化学反应工程期末复习题

名词解释连续操作；间歇操作均相反应基元反应；非基元反应收率；选择性平行反应；串联反应绝热操作；非等温操作稳定的定态；不稳定的定态平推流；全混流非理想流动拟均相一维模型；拟均相二维模型临界流化速度填空题1、化学反应的操作方式分为、和。2、和都可以表征反应变容的程度。3、对于反应aA+bB→pP+sS，则rP=_______rA。4、若τ=4h，意味着在规定的条件下，。5、反应物A的水溶液在等温CSTR中进行二级反应，出口转化率为0.4，现改在等体积PFR中进行，则出口转化率为。6、对于一级不可逆反应，采用多级全混流反应器串联时，要保证总的反应体积最小，必需的条件是。7、若有一气相反应A→2P，若开始时的反应物除A以外还有50%的惰性物质，在恒压的情况下发生该反应，则该反应的膨胀率为。8、SV=2h，意味着在规定的条件下，。9、根据示踪剂的输入不同，测定停留时间分布的方法主要分为___________和___________。10、E(t)dt的物理意义是______；停留时间分布的密度函数E（θ）=_______E（t）。11、以若干分子所组成的流体微团作为单独的运动单元的流体称为_______；当反应级数n＜1时，宏观流体具有比微观流体_______的出口转化率。12、反应器选型的目标函数，若是单一反应，则是；若是复合反应，则是。13、反应物A的水溶液在等温PFR中进行二级反应，出口转化率为0.5，若反应体积增加到4倍，则出口转化率xAf=。14、当分子扩散的平均自由程大于催化剂微孔直径时，分子在微孔中的扩散为。努森扩散15、一级连串反应A→P→S在全混流釜式反应器中，则目的产物P的最大浓度CP,max＝___________、τopt＝__________。16、从反应器停留时间分布测定中求得无因次方差，=0.98，反应器可视为。又若求得无因次方差，=0.02，则该反应器可视为。17、工业催化剂所必备的三个主要条件是、和；还有。18、流化床回收颗粒最通用的设备是。是非判断题1、反应装置的结构型式大致可分为管式、塔式、釜式、固定床、移动床和流化床等各种类型。2、动力学方程的型式有两种：幂数型和指数型。3、活化能的大小直接反映了反应速率对温度变化的敏感程度。4、无论反应动力学为何级和反应器是如何组合，研究-rA对CA曲线的形状是确定装置最优排列的最好方法。5、贝克莱数Pe，它的倒数是表征返混大小的无量纲特征数，则Pe越大，返混越小，所以Pe=0及Pe=∞分别代表两种理想流动平推流与全混流的情况。6、气体分子的扩散可分为分子扩散和努森扩散。其中分子扩散的阻力是由于分子间的碰撞造成的。7、固定床反应器分为绝热床反应器和换热式反应器，其中绝热床反应器又分为单层绝热床和多段绝热床。8、流化床反应器在开发与放大时应考虑催化剂性能和床层结构的问题。9、关于气液相间的传质理论主要有双膜理论、溶质渗入理论和表面更新理论。问答题气-固相催化反应的具体步骤是哪些？其中属于外扩散过程的有哪些？属于内扩散过程的有哪些？本征动力学阶段的的有哪些？产生非理想流动的原因?间歇反应器、平推流反应器和全混流反应器的特点分别是什么？何为停留时间分布函数与停留时间分布密度函数？产生非理想流动的原因？计算题1、在400K之下，某气相反应速率表达式为：MPa/h问：（1）速率常数的单位是什么？（2）如速率方程式表达为mol/（l·h）时速率常数等于多少？2、一有效容积为0.75m3的搅拌釜反应器，其内设置有换热面积为5.0m2的冷却盘管。现欲利用该反应器进行的一级不可逆液相反应，其速率常数k＝1.1.0788exp[-5525.9/T](h-1)，反应热(-△Hr)＝20921J／mol-A，原料液中A的浓度CA0=0.22mol/l，不含R。此原料液的密度ρ＝1050g／l，定压比热CP=2.929(J／g·℃)。要求原料液的进料速率为ν0=3m3／h，反应器出口液中CA＝0.04mol/l。经实验测得器内换热器的总括传热系数U=209.2kJ/[m2·h·℃]。所用的冷却介质的温度为25℃。试求满足上述反应要求所需的反应温度以及料液的起始温度T0。（）k1k23、一级串联反应APS(-rA)=k1CA，rP=k1CA-k2CP式中A表示C6H6，P表示C6H5Cl，S表示C6H4Cl2。已知k1=1，k2=0.5，CA0=1mol/L，CP0=CS0=0。求：（1）在平推流反应器中，τ=1；（2）在单个CSTR反应器中，τ=1；（3）在两釜串联反应器中，τ1=τ2=1；（4）若两釜串联反应器中，τ1=τ2=0.5.求上述情况下，最终产物中CP/CS各为多少？4、在直径10cm，长6.36m的管式反应器中进行等温一级反应AB，反应速率常数k=0.25/min，脉冲示踪实验结果如下：时间t/min0123456789101214c/(g/m3）01581086432.21.50.60试分别以（1）闭-闭式边界的扩散模型；（2）多釜串联模型；（3）平推流模型；（4）全混流模