化学反应工程复习资料

1、.化学反应工程复习资料一填空1.理想反应器是指_、_。2. 全混流反应器的返混 _。平推流反应器的返混为 _。3. 反应器物料的停留时间的分布曲线是通过物理示踪法来测定的，根据示踪剂的输入方式不同分为_、 _ 、_。4. 平推流管式反应器tt 时， E（ t ）=_。；平推流管式反应器tt 时， E（ t ）=_。；平推流管式反应器 tt 时， F（ t ） =_ 。；平推流管式反应器t t 时， F（ t ）=_。25. 平推流管式反应器其E（）曲线的方差_。；平推流管式反应器其E（ t ）曲线的方2差t_。26. 全混流反应器t=0 时 E（ t ）=_。；全混流反应器其E（）曲线的方差_

2、。；全2混流反应器其E（ t ）曲线的方差t_。7. 催化剂“三性”是指、和。8. 凡 是 流 体 通 过 不 动 的 固 体 物 料 所 形 成 的 床 层 而 进 行 反 应 的 装 置 都 称 作 _。9.化学反应过程按操作方法分为 _、 _、 _ 操作。10.化学反应工程中的“三传一反”中的三传是指_ 、_、_ 。11.化学反应的总级数为n，如用浓度表示的速率常数为K C，用逸度表示的速率常数K f，则K C =_ K f 。12. 在构成反应机理的诸个基元反应中，如果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 _。13. 一级

3、连串反应 AK 1K2P 的最大浓度PS在全混流釜式反应器中，则目的产物CP ,max_、 opt_。14. 一 级 连 串 反 应 AK 1K 2PS在 平 推 流 反 应 器 中 ， 则 目 的 产 物 P 的 最 大 浓 度CP ,max_、topt_。.15.全混流反应器的空时是_与 _之比。C A17.脉冲示踪法测定停留时间分布C0对应曲线为 _。C A18.阶跃示踪法测定停留时间分布C0对应曲线为 _。19. 在轴向分散模型中，模型的唯一参数彼克莱准数Pe _。20. 在轴向分散模型中，模型的唯一参数彼克莱准数愈大轴向返混程度就_。21. 对于恒容的平推流管式反应器 _、 _、 _

4、一致。22. 非理想流动模型包括 _、 _、 _。23.某反应速率常数的单位为m3 / (mol h )，该反应为级反应。24.多 釜 串 联 模 型 的 模 型 参 数 为， 轴 向 扩 散 模 型 的 唯 一 模 型 参 数为。25.完 全 混 合 反 应 器 （ 全 混 流 反 应 器 ） 内 物 料 的 温 度 和 浓 度， 并 且反应器出口物料的温度和浓度。26. 在均相反应动力学中，用实验数据求取化学反应速度方程式的最主要的方法为和。1.0ARS27.多级 全混釜 串 联模 型 当釜数N=为全混流，当 N=为平推流。0.828. 各种操作因素对于复杂反应的影响0.6C/C A00.

5、4虽然各不相同，但通常温度升高有利于活化能高的反应的选择性， 反应物浓0.2度升高有利于反应级数的反应的选择性。00.20.40.60.81.0 29. 对于反应 A2 B2R ，各物质反应XA速 率 之 间 的 关 系 为 (-r A) ： (-r B ) ： rR。30.某反应的计量方程为 AR S ，则其反应速率表达式。31.物质 A 按一级不可逆反应在一间歇反应器中分解，在 67 时转化 50 需要 30 min,而在 80 时达到同样的转化率仅需20 秒，该反应的活化能为。.32.下图是某连串反应在各转化率下的产物浓度分布曲线，那么当转化率达70% 时，中间产物R的化学反应工程定义总

6、收率为，按炼厂或化工厂惯用的收率和选择性的定义，在该转化率条件下的收率是，选择性是。33.反应器的型式主要为式、式、床和床。34.间歇釜式反应器有效体积不但与有关，还与有关。38. 气体在固体表面上的吸附中物理吸附是靠_结合的，而化学吸附是靠 _结合的。35. 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。36. 对于气固相催化反应，要测定真实的反应速率，必须首先排除_和 _的影响。37.催化剂在使用过程中，可能因晶体结构变化、融合等导致表面积减少造成的_失活，也可能由于化学物质造成的中毒或物料发生分解而造成的_失活。38.催化作用的本质是参与反应，降低反应，提高反

7、应，因而在工业化生产时能提高、降低。39.空时：。40.空速：。41.停留时间：。42.转化率：。43.选择性：。44.收率：。45.寿命分布：。46.年龄分布：。47.反应进度：。48膨胀因子：。49.颗粒密度：。.50.床层密度：。51.真密度：。52.孔隙率：。53.比表面积：。54.孔容：。55.内扩散有效因子：。56.外扩散有效因子：。57.返混：。58.期望：。59.方差：。60.本征动力学：。53.宏观动力学：。54.孔容：。55.寿命因子：。二选择题1. 气相反应 CO+3H2CH +H O进料时无惰性气体，CO与 H 以 1 2摩尔比进料，则膨胀因422子 co= _。A.

8、-2B. -1C. 1D. 22. 一级连串反应 AK1K 2S在间歇式反应器中，则目的产物P的最大浓度 CP,max=P_。K1K2CA0KK 2C A0CA0 ()K2 K1C A0 (2KKK 21 / 22)21( K1 / K2 )1 / 212A.B.( K 2 / K 1)1C.K 1D.3. 串联反应 A P（目的） R + S，目的产物 P与副产物 S的选择性 S =_。PnPnP 0nPnP 0n Pn P 0nPnP 0A.nA 0nAB.nA 0C.n Sn S 0D.nRnR 04. 对于一级恒容和一级变容不可逆反应，下面叙述正确的是。.A. 在同一平推流反应器内、在

9、同样条件下进行反应，反应的转化率是一样的；B. 在同一全混流反应器内、在同样条件下进行反应，反应的转化率是一样的；C. 在同一间歇式反应器内、在同样条件下进行反应，反应的转化率是一样的；D. 在同一平推流反应器或间歇式反应器内、在同样条件下进行反应，反应的转化率是一样的5. 对于反应级数n0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6. 一级不可逆液相反应 A 2R，CA0=2.30 kmol/m 3， 出口转化率 xA =0.7，每批操作时间t+t 0=2.06 h ，装置的生产能力为5000

10、0 kg产物 R/天， M R=60 ，则反应器的体积V 为 _m3。A. 19.6B. 20.2C. 22.2D. 23.47. 在间歇反应器中进行等温一级反应A B， -r A =0.01C A mol/l s，当 CA0=1 mol/l 时，求反应至CA=0.01 mol/l 所需时间 t=_秒。A. 400B. 460C. 500D. 5608. 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( K 2 / K 1 )ln( K 1 / K 2 )ln( K 2 / K 1)1A.K 2 K 1B.K 2K 1C.K1K 2D.K

11、1 K 29. 分批式操作的完全混合反应器非生产性时间t 不包括下列哪一项 _。0A. 加料时间B. 反应时间C. 物料冷却时间D. 清洗釜所用时间10. 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。A. =0B. =1C. 1D. 111. 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。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12不属于气固相催化反应固定床反应器拟均相二维模型的特点是_。A. 粒子与流体间有温度差B. 粒子与流体间无温度差C. 床层径向有温度梯度D. 床层轴向有温度梯度13. 对于一个气固相催化反应，减小外扩散和内扩散

12、影响的措施正确的是。A. 提高反应器内气体的流速，减小催化剂颗粒的直径；B. 降低反应器内气体的流速，减小催化剂颗粒的直径；.C. 降低反应器内气体的流速，增大催化剂颗粒的直径；D. 增加催化剂颗粒的直径，提高反应器内气体的流速。14.对于反应 aA + bBpP + sS ，则 rP _ (rA ) 。ppa| a |A.| a |B.aC.pD.p15.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. 2/316. 气相反应2A + B 3P + S进料时无惰性气体，A 与B 以 2 1 摩

13、尔比进料，则膨胀因子A =_。（ C）A. 1B.1/2C. 1/2D. 117.气相反应 N 2 + 3H 22NH 3 进料时无惰性气体，N2 与 H 2 以 2 3 摩尔比进料，则膨胀因子 H 2 =_。A. 1B.2/3C. 2/3D. 118.化学反应速率式为r AK CC A CB ，如用浓度表示的速率常数为K C ，用压力表示的速率常数为KP ，则 KC =_ K P 。A.( RT) ( )B.(RT) ( )C.(RT) ( )D.(RT )19.化学反应速率式为rAK C C A CB ，如用浓度表示的速率常数为K C ，用压力表示的速率常数为 K P ，则 K P =_

14、K C 。A.( RT)B.(RT) ()C.(RT ) ( )D. (RT ) ( )20.反应 C4H 102C2H 4+H 2 ， k2.0s 1，则反应级数 n=_。A. 0B. 1C. 2D. 321.反应 A + B C，已知 k0.15s 1，则反应级数 n=_。A. 0B. 1C. 2D. 322.反应 3A P ，已知 k0.15mol / ls，则反应级数 n=_。A. 0B. 1C. 2D. 323. 串联反应 A P （目的） R + S ，目的产物 P 的得率 X P =_。nPnP0nPnP 0n Pn P 0nPnP 0A. nA 0nAB.n A0C.n Sn

15、S 0D.nRnR 0.24. 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 =_。nPnP0nPnP 0n Pn P 0nPnP 0A. nA 0nAB.n A0C.n Sn S 0D.nRnR 025. 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 / K 1 )A. K 2 K1B.26. 一级连串反应AC P ,max_。ln( K1 / K 2 )K 2K1K1K2Pln( K2 / K 1 )1C.K 1K 2D.K 1K 2S在全混流釜式反应器中，则目的产物P 的最大浓度K1K

16、2C A0K 2K 2CA 0CA0 ()K 2 K 1)K2 K12K 2( K2 / K 1)1 / 212C A0 ( K 1 / K1 / 21A.B.C.K 1D.2 )27.一级连串反应AK 1PK2S 在平推流管式反应器中，则目的产物P 的最大浓度C P ,max_。K1K 2C A0K 2K 2CA 0CA0 ()K 2 K 1)K2 K12A.K 2B.( K 2 / K 1)1 / 212C A0 (D.( K 1 / K1 / 21C.K 12 )28. 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t opt_。1ln( K 1 / K

17、 2 )ln( K 2 / K1 )ln( K 2 / K 1 )A.K 1K 2B.K 2K1C.K 1K 2D.K 2 K 129.一级连串反应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t opt_。1ln( K 1 / K 2 )ln(K 2/ K 1 )ln( K 2 / K 1)A.K 1K 2B.K 2K1C.K 2K 1D.K1K 230. 分批式操作的完全混合反应器非生产性时间t0 不包括下列哪一项 _。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31. 在间歇反应器中进行等温二级反应A B ，r A 0.01C A2 mol /

18、 l s ，当 C A0 1mol / l 时，求反应至 C A0.01mol / l 所需时间t=_ 秒。A. 8500B. 8900C. 9000D. 9900.32.在间歇反应器中进行等温一级反应A B ，rA0.01C A mol / ls ，当 C A 01mol / l 时，求反应至 C A0.01mol / l 所需时间 t=_ 秒。A. 400B. 460C. 500D. 56033.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B. 反应时间 tC.停留时间 tD.平均停留时间 t34. 脉冲示踪法测定停留时间分布对应曲线为_。A. E （ t ）曲

19、线B. F（t ）曲线C. I（ t ）曲线D. y（t ）曲线35. 阶跃示踪法测定停留时间分布对应曲线为_。A. E （ t ）曲线B. F（t ）曲线C. I（ t ）曲线D. y（t ）曲线36. 平推流流动的E（ t ）曲线的方差2_。A. 0B. 01C. 1D. 136. 全混流流动的E（ t ）曲线的方差2_。A. 0B. 01C. 1D. 137“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38. 下列属于平行反应的是_。A. A + B PB.AP(主)ABPAPBRC.S(副)D.A + B P = R + SP

20、(主)39.如果平行反应S(副) 均为一级不可逆反应， 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40. 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。A. 0.01umB. 0.1umC. 1um41. 催化剂颗粒扩散的无因次扩散模数_之比。D. 1nmm1SRk V C S / D e 值的大小反映了表面反应速率与A. 扩散速率B.外扩散速率C.内扩散速率D.实际反应速率242.四只相同体积的全混釜串联操作，其无因次停留时间分布的方差值为().A 1.0B. 0.25C0.50

21、D 043包括粒内微孔体积在内的全颗粒密度称之为()A 堆 (积 )密度B颗粒密度C真密度D 平均密度44、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 B. 反应时间 tC. 停留时间 tD. 平均停留时间45、不属于气固相催化反应固定床反应器拟均相二维模型的特点是_ _ 。A. 粒子与流体间有温度差B.粒子与流体间无温度差C. 床层径向有温度梯度D.床层轴向有温度梯度46、不属于气固相催化反应固定床反应器拟均相二维模型的特点是_ _ 。A. 粒子与流体间有浓度差B.粒子与流体间无浓度差C. 床层径向有温度梯度D.床层径向有浓度梯度47、下列哪一项不属于流化床反

22、应器按深度而分的第级模型的特点_ _ 。A. 各参数均为恒值B.参数值不随床高而变C. 参数值与气泡大小无关D.参数值与气泡大小有48. 某 一级简单反应，关键组分的转化率为95%，收率为 80%，其目的产 物的选择性为。A.76%B. 80%C.95%D条件不足，无法确定49. 在催化反应过程中，下面那一个是正确。A. 催化剂颗粒越小，表面积越大，反应速率越大B. 催化剂颗粒越大，床层的压降越小，反应速率越大C. 催化剂颗粒越小，梯尔模数越小，内扩散对催化反应速度的影响越大D. 釜式反应过程中，搅拌速度越大，外扩撒对催化反应的影响越大50. 下面对催化反应外扩撒的影响正确的是。A. 气固相催

23、化反应中，气速越大，对外扩撒影响越小B. 气固相催化反应中，气速越大，对外扩撒影响越大C. 气固相催化反应中，催化剂颗粒越小，对外扩散影响越小D. 气固相催化反应中，催化剂孔隙率越大，对外扩散影响越小。四、证明及计算1. 在平行反应.LAMN其中L 为目的产物，在等温操作中证明，采用PFR；采用CSTR则2 有如下平行反应1PA2S3TP 为目的产物， 各反应均为一级不可逆放热反应，反应活化能依次为E2E1E 3，kj0 为 j 反应的指前因子，证明最佳温度：3. 在 Pt 催化剂上进行异丙苯分解反应：C H CH (CH ）C HC H65326636以 A,B 及 R 分别表示异丙苯，苯及

24、丙烯，反应步骤如下：（ 1） AA（ 2） ABR（ 3） BB若（ 2）步为速率控制步骤，试推导异丙苯分解的速率方程。4.在银催化剂上进行乙烯氧化反应2C2H 4+O 22C 2H4O以 A ，B 及 R 分别表示 C2H4， O2 及 C2H4O，反应步骤如下：（ 1） AA(2)（ 3）(表面反应 )（ 4）若表面反应为速率控制步骤，试推导动力学方程。.5. 气固相催化反应： A+B=C ，其反应机理如下：A+ A B+ BA +BCCC+假定符合Langmuir 均匀吸附模型，试分别推导动力学方程：（1）A 吸附控制； 2 、C 脱附控制；3 表面反应控制。6.在气固相催化剂表面进行下

25、列气相可逆反应：A+B=R其反应机理为：A+ 1 A 1B+ 2 B 2A 1+ B 2 R1+ 2(速率控制步骤)R 1 R+1试用 Langmuir 均匀吸附模型导出该反应的本征动力学方程。7. 丁烯在某催化剂上反应的到丁二烯的总反应为C4H 8(A)= C 4H6(B)+ H 2(C)假设反应按如下步骤进行：A+ AA B +CBB+ 假定符合均匀吸附模型，试分别推导动力学方程：1）A 吸附控制；2B 脱附控制；3 表面反应控制。8.如图所示ABC 为某可逆放热气-固相催化反应平衡曲线，DEF 为最佳温度曲线，回答下列问题：xADGMNBECHFT（ 1）D 、 E、 F 三点，哪一点的

26、反应速率最大？哪一点反应速率最小？（ 2）A 点与 B 点哪一点的反应速率大？（ 3）G、 M 、 E、 N 各点中，哪一点的反应速率最大？（ 4）D 、 G、 H 各点中，哪一点反应速率最大？（ 5）G 与 M ，哪一点的反应速率最大？xD（ 6）M 与 N 点的反应速从图上相对位置，能否判断ANM率相对大小？CB.9在 T- x 图上，为平衡曲线，为最佳温度曲线，AMN为等转化率曲线，指出最大速率点和最小速率点。BCD 为等温线，指出最大速率点和最小速率点。10. 某催化反应在 500下进行，已知本征反应速率A=7.69610-5mol/(g s)（式中Arp的单位为 MPa），催化剂为p

27、3 ，颗粒外表面A 的分压5mm 5mm 圆柱体， =0.8g/cmp =0.101325MP ，粒内组分 A 的有效扩散系数。求催化剂的内扩散有效Aa因子。12 异丙苯在催化剂上脱烷基生成苯，P-3，空隙率 P，如催化剂为球形， 密度为 =1.06kgm=0.52比表面积为 S2 -1 ，求在 500和 101.33kPa，异丙苯在微孔中的有效扩散系数，设催g=350m g化剂的曲折因子=3，异丙苯 - 苯的分子扩散系数 D AB =0.155cm2 s-1。13.已知某均相反应，反应速率， k=17.4 ml/(mol min) ，物料密度恒定为0.75 g/ml，加料流量为 7.14L/

28、min ，cA0 =7.14 mol/L ，在等温下， 在一个 0.25 m3 的 CSTR 后接一个 0.25 m3的 PFR 进行反应，试计算其的转化率各为多少。14. 已知某均相反应，反应速率， k=17.4 ml/(mol min) ，物料密度恒定为0.75 g/ml，加料流量为7.14 L/min ，cA0=7.14 mol/L，反应器在等温下进行，试计算下列方案的转化率各为多少。（ 1）串联两个体积 0.25m3 的 CSTR ；(2) 一个 0.25m3 的 CSTR 后接一个 0.25m3 的 PFR；(3)一个 0.25m3 的 PFR 后接一个 0.25m3 的 CSTR；

29、(4)一个 0.5m3 的 PFR。15.液相二级不可逆反应A+B=C ， CA0=CB0，在平推流反应器进行试验，当 =10min时xA=0.99 ，问在相同温度下为达到相同转化率，采用（1）在全混流反应器中进行时，空时为多少？（ 2）若在两个等体积串联全混流反应器中进行时，空时又为多少？16.等温一级反应，依次经过体积相等的平推流反应器和全混流反应器，出口转化率为0.99，若将两个反应器改换次序，问出口转化率为多少？17.等温二级反应，依次经过体积相等的平推流反应器和全混流反应器，出口转化率为0.99，若将两个反应器改换次序，问出口转化率为多少？18. 在全混流反应器中进行液-固反应，产物为固相