化学反应工程的填空题
《化学反应工程》试题
一、填空题
1. 质量传递 、 热量传递 、 动量传递 和化学反应 称为三传一反.
1. 物料衡算和能量衡算的一般表达式为 输入-输出=累积 。
2. 着眼组分A 转化率x A 的定义式为 x A =(n A0-n A )/n A0 。
3. 总反应级数不可能大于 3 。
4. 反应速率-r A =kC A C B 的单位为kmol/m 3·h ，速率常数k 的因次为
m 3/kmol ·h 。
5. 反应速率-r A =kC A 的单位为kmol/kg ·h ，速率常数k 的因次为 m 3/kg ·h 。
6. 反应速率2/1A
A kC r =-的单位为mol/L ·s ，速率常数k 的因次为 (mol)1/2·L -1/2·s 。
7. 反应速率常数k 与温度T 的关系为2.1010000lg +-=T
k ，其活化能为 83.14kJ/mol 。
8. 某反应在500K 时的反应速率常数k 是400K 时的103倍，则600K 时的反应
速率常数k 时是400K 时的 105 倍。
9. 某反应在450℃时的反应速率是400℃时的10倍，则该反应的活化能为（设
浓度不变） 186.3kJ/mol 。
10. 非等分子反应2SO 2+O 2==2SO 3的膨胀因子2
SO δ等于 -0.5 。 11. 非等分子反应N 2+3H 2==2NH 3的膨胀因子2
H δ等于 –2/3 。 12. 反应N 2+3H 2==2NH 3中（2N r -）= 1/3 （2H r -）= 1/2 3
NH r 13. 在平推流反应器中进行等温一级不可逆反应，反应物初浓度为C A0，转化率
为x A ，当反应器体积增大到n 倍时，反应物A 的出口浓度为 C A0(1-x A )n ，转
化率为 1-(1-x A )n 。
14. 在全混流反应器中进行等温一级不可逆反应，反应物初浓度为C A0，转化率
为x A ，当反应器体积增大到n 倍时，反应物A 的出口浓度为
A A x n x )1(11-+-，转化率为
A A x n nx )1(1-+。 15. 反应活化能E 越 大 ，反应速率对温度越敏感。
16. 对于特定的活化能，温度越低温度对反应速率的影响越 大 。
17. 某平行反应主副产物分别为P 和S ，选择性S P 的定义为 (n P -n P0)/
(n S -n S0) 。
18. 某反应目的产物和着眼组分分别为P 和A 其收率ΦP 的定义为 (n P -n P0)/ (n A0-n A ) 。
19. 均相自催化反应其反应速率的主要特征是随时间非单调变化，存在最大的反
应速率 。
20. 根据反应机理推导反应动力学常采用的方法有 速率控制步骤 、 拟平衡
态 。 21. 对于连续操作系统，定常态操作是指 温度及各组分浓度不随时间变
化 。
22. 返混的定义： 不同停留时间流体微团间的混合 。
23. 平推流反应器的返混为 0 ；全混流反应器的返混为 ∞ 。
24. 空时的定义为 反应器体积与进口体积流量之比 。
25. 针对着眼组分A 的全混流反应器的设计方程为A
A A r x F V -=0。 26. 不考虑辅助时间，对反应级数大于0的反应，分批式完全混合反应器优于全
混流反应器。
27. 反应级数>0时，多个全混流反应器串联的反应效果 优于全混流反应器。
28. 反应级数<0时，多个全混流反应器串联的反应效果 差于 全混流反应器。
29. 反应级数>0时，平推流反应器的反应效果 优于 全混流反应器。
30. 反应级数<0时，平推流反应器的反应效果差于 全混流反应器。
31. 对反应速率与浓度成正效应的反应分别采用全混流、平推流、多级串联全混
流反应器其反应器体积的大小关系为 全混流＞多级串联全混流＞平推
流 ；
32. 通常自催化反应较合理的反应器组合方式为 全混流 + 平推
流 。
33. 相同转化率下，可逆放热反应的平衡温度 高于 最优温度。
34. 主反应级数大于副反应级数的平行反应，优先选择 平推流 反应器。
35. 主反应级数小于副反应级数的平行反应，优先选择 全混流 反应器。
36. 要提高串联反应中间产物P 收率，优先选择 平推流 反应器。 37. 主反应级活化能小于副反应活化能的平行反应，宜采用 低 温操作。
38. 主反应级活化能大于副反应活化能的平行反应，宜采用 高 温操作。
39. 停留时间分布密度函数的归一化性质的数学表达式?∞
=0
0.1)(dt t E 。
40. 定常态连续流动系统，F (0)= 0 ；F (∞)= 1 。
41. 定常态连续流动系统，F (t)与E (t)的关系?=t
dt t E t F 0
)()(。
42. 平均停留时间t 是E (t)曲线的 分布中心 ；与E (t)的关系为?∞
=0
)(dt t tE t 。
43. 方差2t σ表示停留时间分布的 分散程度 ；其数学表达式为
?∞
-=0
22)()(dt t E t t t σ。
44. 采用无因次化停留时间后，E (θ)与E (t) 的关系为)()(t E t E =θ。
45. 采用无因次化停留时间后，F (θ)与F (t) 的关系为 F (θ)=F (t) 。
46. 无因次方差2θσ与方差2t σ的关系为222/t t σσθ=。
47. 平推流反应器的2θσ= 0 ；而全混流反应器的2θσ= 1 。
48. 两种理想流动方式为 平推流 和 全混流 。
49. 非理想流动2θσ的数值范围是 0~1 。
50. 循环操作平推流反应器循环比越 大 返混越大。
51. 循环操作平推流反应器当循环比β= 0 时为平推流；当β= ∞ 时为全混
流。
52. 停留时间分布实验测定中，常用的示踪方法为 脉冲示踪 和 阶跃示
踪 。
53. 脉冲示踪法根据检测到的浓度变化曲线可以直接得到 E (t) 曲线。
54. 阶跃示踪法根据检测到的浓度变化曲线可以直接得到 F (t) 曲线。
55. 采用脉冲示踪法测得的浓度C A (t)与E (t)的关系式为 E (t)= C A (t)/C 0 。
56. 采用阶跃示踪法测得的浓度C A (t)与F (t)的关系式为 F (t)= C A (t)/
C A0 。
57. N 个等体积全混釜串联的停留时间分布的无因次方差2θσ= 1/N 。
58. 多级全混釜串联模型当釜数N= 1 为全混流，当N= ∞ 为平推流。
59. 全混流的E (t)=t t t e
-1；F (t)=t
t e --1。 60. 平推流的E (t)=0 当t t ≠、=∞当t t = ；F (t)= 0 当t t <、=1当t t ≤。
61.轴向分散模型中，Pe准数越小返混越大。
62.轴向分散模型中Peclet准数的物理意义是代表了流动过程轴向返混程度的大小。
63.对于管式反应器，流速越大越接近平推流；管子越长越接近平推流。
64.为使管式反应器接近平推流可采取的方法有提高流速和增大长径比。
65.对于平推流反应器，宏观流体与微观流体具有相同的反应结果。
66.工业催化剂所必备的三个主要条件：选择性高、活性好和寿命长。
67.化学吸附的吸附选择性要高于物理吸附的吸附选择性。
68.化学吸附的吸附热要大于物理吸附的吸附热。
69.化学吸附常为单分子层吸附，而物理吸附常为多分子层吸附。
70.操作温度越高物理吸附越弱，化学吸附越强；
71.在气固相催化反应中动力学控制包括表面吸附、表面反应和表面脱附。
72.气固相催化反应本征动力学指消除内外扩散对反应速率的影响测得的动力学。
73.气固相催化反应的本征动力学与宏观动力学的主要区别是前者无内外扩散的影响。
74.在气固相催化反应中测定本征动力学可以通过提高气体流速消除外扩散、通过减小催化剂颗粒粒度消除内扩散。
75.固体颗粒中气体扩散方式主要有分子扩散和努森扩散。
76.固体颗粒中当孔径较大时以分子扩散为主，而当孔径较小时以努森扩散为主。
77.气固相催化串联反应，内扩散的存在会使中间产物的选择性下降。
78.气固相催化平行反应，内扩散的存在会使高级数反应产物的选择性下降。
79.Thiele模数的物理意义反映了表面反应速率与内扩散速率之比。
80.催化剂的有效系数为催化剂粒子实际反应速率/催化剂内部浓度和温度与外表面上的相等时的反应速率。
81.催化剂粒径越大，其Thiele模数越大，有效系数越小；
82.气固相非催化反应缩核模型中气相反应物A的反应历程主要有三步，分别是气膜扩散、灰层扩散和表面反应。
83.自热式反应是指利用反应自身放出的热量预热反应进料。
84.固定床反应器的主要难点是反应器的传热和控温问题。
85. 多段绝热固定床的主要控温手段有 段间换热 、原料气冷激 和 惰性物料
冷激 。
86. 固定床控制温度的主要目的是 使操作温度尽可能接近最优温度
线 。
87. 固体颗粒常用的密度有堆密度、颗粒密度和真密度，三者的关系是 真密度＞颗粒密度＞堆密度。
88. 对于体积为V P 外表面积为a P 的颗粒其体积当量直径为3/6πP V 、面积当量直径为 π/P a 、比表面当量直径为P P V a /6。
89. 固定床最优分段的两个必要条件是 前一段出口反应速率与下一段进口相等 和 每一段的操作温度线跨越最优温度线。
3. _______是化学反应工程的基础。（ 三传一反）
4. 化学反应过程按操作方法分为_______、_______、_______操作。（分批式操作、连
续式操作、半分批式）
5. 化学反应工程中的“三传一反”中的三传是指_______、_______、_______。（传质、
传热、动量传递）
6. 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）
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
_______。（累积量=输入量-输出量）
1. 均相反应是指
_。（参与反应的物质均处于同一相）
2. aA + bB pP + sS 对于反应，则=P r _______)(A r -。（a p
）
3.着眼反应组分K 的转化率的定义式为_______。（
00K K
K K n n n -=
χ） 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
_______。（等分子反应、非等分子反应） 5. 化学反应速率式为β
αB A C A C C K r =-，用浓度表示的速率常数为C K ，假定符合理想气体
状态方程，如用压力表示的速率常数P K ，则C K =_______P K 。（)()(βα+RT ）
6. 化学反应的总级数为n ，如用浓度表示的速率常数为C K ，用逸度表示的速率常数f K ，
则C K =_______f K 。（n RT )(）
7. 化学反应的总级数为n ，如用浓度表示的速率常数为C K ，用气体摩尔分率表示的速
率常数y K ，则C K =_______y K 。（n p RT ???? ??）
8.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_______。（拟
平衡常态）
9.当构成反应机理的诸个基元反应的速率具有相同的数量级时，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_______。（拟定常态）
10. 活化能的大小直接反映了______________对温度的敏感程度。（反应速率）
11. 一个可逆的均相化学反应，如果正、逆两向反应级数为未知时，采用______________法来求反应级数。（初始速率法）
12.生成主产物的反应称为_______，其它的均为_______。（主反应、副反应）
13. 平行反应
A
P(主)
S(副)均为一级不可逆反应，若主E ＞副E ，选择性S p 与_______无关，仅是_______的函数。（浓度、温度）
14. 如果平行反应)
()
(副主S A P A →→均为一级不可逆反应，若主E ＞副E ，提高选择性P S 应____ _。(提高温度)
1.停留时间分布的密度函数在t ＜0时，E （t ）=_______。（0）
2.停留时间分布的密度函数在t ≥0时，E （t ）_______。（＞0）
3.当t=0时，停留时间分布函数F （t ）=_______。（0）
4.当t=∞时，停留时间分布函数F （t ）=_______。（1）
5.停留时间分布的密度函数E （θ）=_______E （t ）。（t ）
6.表示停留时间分布的分散程度的量=2θσ_______2t σ。（21t ）
7.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_______、_______、_______、_______。（脉冲法、阶跃法、周期示踪法、随机输入示踪法）
8.平推流管式反应器t t =时，E （t ）=_______。（∞）
9.平推流管式反应器t t ≠时，E （t ）=_______。（0）
10.平推流管式反应器t t ≥时，F （t ）=_______。（1）
11.平推流管式反应器t ＜t 时，F （t ）=_______。（0）
12.平推流管式反应器其E （θ）曲线的方差=2θσ_______。（0）
13.平推流管式反应器其E （t ）曲线的方差=2t σ_______。（0） 14.全混流反应器t=0时E （t ）=_______。（t t
e t -1）
15.全混流反应器其E （θ）曲线的方差=2θσ_______。（1）
16.全混流反应器其E （t ）曲线的方差=2t σ_______。（2t ）
17.偏离全混流、平推流这两种理想流动的非理想流动，E （θ）曲线的方差2θσ为_______。（0～1）
18.当流体在半径为R 的管内作层流流动时，在径向存在流速分布，轴心处的流速以0
u 记，则距轴心处距离为r 的流速=r u _______。（
])(1[20R r u -） 19.当流体在半径为R 的管内作层流流动时，管壁处的流速=R u _______。（0）
20.流体在半径为R 的管内作层流流动的停留时间分布密度函数E （t ）=_______。（32
2t t ）
21.流体在半径为R 的管内作层流流动的停留时间分布函数F （t ）=_______。（
2)2(1t t -）
22.脉冲示踪法测定停留时间分布0C C A
对应曲线为_______。（E （t ）曲线） 23.阶跃示踪法测定停留时间分布0C C A
对应曲线为_______。（F(t)曲线）
24.非理想流动不一定是由_______造成的。（返混）
25.非理想流动不一定是由返混造成的，但返混造成了_______。（停留时间分布）
26.为了模拟返混所导致流体偏离平推流效果，可借助这种轴向返混与扩散过程的相似性，在_______的基础上叠加上轴向返混扩散相来加以修正，并认为的假定该轴向返混过程可以用费克定律加以定量描述，所以，该模型称为_______。（平推流、轴向分散模型）
27.在轴向分散模型中，模型的唯一参数彼克莱准数=e P _______。（z E uL
）
28.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_______。（愈小）
29.轴向分散模型的偏微分方程的初始条件和边界条件取决于采用示踪剂的_______、_______、_______的情况。（输入方式、管内的流动状态、检测位置）
30.轴向分散模型的四种边界条件为_______、_______、_______、_______。（闭—闭式边界、开—闭式边界、闭—开式边界、开—开式边界）
31.误差函数erf 的定义式为______________。（?-=y x dx e y erf 022)(π）
32.误差函数的定义式为?-=y x dx e y erf 022)(π，则=±∞)(erf _______，
=)0(erf _______。（1±、0）
33.轴向分散模型的数学期望值=θ_______，方差=2θσ_______。[
e P 21+，
2
)1(8)1(2e e P P +] 34.流体的混合程度常用_______、_______来描述。（调匀度S 、流体的混合态）
35.流体的混合程度常用调匀度S 来衡量，如果S 值偏离_______，则表明混合不均匀。
（1）
36.微观流体混合的混合态称为_______。（非凝集态）
37.若流体是分子尺度作为独立运动单元来进行混合，这种流体称为_______。（微观流体）
38.若流体是以若干分子所组成的流体微团作为单独的运动单元来进行微团之间的混合，且在混合时微团之间并不发生物质的交换，微团内部则具有均匀的组成和相同停留时间，这种流体称为_______。（宏观流体）
39.宏观流体混合的混合态称为_______。（完全凝集态）
40.介于非凝集态与完全凝集态之间的混合态称为_______。（部分凝集态）
41.在气—液鼓泡搅拌装置中，气体以气泡方式通过装置，_______是宏观流体，而
_______为微观流体。（气体、液体）
42.在气—液喷雾塔中液体以液滴形式的分散相，_______是宏观流体，而_______为微观流体。（液体、气体）
43.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）
44.对于_______反应器，微观流体与宏观流体具有相同的反应结果。（平推流）
45.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。（高）
46.当反应级数n_______1时，宏观流体具有比微观流体高的出口转化率。（＞）
47.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。（低）
48.当反应级数n_______1时，宏观流体具有比微观流体低的出口转化率。（＜〉
第五章 非均相反应动力学
1.工业催化剂所必备的三个主要条件是：_______、_______、_______。（活性好、选择性高、寿命长）
2.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。（范德华力、化学键力）
3.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。（多、单）
4.气体在固体表面上发生吸附时，描述在一定温度下气体吸附量与压力的关系式称为_______。（吸附等温方程）
5. _______吸附等温方程式是假定吸附热是随着表面覆盖度的增加而随幂数关系减少的。（Freundlich ）
6._______吸附等温方程式是按吸附及脱附速率与覆盖率成指数函数的关系导出的。（Temkin ）
7.固体催化剂的比表面积的经典测定方法是基于_______方程。（BET ）
8.在气—固相催化反应中，反应速率一般是以单位催化剂的重量为基准的，如反应A
→B ，A 的反应速率的定义为_______。（
dt dn W r A A ?-=-1） 9.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。（内扩散、外扩散）
10.测定气固相催化速率检验外扩散影响时，可以同时改变催化剂装量和进料流量，但保持_______不变。（0A F W ）
11.测定气固相催化速率检验外扩散影响时，可以同时改变_______和_______，但保持0A F W 不变。（催化剂装量、进料流量）
12.测定气固相催化速率检验内扩散影响时，可改变催化剂的_______，在恒定的0A F W 下测_______，看二者的变化关系。[粒度（直径p d ）、转化率]
13.测定气固相催化速率检验内扩散影响时，可改变催化剂的粒度（直径p d ），在恒定的_______下测转化率，看二者的变化关系。（0A F W ）
14.催化剂回转式反应器是把催化剂夹在框架中快速回转，从而排除_______影响和达到气相_______及反应器_______的目的。（外扩散、完全混合、等温）
15.流动循环（无梯度）式反应器是指消除_______、_______的存在，使实验的准确性提高。（温度梯度、浓度梯度）
16.对于多孔性的催化剂，分子扩散很复杂，当孔径较大时，扩散阻力是由_______所致。（分子间碰撞）
17.对于多孔性的催化剂，分子扩散很复杂，当孔径较大时，扩散阻力是由分子间碰撞所致，这种扩散通常称为_______。[分子扩散（容积扩散）]
18.对于多孔性的催化剂，分子扩散很复杂，当微孔孔径在约_______时，分子与孔壁的碰撞为扩散阻力的主要因素。（0.1um ）
19.对于多孔性的催化剂，分子扩散很复杂，当微孔孔径在约0.1um 时，_______为扩散阻力的主要因素。（分子与孔壁的碰撞）
20.对于多孔性的催化剂，分子扩散很复杂，当微孔孔径在约0.1um 时，分子与孔壁的碰撞为扩散阻力的主要因素，这种扩散称为_______。（努森扩散）
21.等温催化剂的有效系数η为催化剂粒子的______________与催化剂内部的_______________________________之比。（实际反应速率、浓度和温度与其外表面上的相等时的反应速率）
22.气—固相催化反应的内扩散模数=S φ_______，它是表征内扩散影响的重要参数。（e m S V D C k R 1-）
23.气—固相催化反应的内扩散模数=S φe m S V D C k R 1-，它是表征内扩散影响的重要参数，
数值平方的大小反映了_______与_______之比。（表面反应速率、内扩散速率）
24.气—固相催化反应的内扩散模数S φ的大小可判别内扩散的影响程度，S φ愈大，则粒内的浓度梯度就_______，反之，S φ愈小，内外浓度愈近于_______。（愈大、均一）
25.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。（物理、化学）
26.催化剂的失活可能是由于某些化学物质的中毒引起的，关于中毒的两种极端情况是_______与_______。（均匀中毒、孔口中毒）
27.描述气—固相非催化反应的模型有: _______、_______、_______。（整体均匀转化模型、粒径不变的缩核模型、粒径缩小的缩粒模型）
28.对于气—固相非催化反应的缩核模型，反应从粒子外表面逐渐向内核部分推进，但粒子体积_______。（不变）
29.煤炭燃烧属于气—固相非催化反应，粒径随着反应进行而不断的缩小，这种模型属于粒径缩小的_______模型。（缩粒）
30.硫化矿的燃烧、氧化铁的还原都属于气—固相非催化反应，反应从粒子外表面逐渐向内核部分推进，但粒子体积不变，这种模型属于粒径不变的_______模型。（缩核）
31.膜内转化系数γ值的大小反映了在膜内进行的那部分反应可能占的比例，因而可以用来判断_______的程度。（反应快慢）
32.测定气—液相反应速率的方法与均相反应时不同之点是实验时要排除气相和液相中的_______，使反应在动力学区域内进行。（扩散阻力）
1.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_______。（固定床反应器）
2.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_______，因此与返混式的反应器相比，可用较少量的催化剂和较小的反应器容积来获得较大的生产能力。（平推流）
3.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。（较少量、较小）
4.目前描述固定床反应器的数学模型可分为_______和_______的两大类。（拟均相、非均相）
5.描述固定床反应器的拟均相模型忽略了粒子与流体之间_______与_______的差别。（温度、浓度）
6.描述固定床反应器的数学模型，忽略了粒子与流体之间温度与浓度的差别的模型称之为_______。（拟均相模型）
7.描述固定床反应器的数学模型，考虑了粒子与流体之间温度与浓度的差别的模型称之为_______。（非均相模型）
8.描述固定床反应器的拟均相模型，根据流动模式与温差的情况它又可分为平推流与有轴向返混的_______模型，和同时考虑径向混合和径向温差的_______模型。（一维、二维）
9.固定床中颗粒的体积相当直径定义为具有相同体积P V 的球粒子直径，表达式
V d =_______。（3/1)/6(πP V ）
10.固定床中颗粒的面积相当直径是以外表面P a 相同的球形粒子的直径，表达式a d =_______。（π/P a ）
11.固定床中颗粒的比表面相当直径是以相同的比表面V S 的球形粒子直径来表示，表达式S d =_______。（V S /6）
12.对于非球形粒子，其外表面积P a 必大于同体积球形粒子的外表面积S a ，故可定义颗粒的形状系数=S ?_______。（P S a a /）
13.颗粒的形状系数S ?对于球体而言，=S ?_______，对于其他形状的颗粒S ?_______。（=1、均小于1）
14.固定床的_______定义为水力半径H R 的四倍，而水力半径可由床层空隙率及单位床层体积中颗粒的润湿表面积来求得。（当量直径e d ）
15.固定床中的传热实质上包括了_______、_______以及_______几个方面。（粒内传热、颗粒与流体间的传热、床层与器壁的传热）
16.绝热床反应器由于没有径向床壁传热，一般可以当作平推流处理，只考虑流体流动方向上有温度和浓度的变化，因此一般可用_______模型来计算。（拟均相一维）
17.对于可逆的放热反应，存在着使反应速率最大的最优温度opt T 和平衡温度eq T ，二者
的关系为______________。（12
12ln E E E E R T T T T opt
eq opt
eq -=?-） 18.对于固定床反应器，当某一参数变化到一定程度时就可能使床层温度迅速升高，这种现象俗称_______，它是固定床反应器设计和操作中所应注意的问题。（飞温）
化学反应工程的填空题
《化学反应工程》试题 一、填空题 1. 质量传递 、 热量传递 、 动量传递 和化学反应 称为三传一反. 1. 物料衡算和能量衡算的一般表达式为 输入-输出=累积 。 2. 着眼组分A 转化率x A 的定义式为 x A =(n A0-n A )/n A0 。 3. 总反应级数不可能大于 3 。 4. 反应速率-r A =kC A C B 的单位为kmol/m 3·h ，速率常数k 的因次为 m 3/kmol ·h 。 5. 反应速率-r A =kC A 的单位为kmol/kg ·h ，速率常数k 的因次为 m 3/kg ·h 。 6. 反应速率2/1A A kC r =-的单位为mol/L ·s ，速率常数k 的因次为 (mol)1/2·L -1/2·s 。 7. 反应速率常数k 与温度T 的关系为2.1010000lg +-=T k ，其活化能为 83.14kJ/mol 。 8. 某反应在500K 时的反应速率常数k 是400K 时的103倍，则600K 时的反应 速率常数k 时是400K 时的 105 倍。 9. 某反应在450℃时的反应速率是400℃时的10倍，则该反应的活化能为（设 浓度不变） 186.3kJ/mol 。 10. 非等分子反应2SO 2+O 2==2SO 3的膨胀因子2 SO δ等于 -0.5 。 11. 非等分子反应N 2+3H 2==2NH 3的膨胀因子2 H δ等于 –2/3 。 12. 反应N 2+3H 2==2NH 3中（2N r -）= 1/3 （2H r -）= 1/2 3 NH r 13. 在平推流反应器中进行等温一级不可逆反应，反应物初浓度为C A0，转化率 为x A ，当反应器体积增大到n 倍时，反应物A 的出口浓度为 C A0(1-x A )n ，转 化率为 1-(1-x A )n 。 14. 在全混流反应器中进行等温一级不可逆反应，反应物初浓度为C A0，转化率 为x A ，当反应器体积增大到n 倍时，反应物A 的出口浓度为 A A x n x )1(11-+-，转化率为 A A x n nx )1(1-+。 15. 反应活化能E 越 大 ，反应速率对温度越敏感。 16. 对于特定的活化能，温度越低温度对反应速率的影响越 大 。
化学反应工程习题答案
第7章化学反应工程习题答案 7-1 试述物理吸收与化学吸收的区别。 解：对于物理吸收过程*=A A A P H C 0 对于化学吸收过程* * +=A A B A P P C C αα10 ,式中A KH =α，其中K 为化学平衡常 数；0B C 为吸收剂中的活性组分浓度；0A C 是与A 组分分压*A P 平衡的气体浓度；A H -A 组分溶解度系数。从以上两式可以看出物理吸收和化学吸收区别如下： 1．物理吸收气体溶解度与气体压力呈正比关系，化学吸收呈渐近线关系，当分压较高时，气体溶解度趋近化学计量的极限，因此为了减低能耗，导致操作方式不同，压力较低宜采用化学吸收，压力较高宜采用物理吸收。 2．热效应不同，物理吸收热效应较小，每摩尔数千焦耳，而化学吸收可达数万焦耳。导致吸收剂的再生方式不同，物理吸收过程吸收剂减压再生为主，化学吸收过程的吸收剂再生除减压外还需加热。 3．物理吸收选择性主要体现各种气体在溶解度系数的差异，而化学吸收取决于A KH =α，由于化学反应特定性，吸收选择性不同。化学吸收选择性高于物理吸收。 7-2解释下列参数的物理意义：无因次准数M 、增大因子β及液相利用率η。分别写出一级不可逆和二级不可逆反应无因次准数M 的计算式。 解：无因次准数M 的物理意义 通过液膜传递速率 液膜内的化学反应速率 增大因子β的物理意义为速率 单纯物理吸收时的传质过气液界面的传质速率 液膜内有化学反应时通 液相利用率η的物理意义为的反应速率液相均处于界面浓度下吸收速率 对于一级不可逆反应211L AL L L k k D k k M ==δ 对于二级不可逆反应2 2L BL AL k C k D M = 7-3 纯二氧化碳与氢氧化钠水溶液进行反应，假定液相上方水蒸气分压可不 计，试按双膜模型绘出气相及液相二氧化碳浓度分布示意图。 解： 气模 液膜 P CO2,g P CO2,i C CO2,i C CO2,L
化学反应工程第一章习题答案
第一章习题 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? 答：化学反应式中计量系数恒为正值，化学计量方程中反应物的计量系数与化学反应式中数值相同，符号相反，对于产物二者相同。 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? 答：如果反应物严格按照化学反应式一步直接转化生成产物，该反应是基元反应。基元反应符合质量作用定律。基元反应的活化能指1摩尔活化分子的平均能量比普通分子的平均能量的高出值。基元反应的反应级数是该反应的反应分子数。一切不符合质量作用定律的反应都是非基元反应。非基元反应的活化能没有明确的物理意义，仅决定了反应速率对温度的敏感程度。非基元反应的反应级数是经验数值，决定了反应速率对反应物浓度的敏感程度。 3 若将反应速率写成t c r d d A A - =-，有什么条件? 答：化学反应的进行不引起物系体积的变化，即恒容。 4 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? 答：在间歇反应器中可以直接得到反应时间和反应程度的关系，而这种关系仅是动力学方程的直接积分，与反应器大小和投料量无关。 5 现有如下基元反应过程，请写出各组分生成速率与浓度之间关系。 (1)A+2B ?C A+C ? D (2)A+2B ?C B+C ?D C+D →E (3)2A+2B ?C
A+C ?D 解 (1) D 4C A 3D D 4C A 3C 22 B A 1C C 22B A 1B D 4C A 3C 22 B A 1A 22c k c c k r c k c c k c k c c k r c k c c k r c k c c k c k c c k r -=+--=+-=+-+-= (2) E 6D C 5D 4C B 3D E 6D C 5D 4C B 3C 22 B A 1C D 4C B 3C 22 B A 1B C 22B A 1A 22c k c c k c k c c k r c k c c k c k c c k c k c c k r c k c c k c k c c k r c k c c k r +--=+-+--=+-+-=+-= (3) D 4C A 3D D 4C A 3C 22B 2A 1C C 22B 2A 1B D 4C A 3C 22B 2A 1A 2222c k c c k r c k c c k c k c c k r c k c c k r c k c c k c k c c k r -=+--=+-=+-+-= 6 气相基元反应A+2B →2P 在30℃和常压下的反应速率常数k c =2.65× 104m 6kmol -2s -1。现以气相分压来表示速率方程，即(?r A )=k P p A p B 2 ，求k P =?（假定气体为理想气体） 解 () 3 -1-363 111 2643c P 2 B A p A 2 B A c 2 B A c A 1264c kPa s m kmol 10655.1K 303K kmol kJ 314.8s kmol m 1065.2)(s kmol m 1065.2K 30330273--------??=???= ==-? ? ? ??==-= ?==+=RT k k p p k r RT p RT p k c c k r RT p c k T
化学反应工程试题集及复习题
化学反应工程考试总结 一、填空题： 1.所谓“三传一反”是化学反应工程学的基础，其中“三传”是指质 量传递、热量传递和动量传递，“一反”是指反应动力学。 2.各种操作因素对于复杂反应的影响虽然各不相同，但通常温度升 高有利于活化能高的反应的选择性，反应物浓度升高有利于反应级数大的反应的选择性。 3.测定非理想流动的停留时间分布函数时，两种最常见的示踪物输 入方法为脉冲示踪法和阶跃示踪法。 4.在均相反应动力学中，利用实验数据求取化学反应速度方程式的 两种最主要的方法为积分法和微分法。 5.多级混合模型的唯一模型参数为串联的全混区的个数N ，轴 向扩散模型的唯一模型参数为Pe（或Ez / uL）。 6.工业催化剂性能优劣的三种最主要的性质是活性、选择性和稳 定性。 7.平推流反应器的E函数表达式为 , () 0, t t E t t t ?∞= ? =? ≠ ?? ，其无 因次方差2θσ= 0 ，而全混流反应器的无因次方差2θσ＝ 1 。 8.某反应速率常数的单位为m3 / (mol hr )，该反应为 2 级 反应。 9.对于反应22 A B R +→，各物质反应速率之间的关系为 (-r A)：(-r B)：r R＝ 1：2：2 。
10.平推流反应器和全混流反应器中平推流更适合于目的产 物是中间产物的串联反应。 →+，则其反应速率表达式不能确11.某反应的计量方程为A R S 定。 12.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 3.46×105 (J / mol ) 。 13.反应级数不可能（可能/不可能）大于3。 14.对于单一反应，在相同的处理量和最终转化率条件下，选择反应 器时主要考虑反应器的大小；而对于复合反应，选择反应器时主要考虑的则是目的产物的收率； 15.完全混合反应器（全混流反应器）内物料的温度和浓度均一， 并且等于（大于/小于/等于）反应器出口物料的温度和浓度。 二.单项选择 10.(2) B 1、气相反应CO + 3H2CH4 + H2O进料时无惰性气体，CO与2H以1∶2 δ=__A_。 摩尔比进料，则膨胀因子CO A. -2 B. -1 C. 1 D. 2 2、一级连串反应A S P在间歇式反应器中，则目的产物P C___A____。 的最大浓度= max ,P
化学反应工程试卷及答案
. 化学反应工程试卷及答案 一、填空题（共25分,每空1分） 1．化学反应工程学不仅研究化学反应速率与反应条件之间的关系， 即 ，而且着重研究传递过程对 的影响，研究不同类型反应器的特点及其与化学反应结果之间的关系。 2．反应器按型式来分类可以分为管式反应器、 和 。 3．对于反应D C B A 432+=+，反应物A 的消耗速率表达式为 ；反应产物C 的生成速率表达式为： 。 4．反应器设计计算所涉及的基础方程式就是动力学方程式、 和 。 5．间歇釜反应器中进行如下反应： P A → (1) 1 1n A A C k r = 1E S A → (2) 22n A A C k r = 2E 在Ao C 和反应时间保持不变下，降低反应温度，釜液中S p C C /增大，表明活化能1E 与2E 的相对大小为 ；在温度和反应时间保持不变下，增高反应浓度，釜液中S p C C /增大，表明反应级数1n 、2n 的相对大小为 。 6．单位时间内由颗粒外表面传递至气相主体的热量可由牛顿冷却定律表达，其表数学表达式为 。 7．全混流反应器稳定的定常态操作点的判据为 、 。 8．对催化剂性能影响最大的物理性质主要是 、 和孔体积分布。 9．复合反应包括三个基本反应类型，即并列反应、平行反应和_____________。 10．在停留时间相同的物料之间的均匀化过程，称之为 。而停留时间不同的物料之间的均匀化过程，称之为 。 11．对于反应级数0
《化学反应工程》期末考试试题及答案..
一、单项选择题： （每题2分，共20分） 1．反应器中等温进行着A →P(1)和A →R(2)两个反应，当降低A 的浓度后，发现反应生成P 的量显著降低，而R 的生成量略降低，表明(A ) A ．反应(1)对A 的反应级数大于反应(2) B ．反应(1) 对A 的反应级数小于反应 (2) C ．反应(1)的活化能小于反应(2) D ．反应(1)的反应速率常数大于反应(2) 2.四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2θσ为( B ) A ． 1.0 B. 0.25 C ．0.50 D ．0 3．对一平行—连串反应R A Q P A ?→??→??→?) 3()2()1(，P 为目的产物，若活化能次序为：E 2
化学反应工程填空题
《化学反应工程》试题 一、填空题 1. 质量传递 、 热量传递 、 动量传递 和化学反应 称为三传一反 . 1. 物料衡算和能量衡算的一般表达式为 输入 -输出 =累积 。 2. 着眼组分 A 转化率 A 的定义式为 x A =(n A0 A A0 。 x -n )/n 3. 总反应级数不可能大于3 。 4. 反 应 速 率 -r A =kC A C B 的 单 位为 kmol/m 3 · h ，速 率常 数 k 的 因 次 为 m 3/kmol ·h 。 5. 反应速率 -r A =kC A 的单位为 kmol/kg ·h ，速率常数 k 的因次为 m 3 ·。 /kg h 6. 反应速率 r A kC A 1/ 2 的 单 位 为 mol/L · s ， 速 率 常 数 k 的因次为 (mol) 1/2·L -1/2·s 。 7. 反应速率常数 k 与温 度 T 的关系为 lg k 10000 ，其活化能为 10.2 T 83.14kJ/mol 。 8. 某反应在 500K 时的反应速率常数 k 是 400K 时的 103 倍，则 600K 时的反应 速率常数 k 时是 400K 时的 105 倍。 9. 某反应在 450℃时的反应速率是 400℃时的 10 倍，则该反应的活化能为（设 浓度不变）186.3kJ/mol 。 10. 非等分子反应 2SO 2+O 2==2SO 3 的膨胀因子 SO 等于 -0.5。 2 11. 非等分子反应 N 2+3H 2==2NH 3 的膨胀因子 H 2 等于 –2/3 。 12. 反应 N 2 +3H 2==2NH 3 中（ r N 2 ） = 1/3 （ r H 2 ）= 1/2 r NH 3 13. 在平推流反应器中进行等温一级不可逆反应，反应物初浓度为C A0 ，转化率 为 x A ，当反应器体积增大到 n 倍时，反应物 A 的出口浓度为 C A0(1-x A )n ，转 化率为 1-(1-x A )n 。 14. 在全混流反应器中进行等温一级不可逆反应，反应物初浓度为C A0 ，转化率 为 x A ，当反应器体积增大到 n 倍时，反应物 A 的出口浓度为 1 x A ，转化 1 (n 1) x A nx A 率为 。 1 (n 1)x A 15. 反应活化能 E 越 大 ，反应速率对温度越敏感。 16. 对于特定的活化能，温度越低温度对反应速率的影响越大 。
化学反应工程课后答案
1 绪 论 1.1在银催化剂上进行甲醇氧化为甲醛的反应： 进入反应器的原料气中，甲醇：空气：水蒸气=2：4：1.3（摩尔比），反应 后甲醇的转化率达72%，甲醛的收率为69.2%。试计算 （1） （1） 反应的选择性； （2） （2） 反应器出口气体的组成。 解：（1）由（1.7）式得反应的选择性为： （2）进入反应器的原料气中，甲醇：空气：水蒸气=2：4：1.3（摩尔比）， A P 出口甲醇、甲醛和二氧化碳的摩尔数n A 、n P 和n c 分别为： n A =n A0(1-X A )=7.672 mol n P =n A0Y P =18.96 mol n C =n A0(X A -Y P )=0.7672 mol 结合上述反应的化学计量式，水（n W ）、氧气（n O ）和氮气（n N ）的摩尔数分别为： n W =n W0+n P +2n C =38.30 mol n O =n O0-1/2n P -3/2n C =0.8788 mol n N =n N0=43.28 mol 1. 1. 2其主副反应如 下： 由于化学平衡的限制，反应过程中一氧化碳不可能全部转化成甲醇，为了提高原料的利用率，生产上采用循环操作，即将反应后的气体冷却，可凝组份变为液体即为粗甲醇，不凝组份如氢气及一氧化碳等部分放空，大部分经循环压缩 原料气 Bkg/h 粗甲醇 Akmol/h
100kmol 放空气 体 原料气和冷凝分离后的气体组成如下：（mol） 组分原料气冷凝分离后的气体 CO 26.82 15.49 H 2 68.25 69.78 CO 2 1.46 0.82 CH 4 0.55 3.62 N 2 2.92 10.29 粗甲醇的组成为CH 3OH 89.15%,(CH 3 ) 2 O 3.55%,C 3 H 9 OH 1.10%,H 2 O 6.20%,均为 重量百分率。在操作压力及温度下，其余组分均为不凝组分，但在冷凝冷却过程中可部分溶解于粗甲醇中，对1kg粗甲醇而言，其溶解量为CO 2 9.82g,CO 9.38g,H 2 1.76g,CH 4 2.14g,N 2 5.38g。若循环气与原料气之比为7.2（摩尔比）， 试计算： （1）（1）一氧化碳的单程转换率和全程转化率； （2）（2）甲醇的单程收率和全程收率。 解：（1）设新鲜原料气进料流量为100kmol/h，则根据已知条件，计算进料原料 i i i i i m i i 。 M’ m =∑y i M i =9.554 又设放空气体流量为Akmol/h，粗甲醇的流量为Bkg/h。对整个系统的N 2 作衡算 得： 5.38B/28×1000+0.1029A=2.92 (A) 对整个系统就所有物料作衡算得： 100×10.42=B+9.554A (B) 联立（A）、（B）两个方程，解之得 A=26.91kmol/h B=785.2kg/h 反应后产物中CO摩尔流量为
化学反应工程期末考试试题及答案(整理)
4?从反应器停留时间分布测定中 ，求得无因次方差「二 _ 0.98 ，反应器可视为 XXX 大学 化学反应工程 试题B （开）卷 （答案）2011 — 2012学年第一学 期 一、单项选择题： （每题2分，共20分） 1.反应器中等温进行着 A T P （1）和A T R （2）两个反应，当降低 A 的浓度后，发现反 应生成P 的量显著降低，而 R 的生成量略降低，表明 （） A .反应（1）对A 的反应级数大于反应 （2） B .反应（1）对A 的反应级数小于反应 C .反应（1）的活化能小于反应 （2） D .反应（1）的反应速率常数大于反应 2 一为（） 2?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 A . 1.0 B. 0.25 C . 0.50 A （1） > A ⑶ > D . 0 P —-(2)， Q 3. 对一平行一连串反应 为了目的产物的收率最大， A .先高后低 B.先低后高 C .高温操作 4. 两个等体积的全混流反应器进行串联操作， 与第二釜的反应速率-広2之间的关系为（ A . -r Ai > -r A2 B . -r Ai 则最佳操作温度序列为（ ,P 为目的产物，若活化能次序为：E 2 化学反应工程 一、填空题： 1.所谓“三传一反”是化学反应工程学的基础，其中“三传”是指质量传递、热量传递 和动量传递，“一反”是指反应动力学。 2.各种操作因素对于复杂反应的影响虽然各不相同，但通常温度升高有利于活化能高 的反应的选择性，反应物浓度升高有利于反应级数大的反应的选择性。 3.测定非理想流动的停留时间分布函数时，两种最常见的示踪物输入方法为脉冲示踪法 和阶跃示踪法。 4.在均相反应动力学中，利用实验数据求取化学反应速度方程式的两种最主要的方法为 积分法和微分法。 5.多级混合模型的唯一模型参数为串联的全混区的个数N ，轴向扩散模型的唯一模 型参数为Pe（或Ez / uL）。 6.工业催化剂性能优劣的三种最主要的性质是活性、选择性和稳定性。 7.平推流反应器的E函数表达式为 , () 0, t t E t t t ?∞= ? =? ≠ ?? ，其无因次方差2θσ= 0 ，而全混流反应器的无因次方差2θσ＝ 1 。 8.某反应速率常数的单位为m3 / (mol? hr )，该反应为 2 级反应。 9.对于反应22 A B R +→，各物质反应速率之间的关系为(-r A)：(-r B)：r R＝1：2：2 。 10.平推流反应器和全混流反应器中平推流更适合于目的产物是中间产物的串联反 应。 11.某反应的计量方程为A R S →+，则其反应速率表达式不能确定。 12.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 3.46×105(J / mol ) 。 13.反应级数不可能（可能/不可能）大于3。 14.对于单一反应，在相同的处理量和最终转化率条件下，选择反应器时主要考虑反应器 的大小；而对于复合反应，选择反应器时主要考虑的则是目的产物的收率；15.完全混合反应器（全混流反应器）内物料的温度和浓度均一，并且等于 （大于/小于/等于）反应器出口物料的温度和浓度。 《化学反应工程》试题库 一、填空题 1. 质量传递、热量传递、动量传递和和化学反应称为三传一 反? 2. 物料衡算和能量衡算的一般表达式为输入-输出二累 积_____________ 。 3. 着眼组分A 转化率X A的定义式为 X A=( n A—n A)/ _____________ 。 4. 总反应级数不可能大于￡—。 5. 反应速率-r A=kC A C B的单位为kmol/(m3? h).速率常数k的因次为 nV(kmol ? h ) 。 6. 反应速率-r A=kC A的单位为kmol/kg ? h.速率常数k的因次为mVkg ? h 。 7. 反应速率.kc A/2的单位为mol/L ? s.速率常数k的因次为 (mol) 1/2? L-1/2? s 。 8. 反应速率常数k与温度T的关系为lnk 10000 102.其活化能为 T mol 。 9. 某反应在500K时的反应速率常数k是400K时的103倍.则600K 时的反应速率常数k时是400K时的10 5倍。 10. 某反应在450C时的反应速率是400C时的10倍.则该反应的活化 能为（设浓度不变）mol 。 11. 非等分子反应2SO+Q==2SQ的膨胀因子sq等于________ 。 12. 非等分子反应N2+3H2==2NH的膨胀因子H2等于-2/3 。 13. 反应N b+3H2==2NH中（& ）= 1/3 （仏）二1/2 扁3 14. 在平推流反应器中进行等温一级不可逆反应.反应物初浓度为G°. 转化率为X A.当反应器体积增大到n倍时.反应物A的出口浓度为 C A0（1-X A）n . 转化率为1-（1- X A”。 15. 在全混流反应器中进行等温一级不可逆反应.反应物初浓度为C A0. 转化率为X A.当反应器体积增大到n倍时.反应物A的出口浓度为 匚些.转化率为nxA—。 1 （n 1）X A 1 （n 1）X A 16. 反应活化能E越大.反应速率对温度越敏感。 17. 对于特定的活化能.温度越低温度对反应速率的影响越大。 18. 某平行反应主副产物分别为P和S选择性S的定义为（n P-g）/ (n s- n s0) 《化学反应工程》试题 XXX大学化学反应工程试题B（开）卷 （答案）2011—2012学年第一学期 一、单项选择题：（每题2分，共20分） 1．反应器中等温进行着A→P(1)和A→R(2)两个反应，当降低A的浓度后，发现反应生成P的量显著降低，而R的生成量略降低，表明(A ) A．反应(1)对A的反应级数大于反应(2) B．反应(1) 对A的反应级数小于反应(2) C．反应(1)的活化能小于反应(2) D．反应(1)的反应速率常数大于反应(2) 2.四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( B ) A． 1.0 B. 0.25 C．0.50 D．0 3．对一平行—连串反应，P为目的产物，若活化能次序为：E2 化学反应工程试题 班级姓名学号号 一、请在下列各题中各选择一个最适当的答案（每题1分，共40分） 1.（）不是反应程度的特点 A 总为正值 B 各反应组分的反应程度相同 C 随反应时间而变 D 与反应计量系数无关 2.-r A=kC A n中，式中的负号意味着（） A 反应速率常数为负值 B 反应速率随浓度的下降而减小 C 公式表示的是A的消耗速率 D dc A/dt为正值 3.返混的定义是（） A 不同空间位置的粒子的混合 B 不同停留时间的粒子的混合 C 参与不同反应的粒子的混合 D 不同反应器内粒子的混合 4.自催化反应当转化率为零时反应速率（） A 最大 B 出现极值点 C 为负值 D 为0 5.平推流反应器中诸参数不随（）而变 A 反应物的组成 B 反应器的轴向位置 C 反应器的空间时间D反应器的径向位置 6.在平推流反应器进行某一变容反应，若εA>0，则空间时间τ将（）平均停 A 等于 B 小于 C 大于 D 接近于 7.对反应级数大于零的单一反应，对同一转化率，其反应级数越小，全混流反 应器与平推流反应器的体积比（）。 A 不变 B 变大 C 变小 D 不好说 8.复合反应的瞬时选择性定义为（） A 生成目的产物消耗的反应物与所有消耗 的反应物的比值 B 生成副产物消耗的反应物与生成目的产物 消耗的反应物的比值 C 目的产物的净生成速率与反应物的消耗 速率的比值 D 副产物的生成速率与目的产物的净生成速 率的比值 9.空间时间的定义是（） A 停留时间与非生产时间的和 B 实际反应时间与真实停留时间的和 C 反应器有效容积与入口体积流率的比值 D 反应物微元在反应器内经历的时间 10. 11.平推流反应器的无因次方差为（） A 1 B 2 C －1 D 0 12.对反应级数大于零的单一反应，随着转化率的增加，所需全混流反应器与平 推流反应器的体积比（） A 不变 B 增加 C 减小 D 不一定 13.由脉冲示踪实验可以直接获得的是（） A 停留时间分布函数 B 停留时间分布密度函数 C 平均停留时间 D 方差 14.非理想流动反应器的方差随偏离平推流反应器的程度而（） A 减少 B 增大 C 先增大后减少 D 不变 15.非理想流动反应器的停留时间分布函数曲线是（） A 单调递减的 B 单调递增的 C 有极大值的 D 不好说 16.所谓对比时间是指（） 化学反应工程原理 一、选择题 1、气相反应 CO + 3H 2 CH 4 + H 2O 进料时无惰性气体，CO 与2H 以1∶2摩尔比进料， 则膨胀因子CO δ=__A_。 A. -2 B. -1 C. 1 D. 2 2、一级连串反应A S K 1 K 2 P 在间歇式反应器中，则目的产物P 的最大浓度=m ax ,P C ___A____。 A. 1 22 )(210K K K A K K C - B. 2 2/1120 ]1)/[(+K K C A C. 122 )(120K K K A K K C - D. 2 2/1210]1)/[(+K K C A 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 P S =__C_。 A. A A P P n n n n --00 B. 0 A P P n n n - C. 0 0S S P P n n n n -- D. 0 0R R P P n n n n -- 4、全混流反应器的容积效率η=1.0时，该反应的反应级数n___B__。 A. ＜0 B. =0 C. ≥0 D. ＞0 5 、对于单一反应组分的平行反应A P(主) S(副)，其瞬间收率P ?随A C 增大而单调下降，则最适合的反应器为 ____B__。 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 6、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___。 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 7 、一级不可逆液相反应 A 2R ，3 0/30.2m kmol C A =， 出口转化率 7.0=A x ，每批操作时间 h t t 06.20=+，装置的生产能力为50000 kg 产物R/天，R M =60，则反应器的体积V 为_C_3 m 。 A. 19.6 B. 20.2 C. 22.2 D. 23.4 8、在间歇反应器中进行等温一级反应A → B ， s l mol C r A A ?=-/01.0，当l mol C A /10=时，求反应至 l mol C A /01.0=所需时间t=____B___秒。 A. 400 B. 460 C. 500 D. 560 9、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 τ_____D__。 A. 1 212) /ln(K K K K - B. 1 221)/ln(K K K K - C. 2 112)/ln(K K K K D. 2 11K K 10、分批式操作的完全混合反应器非生产性时间0t 不包括下列哪一项____B___。 一、填空（40分） （1）气相反应A＋3B→2C，则δ= δ= 。ΒA dC A?r?,前提是（2）反应速率常数有时可以表为。A dt （3）空间速度是指 ___________ ， 空间时间是指 __________。 （4）反应具有最佳温度曲线， 最佳温度曲线是指 __________ 。 4.0克／cm5）多孔性球形颗粒10克，半径1cm，系由密度为（孔隙率3的材料制成。 则其孔容积V= ,θ= g 。假密度ρ= 2?0.218?，如果采用扩散模型，则）已知某非理想流动反应器其停留时间分布的方差 （6?Pe=_______,如果采用多级全混流模型，则m=_______ （7）催化剂微孔内的气体扩散有＿＿＿＿扩散，＿＿＿＿扩散、＿＿＿＿扩散、 及＿＿＿＿扩散等多种形式。。 L r?2C AL A C1mol/L, ，进料反应进行至，（8）复合反应＝A02C2r?M AM x?0.5, s = 时。如果该反应在在固体催化剂中进行时，由瞬时选择性LA。于内扩散的影响，选择性会t?E(t)dt?F(?)?F(0)?）（9,，。 0． （10）内扩散效率因子ζ和Thiele模数Φ的数值通常有如下关系： 外扩散和化学动力学控制时ζ1，Φ值较； 内扩散强烈影响时ζ1，Φ值较。 （11）CO中温变换反应器属于固定床里的反应器。固定床按气体流动方向， 可以分为和反应器。 492－＝/s, =1.5×1012）某一级不可逆的气液反应过程，已知k=10mm/s,D（LL则当k 时，该反应属于快反应，反应区主要在，工业上可选用 反应器或反应器；当k 时，该反应属于慢反应，这时反应区主 要在，工业上可选用或反应器。 L2r?1.0CC BAL L 13AB为主产物，则适＋（，）对于平行反应2r?2.0CC M BAA CC 的要求是宜的操作条件对和。BA （14）返混是指 1.化学反应工程是一门研究______________的科学。 2.化学反应速率式为β α B A C A C C K r =-，如用浓度表示的速率常数为C K ，用压力表示的速率常数 P K ，则C K =_______P K 。 3. 平行反应 A P(主) S(副)均为一级不可逆反应，若主E ＞副E ，选择性S p 与_______无关，仅是_______的函数。 4.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。 5.对于恒容的平推流管式反应器_______、_______、_______一致。 6.若流体是分子尺度作为独立运动单元来进行混合，这种流体称为_______。 7.流体的混合程度常用_______、_______来描述。 8.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。 9.对于多孔性的催化剂，分子扩散很复杂，当微孔孔径在约_______时，分子与孔壁的碰撞为扩散阻力的主要因素。 10.绝热床反应器由于没有径向床壁传热，一般可以当作平推流处理，只考虑流体流动方向上有温度和浓度的变化，因此一般可用_______模型来计算。 11.对于可逆的放热反应，存在着使反应速率最大的最优温度opt T 和平衡温度eq T ，二者的关系为______________。 12.描述流化床的气泡两相模型，以0U 的气速进入床层的气体中，一部分在乳相中以起始流化 速度mf U 通过，而其余部分_______则全部以气泡的形式通过。 13.描述流化床的数学模型，对于气、乳两相的流动模式一般认为_______相为平推流，而对_______相则有种种不同的流型。 14.多相反应过程是指同时存在_______相态的反应系统所进行的反应过程。 II.1.一级连串反应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 τ_______。 A. 1212)/ln(K K K K - B. 1221) /ln(K K K K - C. 2 112)/ln(K K K K D. 211K K 2.全混流反应器的容积效率η小于1.0时，且随着A χ的增大而减小，此时该反应的反应级数n_______。 A. ＜0 B. =0 C. ≥0 D. ＞0 3.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. =0 B. =1 C. ＞1 D. ＜1 4.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 5.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 6.催化剂在使用过程中会逐渐失活，其失活速率式为d m i d C k dt d ψψ =- ，当平行失活对反应物有强内扩散阻力时，d 为_______。 第一章 在银催化剂上进行甲醇氧化为甲醛的反应： 进入反应器的原料气中，甲醇：空气：水蒸气=2：4：（摩尔比），反应后甲醇的转化率达72%，甲醛的收率为%。试计算 （1）（1）反应的选择性； （2）（2）反应器出口气体的组成。 解：（1）由（）式得反应的选择性为： （2）进入反应器的原料气中，甲醇：空气：水蒸气=2：4：（摩尔比），当 A P 醇、甲醛和二氧化碳的摩尔数n A 、n P 和n c 分别为： n A =n A0 (1-X A )= mol n P =n A0 Y P = mol n C =n A0 (X A -Y P )= mol 结合上述反应的化学计量式，水（n W ）、氧气（n O ）和氮气（n N ）的摩尔数分别为： n W =n W0 +n P +2n C = mol n O =n O0 -1/2n P -3/2n C = mol n N =n N0 = mol 1.1.2工业上采用铜锌铝催化剂由一氧化碳和氢合成甲醇，其主副反应如 下： 由于化学平衡的限制，反应过程中一氧化碳不可能全部转化成甲醇，为了提高原料的利用率，生产上采用循环操作，即将反应后的气体冷却，可凝组份变为液体即为粗甲醇，不凝组份如氢气及一氧化碳等部分放空，大部分经循环压缩 Bkg/h 粗甲醇 100kmol 放空气体 原料气和冷凝分离后的气体组成如下：（mol ） 组分 原料气 冷凝分离后的气体 CO H 2 CO 2 CH 4 N 2 粗甲醇的组成为CH 3OH %,(CH 3)2O %,C 3H 9OH %,H 2O %,均为重量百分率。在操作压力及温度下，其余组分均为不凝组分，但在冷凝冷却过程中可部分溶解于粗甲醇中，对1kg 粗甲醇而言，其溶解量为CO 2 ,CO ,H 2 ,CH 4 ,。若循环气与原料气之比为（摩尔比），试计算： （1） （1） 一氧化碳的单程转换率和全程转化率； （2） （2） 甲醇的单程收率和全程收率。 解：（1）设新鲜原料气进料流量为100kmol/h ，则根据已知条件，计算进料原料化学反应工程套题
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