反应工程科目知识点考试复习题

反应工程科目知识点考试复习题.

绪论.

1、化学反应工程是一门研究（）的科学。（化学反应的工程问题）

2。（）和（）一起,构成了化学反应工程的核心.〔三传；反应动力学）

3o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

学式来表达个参数间的关系，简称（）。（数学模型）

4O化学反应和反应器的分类方法很多，按反应系统涉及的相态分类，分为：

（）和（）。

5.化学反应和反应器的分类方法很多，按操作方法分为（）操作、（）操作

和（）操作。

6O化学反应和反应器的分类方法很多，按传热条件分为（）、（）和（）.

选择1。（）“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，

2.（）“三传一反”是化学反应工程的基础，下列不属于三传的是。A能量

传递B质量传连C热量传递D动量传递

3.（）按反应器的型式来分类，高径比大于30的为

A。管式反应器B槽式反应器C塔式反应器D釜式反应器

三、判断

lo物理过程不会改变化学反应过程的动力学规律，即化学反应速率与温度浓度

之间的关系并不因为物理过程的存在而发生变化.（）

2.流体流动、传质、传热过程不会影响实际反应的温度和参与反应的各组分浓

度在时间、空间上的分布，最终影响反应结果。（）

四、简答

1.利用数学模型解决化学反应工程问题的步骤？

第一章均相单一反应动力学和理想反应器

1.均相反应是指（）.

2.如果反应体系中多于一个反应物，在定义转化率时，关键组分A的选取原则

是（）。

3o当计量方程中计算系数的代数和等于零时，这种反应称为（），否则称为

（）O

4.化学反应速率式为0二,如用浓度表示的速率常数为=，用压力表示的

速率常数%则‘P=（）/p—。

5o活化能的大小直接反映了（）对温度的敏感程度。

6o化学反应动力学方程有多种形式。对于均相反应，方程多数可以写成（）或

（）O

7o对于反应器的开发根据（）来选择合适的反应器，结合（）和（）两方面特

性来确定操作方式和优化操作条件。

8o物料在反应器的混合，依据停留时间分为（）（）。

9O按返混情况的不同，理想流动反应器可分为（）、（）、（）。

10o在设计和分析反应器时，经常涉及（）、（）、（）、（）四个量。其

中定义为反应器有效容积VR与流体特征体积流率V。之比值为（）。

二、选择

lo其定义为反应器有效容积VR与流体特征体积流率V。之比值的量为（）

A反应时间trB停留时间tC空间时间TD空间速度Sv

2.下列那一项不属于间歇反应器中的非反应时间（）

A投料时间B放料时间C清洗时间D搅拌时间

3O化学反应？2〃一其中化学反应计量系数为+2的是哪种

物质（）AoNOBoH2Co

N2DoH20

4对于一非恒容均相化学反应"I''反应组分A的化学反应速率

()

dnAdn.dC&dC.

A.'VdiBo"\dfCo'dtDo'dt

5.对于反应aA+bB—pP+sS,则，P()(「」)

f-p.—H

AoBoaC.PD„P

6.气相反应，hB、34,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°」=()Ao1/4B.2/3Co—

1/4Do-2/3

7.气相反应")+3〃2-。〃4+〃7进料时无惰性气体，(。与〃：以1：2摩

尔比进料，则膨胀因子"=()Ao-2B.-

1C,1D.2

8o恒温恒压下乙怏气相加氢反应式为:CzHz+IL-C2H*反应开始时初始混合物组

成：川为3m。1,C2H2为为。1,CH4为lmol。则膨胀因子6c2H膨胀率成田2分

别为()

1_1_11

A1,5B-1,5c1,5D—1,5%反应Cq'10T2C%+〃2,

k2.05,则反应级数n=()

A.0B.1Co

2D.3

错误!未指定文件名。8。反应3A-P,已只K=0.15(mol/L)T。Sy,则反应级数n=()

Ao0Bo

1C.2Do3

-1-

9,反应「小"，，，已只K=0。45(mol/L).S,则反应级数n二()o

Ao0Bo

1C.2D.3

IO.对于反应:4+2B=3C+4O则反应物的消耗速率与产物的生成速率之间的关系

为（）

A』

（rfl）

-rl=2（-rs）=3（rc）=4（rD）cri=2二（小）二;

411.若将反应速率写成

_rdcA

一二'一一7『的条件是（）

A恒温B恒压C恒容D绝热

12o某二级液相不可逆反应在初始浓度为5kmol・nf3时，反应到某一浓度需要

285s,初始浓度为lkmol时，反应到同一浓度需要283s,那么，从初始浓

度为5kmol•m-3反应到Ikmol•nT，需要多长时间（）

A2S-1B4S-C6S_1D8S-1

三、判断

lo化学反应计量式中的计量系数与化学反应式中的计量系数相等（）（）

2o化学反应计量式只表示参与化学反应的各组分之间的计量关系，与反应历程

及反应可以进行的程度无关。（）

3.反应器内的物料组成将受到返混的影响（）（）

4.由于存在充分搅拌，所以间歇反应器和全混流反应器一样,都存在返混，只是

返混程度不一样。（）（）

5.任何实际的流动都存在返混，管内流体的流动返混较小,容器内流体的流动返混较大

（）。（）

6o在定常态操作下，连续流动的理想反应器物料衡算中，积累量一项为零

（V）

7.（）间歇反应器的缺点是存在非反应时间，产物损失大，操作费用高，通常

用于产值低、批量大的的产物.（）

8.由于存在辅助工作时间，在相同条件下，间歇反应器所需要的反应体积比平

推流和全混流反应器所需体积小得多（）

9.实际生产中对于流动处于湍流条件下的管式反应器，列管固定床反应器等,常

可按平推流反应器处理（）

10.平推流反应器与间歇反应器的共同之处是他们都不存在返混（）

n.一个化学反应只有一个反应速率，就是以反应程度表示的反应速率。

12o对于式Aa+Bb-cC+Dd,a,b,c,d分别是组分A。B。C.D的化学计量系

数,其中a<0,b<0,c>0,d）00

13.反应程度€描述了某反应进行的程度，它是一个时间的函数.当组分为反应

物时，€）0;而当组分I为产物时，U0O

14.对于任一反应，其反应级数就是其对应在反应式中的计量系数（）

15o反映级数的大小反映了该组分浓度对反映速率影响的敏感度。因此，增大

该组分的浓度必将是化学反应速率增大（）

16o活化能的大小反映了温度对反映速率影响的敏感度。（）

四、简答

1化学反应式与化学计量方程有何异同？化学反应式中计量系数与化学计量方

程中的计量系数有何关系？

2何谓基元反应？基元反应的动力学方程中活化能与反应级数的含义是什么？

何谓非基元反应?非基元反应的动力学方程中活化能与反应级数含义是什么？

3为什么均相液相反应过程的动力学方程实验测定采用间歇反应器？

五、计算

Io气相基元反应A+2B-2P在30℃和常压下的反应速率常数

46-2-12

kc=2.65X10mkmolso现以气相分压来表示速率方程，即(-n)=kPpflpB,求

kP=?(假定气体为理想气体)

解

2.反应A(g)+B(1)-C(l)气相反应物A被B的水溶液吸收，吸收后A与B

生成C。反应动力学方程为：-n=kcACB.由于反应物B在水中的浓度远大于A,

在反应过程中可视为不变，而反应物A溶解于水的速率极快，以至于A在水中的

浓度恒为其饱和溶解度。试求此反应器中液相体积为5m3时C的生成量.已知

3-1-1333

k=lmkmolhr,cBo=3kmol•m_,cA»=0.02kmol•m-,水溶液流量为10mhr-

4o丁烷在700℃,总压为0。3MPa的条件下热分解反应：

C4H10—2C2H4+H2

(A)(R)(S)

即A

--T-=0.24MPOS-1

起始时丁烷为U6kg,当转化率为50%时d7t，求此时

dpKdn5dy

,,

~dF~dr~~dFo

5o在间歇搅拌槽式反应器中，用醋酸与丁醇生产醋酸丁酯，反应式为：

H2SOt

CH3COOH"4H90H->CH3COOC^H9¥H2O

(A)(B)(R)(S)反

应物配比为:A(mol):B(mol)=l:4o97,反应在100℃下进行。A转化率达

50%需要时间为24。6min,辅助生产时间为30min,每天生产2400kg醋酸丁酯

(忽略分离损失)，计算反应器体积。混合物密度为750kg•ml反应器装填系

数为0。75o

6.反应(CH3co)20+H20-2cH3C00H在间歇反应器中15℃下进行.已知一次加

入反应物料50kg,其中(CH3c0)20的浓度为216moi•m-3,物料密度为

1050kg•m-3o反应为拟一级反应，速率常数为k=5.708X107exp(-E/RT)

min-1,E=49.82kJ,mol-1.求xA=0。8时,在等温操作下的反应时间.

8.反应A+B-R+S,已知VR=O。001m3,物料进料速率V°=0。5X10~3mmin

=331-1

CAocBo=5mol,m,动力学方程式为―'rA=kcACB,其中k=100mkmoPmin.求：

(1)反应在平推流反应器中进行时出口转化率为多少？(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VR=0o

001m3,可达到的转化率为多少？

9o有如下化学反应

CH4+C2H2+H2=C2H4+CH4

(I)(A)(B)(P)(I)

在反应前各组分的摩尔数分别为n/lmol；nAo=2mol；nBo=3mol；nP0=0,求化学

膨胀率(用两种方法)。

10.在555K及0.3MPa下，在平推流管式反应器中进行气相反应A-P,已知

进料中含A30%(摩尔分数)，其余为惰性物料，加料流量为6。3mol-s-1,动

力学方程式为一门=0。27CAmol为了达到95%转化率，试求：

⑴所需空速为多少？

⑵反应器容积大小？

Ho某厂生产醇酸树脂是使己二酸与己二醇以等摩尔比在70℃用间歇釜并以

H2s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：

-3-1

-rA=l097x10一3cA2kmol-mmin

其中，CA°=4kmol/T.若每天处理2400kg己二酸，每批操作辅助生产时间为

lh,反应器装填系数为0。75,求：

(1)转化率分别为XA=0。5,0.6,0.8,0o9时，所需反应时间为多少？

(2)求转化率为0。8,0。9时，所需反应器体积为多少？

12.某厂生产醇酸树脂是使己二酸与己二醇以等摩尔比在70℃用平推流反应器

并以HAO,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_1

-rA=l.97X10-3CAkmol-m^'niin

其中，CAO=4kmolm—3.若每天处理2400kg己二酸，计算转化率分别为80%和

90%时所需反应器体积各为多少？

13均相气相反应A-3R,其动力学方程为-n=kcA,该过程185℃,400kPa下在

一平推流反应器中进行，其中k=10Ts\进料量FA°=30kmol/h,原料含50%惰

性气，为使反应器出口转化率达80%,该反应器体积应为多大？

第二章复合反应与反应器选型

一、填空

lo反应系统中同时发生两个或两个以上化学反应时，称该反应系统为（）。

2o复合反应基础类别为（）、（）、（）和（）。

3.化学反应工程学重视（）的概念，强调在反应器中不同（）、不同（）上

的局部浓度可能不相同。这就造成了同一反应发生在不同反应器中会有不同的

结果。

4。工业上常常采用（）的操作方法来控制反应物的合适浓度，以便于控制温

度、转化率和收率，或为提高原料的利用率。

5在一定转化率下，可逆吸热反应的速率总是随着温度的（）而增加。

6o甲苯硝化生成邻位、对位、间位硝基苯的反应是（）

7.平行反应A-P（目的产物），A-S（副产物）均为一级不可逆反应，若

*£«,（）有利于提高选择性Sp

二、选择

1一般情况下，对于反应级数比较大的反应过程，若要求的转化率比较高，就应

当选取（）（）

A全混流反应器B平推流反应器D间歇反应器C全混流与间歇反应器组合

2.平推流反应器并联各支路的最终转化率最高或者达到一定转化率所需反应器

体积最小的条件是（）（）

Ao空间时间11°，512Bo空间时间1「3匕c.空间时间"='2D.空

间时间「1=2T23。对于只能采用釜式反应器（CSTR）的情况，则应采用多釜串

联操作方式（近PFR方式操作），工业上比较经济的串联釜数为（）（）

A2—3个B3-4个C4-5个D5—6个

4。对于图1所描述的反应速率与反应物浓度的关系，宜采用（）反应器

A-.PFR+CSTR

C:CSTR+PFR

5.对于图2所描述的反应速率与反应物浓度的关系，宜采用（）反应器

()

A:PFR+CSTR

C:CSTR+PFR

6o图3为某种反应器中浓度（CJ、转化率（XA）、反应速率（一n）的变化

图，则该图描绘的是那种反应器（）

AAA

M°PIKBTHt呵

a°CSTRDCSTR4TR

'------------------>।------------------>।------------------>

W%%

ivjrAW0/fO0^t£C4qe«-»_AaKHQt■（>EIAK

7。图4为单管循环反应器的示意图，以下那一项不是对该循环反应器的基本假

设（）

A反应器内为为理想活塞流流动B管线内不发生化学反应

C整个体系处于定常态D定义循环比为B,循环比B〉25

FAI

4Tp

8.当循环比4+P-P+P大于多少的时候，即可认为该循环反应器为是等浓

度操作（）

A10B25C40D55

*।

ATP

9.自催化反应A+P,P+P（A2>>AI）假设反应1。2都为基元反应，起始

浓度为CA”CPO,则最大反应速率对应的反应物浓度为（）

A】+〃2（go+Cpo）-〃l+:2（go+CpO）

AoptAopt

AaB右c

,-14）2（孰0"尸0）r_ki，k2（go4~Cpo）

4opf=1叩产7k.

12kJlD10对于自催化反

应，仅从反应器体积最小考虑，最优组合为（）

A：CSTR+PFRB:PFR+分离装置C:CSTR+分离装置D：BR+PFR

n.温度对可逆放热反应的影响要复杂的多，工业上通常选择（），使每一反应

器中物料的浓度与温度都落在最佳温度曲线上.

ACSTR串联BPFR串联CCSTR+PFRDCSTR+分离装置

12.对于平行反应,全混流反应器的平均选择性Sp与瞬时选择性Sp的关系为

（）

A：Sp〉SpBSp〈SpcD以上关系都不对

S—,■I.ni・35・7%

5-0.5

vU/匕（■J）匕（--%）

那・L91）50.9I・OS）

"lxl.9UI.5xl.9p1MO.5♦I.5MO.5:

■I0.Sm1

13.对于平行反应°i4*biBTpP（目的产物）：

k2入

（副产物），在温度不变时，若出〉a2,b）bz时，若要维持较

高的CA、CB,则应优先选用（）

A间歇反应器B平推流反应器C单个全混釜反应器D平推流+全混釜串联

三、判断

lo流体的流动、传质、传热过程会影响实际场所的温度和浓度在时间、空间上

的分布，从而影响反应的结果（）

2.反应体积相同时，平推流反应器可以得到更高的转化率,但是在出口转化率相

同的条件下，全混流反应器的体积小于平推流。

3.在相同进口条件和反应时间下，间歇反应器与平推流反应器中可以得到相同

的反应结果。（）

4.转化率是确定反应器型式的唯一条件（）

5.多釜串联的反应器，由于釜间无返混，所以总空间时间小于单个全混釜达到相同转化率

XAN操作时的空间时间（）

6O对于可逆反应，提高温度总是对反应有利的（）

7o对于平行反应.P4%"18Tpp（目的产物）:

k2

（副产物），在温度不变时，若小2,瓦〉b2,升高浓度，使选

择性降低（）

四、简答

1.动力学方程的实验测定时，有采用循环反应器的，为什么？

为什么可逆吸热反应宜选平推流反应器且在高温下操作,而可逆放热反应却

五、计算

1。有一分解反应

ATP目的产物。-4cA

A-»S付产物《-

其中ki=lh\k2=lo5m3kmCAO=5kmol•nf）cPo=cSo=O,体积流速为

5m3•h：求转化率为90%时：

（1）全混流反应器出口目的产物P的浓度及所需全混流反应器的体积.

（2）若采用平推流反应器，其出口CP为多少?所需反应器体积为多少？

（3）若采用两釜串联，最佳出口CP为多少?相应反应器体积为多少?

—>

4+B

4--R+S

2.在体积VR=O.12m，的全混流反应器中，进行反应，式中

ki=7m3kmolTmirT；k2=3m3kmol_1min_1,两种物料以等体积加入反应器中，一种含

3

208kmolA•m-,另一种含1.6kmolA•mt设系统密度不变，当B的转化率为

75%时,求每种物料的流量.

—►

AP

。丁平皿启士口二士一口"io=0-5k，〃o/•川-3c=0,,

2.可逆一级液相反应，已知“p0；当此

反应在间歇反应器中进行，经过8min后，A的转化率为33.3%,而平衡转化率

是66。7%,求此反应的动力学方程式。

3.平行液相反应

A-PrP=l

AfRrR=2cA

2

A—Srs=cA

-3

已知CAo=2kmol•nT：cAf=Oo2kmol•m,求下列反应器中，CP最大为多少？

⑴平推流反应器；（2）全混流反应器；（3）两相同体积的全混流反应器串联，

3

cAi=lkmol•mO

dxA

4.某气相基元反应:A+2B-P已知初始浓度之比CAO：CB°=1：3,求dt的关系

式。

解

第三章非理想流动反应器

lo物料在反应器内不仅有空间上的混合而且有时间上的混合,这种混合过程称

为（）.

2o流体在反应器内的停留时间分布的定量描述：分别是两个函数（）、（）

和两个特征值（）、（）O

3o按返混程度对反应器分类，反应器分为（）、（）、（）。

4停留时间分布规律的实验测定的基本方法是示踪法，目前示踪讯号输入的方

式有两种分别是（）、（）。

二、选择

1.实际反应器的返混程度介于()

A0B+8C-8D(0,+8)

2O描述停留时间分布的函数有()

A.F(t),E(t)B.F(t),6(t)CoE(t),6

(t)D.F(t),E(t),6(t)

3O停留时间分布函数F(t)的定义式为()

A.F(t)=dF(t)/dtB.F(t)=dF(t)/dF(8)CoF(t)=Nt/N„DoF

(t)=N==/Nt

4o停留时间分布密度函数为（）

A.E(t)=Nt/N„BoE(t)=N„/NtC.E(t)=dF(t)/dtDoE

(t)=dt/dF(t)

5o停留时间分布函数F（t）,当土=8时，F（8）为（）

A0B1C8D—1

6O停留时间分布规律的实验测定方法有（）

A.阶跃法和脉冲法B.阶跃法和示踪法

Co脉冲法和不踪法Do脉冲法和注入

法

第四章气固相催化反应本征动力学

lo气固相反应是指反应物和产物为（）相，催化剂为（）相。

2o能改变化学反应的历程，尽管它参与了反应，但其质和量在反应前后维持不

变，这种物质被称为（）.

3.当催化剂与原料形成的混合物是同一项时，该反应过程称为（）；若催化剂

与原料并非同一项，则称为（）；如原料为气相，而催化剂是固相是,该反应

过程为（）.

4.固体催化剂是由（）、（）、（）和（）组成。

5O工业催化剂所必备的四个主要条件是：（）、（）、（）、（）.

6.由过程（）、（）、（）表现的速率称本证反应速率.

7.化工中广泛使用的固体催化剂按其化合形态、电子性质及其在催化作用中的

电子因素分为三类：（）、（）、（）.

8.气体在固体表面上的吸附中物理吸附是靠（）结合，而化学吸附是靠（）

结合的。

9.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

子层的。

10吸附过程的表观速率为（）与（）之差。

11.较著名的吸附模型有（）、（）、（）.

12.对于理想表面的催化动力学模型，所需确定的参数是（）常数和（）常数。

13o对冥函数型模型，所需要确定的参数是（）常数和（）.14气固相催化

反应的本证动力学方程一般为（）、（）

二、选择

1、下列哪种物质属于半导体催化剂（）

A.金属Bo金属硫化物Co金属盐类Do酸性

催化剂

2o催化剂的比表面积是指单位质量催化剂具有的表面积（m2.g"）o工业上可

按比表面积的大小，将载体分为三类，其中中比表面积的大小为（）

A（1m2•g-1B<10m2•g-1C<50m2•g-1D<100m?•g-1

3.在测定孔容和催化剂颗粒的孔隙率的试验中，用活性二氧化硅（1.4s4。6mm

大小的颗粒）样品得到如下数据：催化剂样品质量101。5g；被样品置换的氮

气体积45。1cm3；被样品置换的汞的体积为82.7cm.则该样品的空容和孔隙

率为()。

A0.371cm3,0o455B0。471cm3,g:0。455C0.371cm3,g-1,0。555

D

0.471cm3•g-1,0o555

4O体积当量直径为()

1/21/3

Aodv=(6Vs/n)Bodv=(6Vs/Ji)Codv=(Ss/Ji)

1/2173

Dodv=(Ss/Ji)

5面积当量直径为()

1/21/31/2

Aods=(6Vs/n)Bods=(6Vs/JT)C.ds=(Ss/Ji)Do

ds=(Ss/n)1/3

6o下列不属于Langmuir型等温吸附的假定的是()

Ao均匀表面B.多分子层吸附Co分子间无作用Do

吸附机理相同

7认为吸附活化能邑，脱附活化能也以及吸附热q与覆盖率0呈线性函数关系

的吸附模型是()

A兰格缪尔吸附模型B焦姆金吸附模型C弗洛德里希吸附模型DGibbs吸附模

型

8o认为吸附活化能降脱附活化能Ed以及吸附热q与覆盖率0呈非线性函数

关系，而是对数函数关系的吸附模型是()

A兰格缪尔吸附模型B焦姆金吸附模型C弗洛德里希吸附模型DGibbs吸附模

型

9.下面哪一个不是双曲型(Hougen—Watson)型本征动力学方程的假设()

A在吸附、反应、脱附三个过程中必有一个最慢，这个最慢的步骤被称为控制

步骤，代表了本征反应速率；

B除控制步骤外的其它步骤均处于平衡状态

C吸附和脱附都可以用Langmuir吸附模型描述。

D吸附和脱附都可以用焦姆金吸附模型描述

lOo消除外扩散阻力的影响主要是减少外扩散阻力，使气膜阻力可忽略，下列措

施那一项可以消除外扩散的影响（）

A:升高温度B增大压力C加入惰性气体D加大气流的线速度

11内扩散影响的大小，主要取决于（）

A催化剂的孔隙率B催化剂的比表面积C催化剂的孔容D催化剂的颗粒直径

三、判断

lo无论平衡常数大小，催化剂都能发挥作用（）

2o在筛选催化剂时,若进行正反应的条件苛刻，则可以从逆反应着手进行研究

0

3o催化剂有良好的选择性，它可以选择地加速某一反应，而不加速另外的反应.

（）

4O催化剂可以改变化学平衡的关系（）

5.催化反应与非催化反应自由能的变化值是相同的。

6o测量催化剂表面积的标准方法是基于气体在固体表面上的化学吸附（）

7.在吸附、反应、脱附三个过程中必有一个最快，这个最快的步骤被称为控制

步骤，代表了本征反应速率（）

8o内循环反应器和外循环反应器都可以看做无梯度反应器（）

9.内循环无梯度反应器就是全混流反应器（）

第五章气固相催化反应宏观动力学

1.宏观反应速率与其影响因素之间的关系成为（）

2o宏观反应速率是在本征反应动力学上讨论的，它着重讨论三方面的问题：

（）、（）、（）O

3o一般工业催化剂内气体扩散的三种形式是（）、（）、（）.

4o气一固相催化反应的内扩散模数（）它是表征内扩散影响的重要

参数。。

5.希勒模数实质上是以颗粒催化剂体积为基准时，（）与（）的比值。（最大

反应速率、最大内扩散速率）

6o传质系数反映了（），对传值系数的影响极大。

7。传值系数越小，传质阻力（）.

8.催化剂失火的原因和类型很复杂，大致可分为（）、（）、（）。

二、选择

1.宏观反应速率与本征反应速率之间存在的关系是（）

Vs

=)Jd%］也

A0B(-RA)=0C

Vs

(-Rd)—VsVs

"fdVs

D(-RA)=02o分子扩散阻力主要是由分子

间的碰撞所致，当孔径d。与分子的平均自由行程人满足什么关系是为分子扩

散()

dd<Qioo-drn<50-d^Q>100-drn>50

A入B4C4D3o克怒森扩散的主要阻力

是为分子与孔壁的碰撞所致，当孔径d。与分子的平均自由行程人满足什么关

系是为分子扩散()

do4od（）

A0o1B<0.1COo1<<100DA>ioo

4。综合扩散是给定的孔道中某一浓度范围内，即存在分子扩散,也存在克怒森

扩散，当孔径d。与分子的平均自由行程人满足什么关系是为综合扩散()

dd>no.io.i>d-Ar>iod-nr>iooi>d^o>io

A100)4B4C1000)4D45.当希

勒模数"s在什么范围内，效率因子内扩散过程已无影响.()

A：巾叙0.6B巾SV0.5C巾$<0。3D巾叙0.4

6.当希勒模数值在什么范围内，化学反应速率远大于扩散速率，宏观反应速率

1

受内扩散控制，此时效率因子中5()。

7.A牝〉3B牝〉5C牝〉7D牝〉9

7.气固催化反应的内扩散模数"'1-,其中L为特征长度，若颗

粒为圆柱形则L=().

A.厚度/2BoRCoR/2DoR/3

8.图5反映了不同形状的催化剂效率因子随希勒模数的关系，以下结论正确的

是

A：对

翻霍因子计

1^.0

B：对不同形状的便化周

华蹩率因子计算式第

冷嚼勒模数取值相同时，球形催化

彩^嘉相同时,片型催化

剂的效率因子更小。

9o对于气固相催化平行反应A—P（目的产物），反应级数为m,A-*S（副

产物），反应级数为n,当存在内扩散影响时,瞬时选择性SP增大还是减小取决于

两个反应级数只差，以下结论正确的是（）

A：m=n时，瞬时选择性SP下降Bm〉n时，瞬时选择性SP下降

C:m〈n时，瞬时选择性Sp上升Dm〉n时，瞬时选择性Sp上升

10图6是宏观反应速率在不同控制步骤下的示意图，其中“2”过程由什么控

制（）

图6宏观反应速率在不同控制步骤下的示意图

A外扩散控制B内扩散控制C内外扩散同时控制D动力学控制

11.通常情况下,在气固催化反应中，反应物A的浓度（）

Ao《L〉「Ji，B.「〉Co

D.Ou〉'1」「〉61^12.气固相催化宏观反应过程中，当化学动力学

控制时，反应物A的浓度。

A.CAg>C，S=C1C,B。CAg=CAS〉CACC。CACyCAgy

f；

CMDO.i0C”〉C11/13o气固相催化宏观反应过程中，当外扩散控

制时，反就物A的浓度（A）

A.gg>CisBoC.4S〈CicCoD.。'9七

C/C14由于流体与颗粒外表之间存在层流边界层，造成流体的浓度与颗粒外表

面浓度（）

Ao相同Bo不同Co增大Do减小

15o石油化工中催化反应的“结炭〃和碑化物可与轨催化剂生成挥发性的

V205Ms205气体将〃205带走两种催化剂失火原因分别属于（）

A物理中毒，结构变化B物理中毒，化学中毒C化学中毒，结构变化

D物理中毒，暂时性中毒

三、判断

lo对于气固相催化反应，本征动力学的研究更具有实际和重要的意义（）

2.分子扩散阻力主要是分子与孔壁的碰撞所致（）

3o综合扩散是即存在分子扩散，也存在克怒森扩散（）

希勒模数的数值反映出过程受化学反应及内扩散过程影响的程度（）

4O希勒模数值越小，说明扩散速率相对于反应速率越大，宏观反应速率受扩散

的影响越小，过程属于反应动力学控制（）

5o内扩散对复合反应的选择性无影响（）

6.催化剂一旦失活，就不能再使用。

四、简答

lo固体催化剂有哪几部分组成，一个好的固体催化剂须具备哪些特点？

2.何为宏观动力学，宏观动力学主要讨论那几方面的内容？

3.实验室中欲测取某气固相催化反应动力学,该动力学方程包括本征动力学与宏

观动力学方程，试问如何进行？

4.什么是宏观反应速率的定义式？什么是宏观反应速率的计算式?两者有何异

同？

五、计算

1.异丙苯在催化剂上脱烷基生成苯，如催化剂为球形，密度为PL1。06kg-m-

3,空隙率ep=0.52,比表面积为Sg=350m2g\求在500℃和101。33kPa,异丙苯

在微孔中的有效扩散系数，设催化剂的曲折因子T=3,异丙苯-苯的分子扩散

系数口福=0。155cm't。

解

2o在硅铝催化剂球上,粗柴油催化裂解反应可认为是一级反应，在630C时，

该反应的速率常数为k=6。OlsT,有效扩散系数为。=7。82><10一%11%-1。，试

求颗粒直径为3nlm和1mm时的催化剂的效率因子.

3.常压下正丁烷在银铝催化剂上进行脱氢反应。已知该反应为一级不可逆反

应。在500℃时，反应的速率常数为k=0.94cm3sTgcJ，若采用直径为0。32cm

的球形催化剂，其平均孔径d°=l.1X10%,孔容为0.35cm3gT,空隙率为0。

36,曲折因子等于2。0o试计算催化剂的效