绝缘体催化剂

。（）(1分)A.

金属

B.

金属氧化物

C.

金属盐类

D.酸性催化剂答案：D36.属于气-固相非催化反应的为（）(1分)A.CaCO3(s)→CaO(s)+CO2(g)；B.FeTiO3(s)+H2SO4(l)→TiOSO4(s)+FeSO4·2H2O(s)；C.NaOH(l)+CO2(g)→NaCO3(l)D.F–T合成方法将煤制成油。答案：A37.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。（）(1分)A.

间歇式反应器

B.全混流反应器

C.

搅拌釜式反应器

D.

平推流管式反应器答案：D38.下列非催化气—固相反应，属于粒径缩小的缩粒模型的是（）(1分)A.硫化矿的焙烧B.分子筛的焙烧C.氧化铁的还原D.煤炭的燃烧答案：D39.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，因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产能力（）(1分)A.较少量、较小B.较少量、较大C.较大量、较小D.较大量、较大答案：A40.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。（）(1分)A.

=0

B.

=1

C.

＞1

D.

＜1答案：D41.全混流反应器的容积效率η小于1.0时，且随着XA的增大而减小，此时该反应的反应级数n

。（D）(1分)A.

＜0

B.

=0

C.

≥0

D.

＞0答案：D42.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。（）(1分)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.

检测位置答案：C43.下列非催化气—固相反应，属于粒径缩小的缩粒模型的是()。(1分)A.硫化矿的焙烧B.分子筛的焙烧C.氧化铁的还原D.煤炭的燃烧答案：D44.对于可逆放热反应，为提高反应速率应

。（）(1分)A.

提高压力

B.

降低压力

C.

提高温度

D.

降低温度答案：C45.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。（）(1分)A.

=0

B.

=1

C.

＞1

D.

＜1答案：C46.对于绝热操作的放热反应，最合适的反应器为

。（）(1分)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答案：D47.固定床反应器中由于固体催化剂固定不动，所以在操作时存在（）这些特点。(1分)A.床层不能过高；B.粒子直径能太小；C.床层温度易于控制；D.可制成一段式的。答案：A48.全混流反应器的容积效率η大于1.0时，且随着xA的增大而增大，此时该反应的反应级数n

。（）(1分)A.

＜0

B.

=0

C.

≥0

D.

＞0答案：A49.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阻力的主要因素，这种扩散称为努森扩散。（）(1分)A.

0.01um

B.

0.1um

C.

1um

D.

1nm答案：B50.下列哪种物质属于半导体催化剂

。（）(1分)A.

金属

B.

金属硫化物

C.

金属盐类

D.酸性催化剂答案：B51.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

。（）(1分)A.

空时τ

B.

反应时间t

C.

停留时间t

D.

平均停留时间t`答案：A52.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分)A.

0

B.

0.5

C.

1

D.

2答案：C53.全混流反应器中有

个稳定的定常态操作点。（）(1分)A.

1

B.

2

C.

3

D.

4答案：B54.下列属于非均相反应的是

。（）(1分)A.

乙酸乙酯水解

B.

氢气燃烧

C.

HCl与NaOH的中和

D.

催化裂解答案：D55.“三传一反”是化学反应工程的基础，其中所谓的一反是指

。（）(1分)A.化学反应

B.

反应工程

C.

反应热力学

D.

反应动力学答案：D56.下列属于平行反应的是（）(1分)A.氨与氧反应生成一氧化氮，氧化亚氮，氮；B.一氧化碳加氢生成甲醇，甲醇继续反应生成二甲醚；C.乙烯催化氧化生成环氧乙烷，同时乙烯和环氧乙烷深度氧化生成二氧化碳和水；D.醋酸与正丁醇在硫酸催化下生成乙酸正丁酯的反应。答案：A57.下列属于理想吸附等温方程的是()。(1分)A.Langmuir型B.Freundlich型C.Temkin型D.BET型答案：A58.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

。（）(1分)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答案：A59.阶跃示踪法测定停留时间分布对应曲线为

。（）(1分)A.

E（t）曲线

B.

F（t）曲线

C.

I（t）曲线

D.

y（t）曲线答案：B60.对于自催化反应，最合适的反应器为

。（）(1分)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答案：D61.下列属于连串反应的是（）(1分)A.氨与氧反应生成一氧化氮，氧化亚氮，氮；B.一氧化碳加氢生成甲醇，甲醇继续反应生成二甲醚；C.乙烯催化氧化生成环氧乙烷，同时乙烯和环氧乙烷深度氧化生成二氧化碳和水；D.醋酸与正丁醇在硫酸催化下生成乙酸正丁酯的反应。答案：B62.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

的条件下进行实验的。（）(1分)A.

催化剂装置

B.

催化剂装量

C.

进料流量

D.

W/F40答案：D四、判断题63.温度能影响反应速率，是因为它能改变反应的活化能。(1分)答案：错误64.反应的活化能大，在一定温度下反应速率也越大。(1分)答案：错误65.反应速率常数k

与反应物A

的浓度有关。(1分)答案：错误66.质量作用定律只适用于反应物与生成物之间有确定计量关系的化学反应。(1分)答案：错误67.由Arrhenius

公式可知，加快反应速率的惟一方法是升高反应温度。(1分)答案：错误68.-13-1速率常数k的单位为moldm·s的反应级数是2。(1分)答案：正确69.反应速率常数仅与温度有关，与浓度、催化剂等均无关系。(1分)答案：错误70.质量作用定律适用于任何实际上能进行的反应。(1分)答案：错误71.阿仑尼乌斯活化能是反应物中活化分子的平均摩尔能量与反应物分子的平均摩尔能

量之差。(1分)答案：错误72.一定温度下，简单反应的反应速率与反应速率常数和反应物的积成正比。(1分)答案：错误73.温度一定，活化能越大的反应其反应速率常数越大。(1分)答案：错误五、填空题74.三相床体系根据颗粒运动状态可分为滴流床、________、________三种基本形式。(1分)答案：机械搅拌鼓泡悬浮式;鼓泡淤浆床75.某反应的化学计量方程式为A+2B=L+4M，其速率式为-rA=0.5CACB2，假如化学计量式写成A+B=L+2M，该反应的速率式是________。(1分)答案：-rA=0.5CACB276.描述停留时间分布的规律主要是________、________。(1分)答案：停留时间分布函数;停留时间分布密度77.固体催化剂中气体组分的扩散过程主要有________、________和________及________几种形式。(1分)答案：分子扩散;Knudsen扩散;构型扩散;表面扩散78.反应物能同时分别进行两个或多个独立的反应，称平行反应。当初始反应物所生成的产物能进一步反应生成次级产物时，称________。(1分)答案：连串反应79.反应物能同时分别进行两个或多个独立的反应，称________。当初始反应物所生成的产物能进一步反应生成次级产物时，称连串反应。(1分)答案：平行反应80.化工生产中应用于均相反应过程的化学反应器主要有釜式反应器和________反应器。(1分)答案：管式81.分批式完全混合反应器操作的优化分析是以________、生产经费最低为目标进行优化的。(1分)答案：单位时间产量最大82.对于平行反应，提高反应物浓度，有利于级数高的反应，降低反应物浓度有利于________的反应。(1分)答案：级数低83.活化能的大小直接反映了________对温度的敏感程度。(1分)答案：反应速率84.气液鼓泡反应器根据气泡流动的行为，可划分为安________、________、________三个区域。(1分)答案：安静鼓泡区;湍流鼓泡区;柱塞气泡流动区85.催化剂的组成和结构直接影响其性能，其主要组成有________、载体、助催化剂和抑制剂四部分，一个好的催化剂必须具备高的选择性、________、高强度和长寿命等特点。(1分)答案：活性成分;高活性86.生成主产物的反应称为主反应，其它的均为________。(1分)答案：副反应87.描述停留时间分布的规律测定方法主要是________和________。(1分)答案：阶跃法;脉冲法88.化学反应工程中的“三传一反”是指传质、传热、________