反应工程总复习题(答案)
化学反应工程试题答案
一、单选题：（共60小题，每题0.5分）
1、化学反应工程是研究如下问题的学科：（A）
A、化学反应器工程问题
B、化工单元操作
C、反应器特性
D、传递特性
2、化学反应工程研究的对象是：（A）
A、化学反应器
B、单元操作
C、化工流程
D、化学工艺
3、连续操作的反应器的独立变量为（C）
A、浓度
B、反应时间
C、反应器体积大小
4、理想混合的间歇反应器的独立变量为（B）
A、反应速率
B、反应时间
C、反应空间
5、连续操作的理想混合流反应器的独立变量是：（C）
A、反应物浓度
B、反应时间
C、反应空间
6、间歇操作的反应器所具有的特点包括：（A）
A、参数随时间变化
B、参数随空间变化
C、累积量为零
D、累积量不为零
7、在对理想的全混流反应器进行物料衡算时，下面哪些量为零：（D）
A、流入量
B、流出量
C、反应量
D、累积量
8、在对定常态操作的反应器进行物料衡算时，下面哪些量为零：（D）
A、流入量
B、流出量
C、反应量
D、累积量
9、稳定的定常态操作点符合如下条件：（A）
A、移热速率大于放热速率
B、移热速率小于放热速率
C、移热速率等于放热速率
10、若CSTR的某一操作点是稳定的定常态操作点，则该操作状态具有的特点是：（C）
A、移热速率大于放热速率
B、移热速率小于放热速率
C、移热速率等于放热速率
11、在CSTR中进行一级不可逆反应，最多可以有几个定常态操作点？（D）
A、0
B、1
C、2
D、3
E、4
12、对于反应级数大于零的反应，下述情况哪种容积效果最高？（C）
A、单釜CSTR
B、多釜CSTR
C、PFR
13、对于自催化反应，下述情况哪种容积效果最高？ （A ）
A 、CSTR 串联PFR
B 、最优循环比下操作的PFR
C 、CSTR
14、稳定的定常态操作的CSTR 反应器在该操作点下列情况是必然成立的： （B ）
A 、移热速率等于放热速率
B 、移热速率大于放热速率
C 、移热速率小于放热速率
15、对于级数大于零的自催化反应，其动力学线（()
A A x ~r 1-）一般存在一个极值，下述情况哪种容积效果最高？ （D ）
A 、单釜CSTR
B 、多釜CSTR
C 、PFR
D 、CSTR 串联PFR
16、对于反应级数小于零的反应，下述情况哪种容积效果最高？ （A ）
A 、单釜CSTR
B 、多釜CSTR
C 、PFR
17、对于绝热的放热反应，下述哪种操作方式的容积效果最高？ （A ）
A 、CSTR 串联PFR
B 、最优循环比下操作的PFR
C 、CSTR
18、平推流反应器的空时与反应时间之间的关系下列哪种说法正确？ （C ）
A 、总是相等
B 、总是不相等
C 、不确定
19、全混流反应器的空时与反应时间之间的关系下列哪种说法正确？ （C ）
A 、总是相等
B 、总是不相等
C 、不确定
20、平推流反应器中进行恒温、恒压等分子气相反应时，空时与反应时间之间的关系下列哪种说法正确？ （A ）
A 、总是相等
B 、总是不相等
C 、不确定
21、间歇反应器的反应转化率与反应器大小之间下述说法哪些正确？ （B ）
A 、与反应器大小有关
B 、与反应器大小无关
C 、不确定
22、在对间歇反应器进行设计时，反应器体积大小与下述哪个因素有关？ （B ）
A 、反应时间
B 、单位时间处理量
C 、不确定
23、从反应器的停留时间分布测定中求得无因次方差98.02=θσ，则反应器可近视为： （B ）
A 、理想的平推流反应器
B 、理想的全混流反应器
C 、理想混合间歇反应器
24、从反应器的停留时间分布测定中求得无因次方差02.02=θσ，则该反应器可近视为：
（A ）
A 、理想的平推流反应器
B 、理想的全混流反应器
C 、理想混合间歇反应器
25、固定催化反应床层的空隙率B ε是影响床层流体流动特性的重要参数，一般情况下当B
ε
过大时，会导致流体如下现象产生：（B）
A、床层压降变大
B、沟流现象
C、床层热点
26、采用平推流和全混流反应器进行任意级数的反应，若反应空时相等，则平推流反应器出口转化率与全混流反应器的出口转化率之间的大小关系：（C）
A、总是大于
B、总是小于
C、不能确定
27、若脉冲法测得一反应器存在流体质点停留时间分布，则：（C）
A、一定存在返混
B、不存在返混
C、不能确定
28、若气固多相催化反应为内扩散过程所控制，可以通过下述哪种方法措施减小内扩散对反应速度的影响：（B）
A、提高流体线速度
B、减小催化剂的粒径
C、增大线速度、D增大催化剂粒径
29、若气固多相催化反应为外扩散过程所控制，可以通过下述哪种方法措施减小外扩散对反应速度的影响：（C）
A、提高流体线速度
B、减小催化剂的粒径
C、增大线速度、D增大催化剂粒径
30、若气固多相催化反应器内存在沟流现象，可以通过下述哪种措施加以改良：（B）
A、提高流体线速度
B、改善床层空隙率均一
C、增大催化剂粒径
31、若气固多相催化反应器内存在壁效应现象，可以通过下述哪种措施加以改良：（C）
A、增大催化剂粒径
B、减小反应器直径
C、增大反应器直径
32、若气固多相催化反应器内存在短路流现象，可以通过下述哪种措施加以改良：（B）
A、增大催化床层直径
B、改善床层空隙率均一
C、增大催化剂粒径
33、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：（A）
A、努森扩散
B、分子扩散
C、构型扩散
34、当分子扩散的平均自由程小于催化剂微孔直径时，分子在微孔中的扩散为：（B）
A、努森扩散
B、分子扩散
C、构型扩散
35、催化剂颗粒的有效利用系数η与催化剂的颗粒直径有关，当颗粒直径增大时，内表面利用率：（B）
A、增大
B、减小
C、不变
D、不确定
36、催化剂颗粒的有效利用系数η与反应温度有关，反应温度提高，内表面利用率：（A）
A、增大
B、减小
C、不变
D、不确定
37、均相CSTR反应器中放热S形曲线与移热直线一般有3个交点，高温区交点具有如下特征：（A）
A、稳定的定常态
B、非稳定的定常态
C、不能确定是否稳定
38、均相CSTR反应器中放热S形曲线与移热直线一般有3个交点，中温区交点具有如下特征：（B）
A、稳定的定常态
B、非稳定的定常态
C、不能确定是否稳定
39、均相CSTR反应器中放热S形曲线与移热直线一般有3个交点，低温区交点具有如下特征：（A）
A、稳定的定常态
B、非稳定的定常态
C、不能确定是否稳定
σ 0，则这个反应器近似可看作40、某反应器经脉冲示踪法测得的实验数据计算得方差2θ
为：（A）
A、理想的平推流反应器
B、理想的全混流反应器
C、理想混合间歇反应器
41、下图中①②③④⑤分别代表5股物流；a、b、c、d代表四个操作点；L1、L2、L3分别代表三条不同的关系曲线，则曲线L1代表的含义为：（B）
A、平衡温度线
B、最优温度线
C、动力学曲线
42、如上图，曲线L2代表的含义为：（A）
A、平衡温度线
B、最优温度线
C、动力学曲线
43、如上图，曲线L3代表的含义为：（C）
A、平衡温度线
B、最优温度线
C、动力学曲线
44、如上图，a点的转化率与d点的转化率之间的关系为：（B）
A、x a>x d
B、x a C、x a=x d 45、如上图，b点与c点之间存在如下关系：（C） A 、x b >x c B 、x b C 、x b =x c 46、理想平推流反应器串联的级数越多，则流体质点经过反应器后的离散程度： （C ） A 、越大 B 、越小 C 、不变 D 、不确定 47、理想全混流反应器串联的级数越多，则流体质点经过反应器后的离散程度： （B ） A 、越大 B 、越小 C 、不变 D 、不确定 48、移热速率大于放热速率是全混流反应器保持稳定操作的： （B ） A 、充分条件 B 、必要条件 C 、充分必要条件 49、可以通过下述的哪种方法减小固定催化床反应器床层阻力降P ?： （B ） A 、提高线速度 B 、提高床层空隙率 C 、提高催化剂的比表面积 50、球形催化剂进行一级不可逆反应，可以用梯尔模数值（e v s D k R =φ）的大小来判断内扩散的影响程度，若球形催化剂颗粒半径越大，则梯尔模型值越大，内扩散影响程度越则： （A ） A 、越大 B 、越小 C 、不变 51、球形催化剂进行一级不可逆反应，可以用梯尔模数值（e v s D k R =φ）的大小来判断内扩散的影响程度，若球形催化剂颗粒半径越大，催化剂颗粒的有效系数则： （A ） A 、越大 B 、越小 C 、不变 52、球形催化剂进行一级不可逆反应，可以用梯尔模数值（e v s D k R =φ）的大小来判断内扩散的影响程度，若反应物在粒内有效扩散系数越大，催化剂颗粒的有效系数则： （A ） A 、越大 B 、越小 C 、不变 53、球形催化剂进行一级不可逆反应，可以用梯尔模数值（e v s D k R =φ）的大小来判断内扩散的影响程度，若所进行的化学反应速率越快，催化剂颗粒的有效利用系数则： （B ） A 、越大 B 、越小 C 、不变 54、为了提高级数相对较高的主反应的选择性，在反应器选型时，下列哪种说法是合理的： （B ） A 、返混程度大的优于返混程度小的 B 、返混程度大的劣于返混程度小的 C 、相同 55、在一定温度下达到定常态的气固多相催化反应，粒外扩散速率总是 粒内化学反应速 率：（C） A、大于 B、小于 C、等于 56、对于多段绝热固定床反应器，采用段间换热装置的目的主要是为了（A） A、消除轴向温度梯度 B、消除径向温度梯度 C、消除轴向浓度梯度 D、消除径向浓度梯度 57、若气固多相催化反应速率被内扩散所控制，则反应物气相主体浓度C AG与催化剂颗粒外表面浓度C AS之间的关系为：（C） A、C AG大于C AS B、C AG小于C AS C、C AG等于C AS 58、若气固多相催化反应速率被外扩散所控制，则反应物气相主体浓度C AG与催化剂颗粒外表面浓度C AS之间的关系为：（A） A、C AG大于C AS B、C AG小于C AS C、C AG等于C AS 59、可逆放热反应的x-T曲线如图所示，在图中A-H各点中：反应速率为零的点为： （A） （A）A和B和C （B）D和E和F （C）G和H 60、如上图，在D、E、F三点中，反应速率由大到小的顺序为：（A） （A）D>E>F （B）D 二、多选题（共20小题，每题1分） 1、一个反应器的特性一般从如下哪几个方面进行描述？（BCE） A、体积大小 B、物质传递 C、热量传递 D、形状 E、动量传递 2、稳态连续操作的反应器特点包括： （BC ） A 、参数随时间变化 B 、参数随空间变化 C 、累积量为零 D 、累积量不为零 32、理想平推流反应器达到稳定的定常态操作时，下列哪些说法是正确的： （BC ） A 、 参数随时间变化 B 、参数随空间变化 C 、累积量为零 D 、累积量不为零 4、在对间歇反应器进行物料衡算时，下面哪些量为零： （AB ） A 、流入量 B 、流出量 C 、反应量 D 、累积量 5、全混流反应器CSTR 的特点包括： （AC ） A 、瞬间理想混合 B 、返混程度最小 C 、出口物料参数与器内相同 D 、独立变量为时间 6、平推流PFR 反应器的特点包括： （BD ） A 、瞬间理想混合 B 、返混程度为零 C 、出口物料参数与器内相同 D 、独立变量为空间 7、其一级不可逆反应在CSTR 中进行时可能有1至3个定常态操作点，则稳定的操作点可能有几个？ （ABC ） A 、没有 B 、1个 C 、2个 D 、3个 8、可以通过下述何种方式来有效消除固定床反应器的壁效应现象： （BC ） A 、增大催化剂颗粒粒径 B 、减少催化剂颗粒粒径 C 、增大反应器直径 D 、提高反应器长度 9、固定催化反应床层的空隙率B ε是影响床层流体流动特性的重要参数，一般情况下当B ε过大或床层填充不匀时，会导致流体产生： （ABC ） A 、沟流现象 B 、短路流 C 、壁效应 D 、床层热点 10、若气固多相催化反应器内存在沟流现象，可以通过下述哪种措施加以改良： （AB ） A 、减小催化剂粒径 B 、改善床层空隙率均一 C 、增大反应器直径 11、若气固多相催化反应器内存在短路流现象，可以通过下述哪种措施加以改良： （AB ） A 、增大催化床层直径 B 、改善床层空隙率均一 C 、增大催化剂粒径 12、气固多相催化反应本征动力学的推导一般涉及到下列哪些项？ （ACD ） A 、表面吸附 B 、内扩散 C 、表面反应 D 、表面脱附 E 、外扩散 13、可以通过下述的哪种方法减小固定催化床反应器床层阻力降P ?： （BC ） A、提高流体线速度 B、减少流体线速率 C、提高床层空隙率 14、多釜串联操作的全混流反应器在计算出口转化率时可采用 N AN N k x ? ? ? ? ? + - = τ 1 1 1公式 进行计算，该公式必须满足三个条件，它们是：（ABD） A、各釜温度一致 B、各釜体积相同 C、一级可逆反应 D、一级不可逆反应 15、如图所示ABC为某可逆放热气-固相催化反应的平衡曲线，DEF为最佳温度曲线，则反应速度为零的点包括：（be） a、C-F b、A-B c、D-E d、G e、C 16、对于多段绝热固定床反应器，采用段间换热装置的目的主要是为了：（AB） A、消除轴向温度梯度 B、提高反应器容积效率 C、消除轴向浓度梯度 17、为了提高级数相对较高的主反应的选择性，在反应器选型时，下列哪种做法是合理的： （BC） A、选全混流不选平推流 B、选平推流不选全混流 C、选多釜串联的全混流不选单釜全混流 D、选间歇反应器不选平推流 18、提高气固多相催化反应催化剂的有效利用系数的方法包括如下哪几项？（ACD） A、提高反应温度 B、增大催化剂的粒径 C、减少催化剂的粒径 D、改善内扩散速率 19、若气固多相催化反应速率被外扩散所控制，且所进行的催化反应为快反应，C AG代表主体浓度，C AS代表催化剂颗粒外表面浓度，下面的哪几项是合理存在的？（AC） A、C AG大于C AS B、C AG小于C AS C、C AS近似等于零 D、C AG等于C AS 20、重油催化裂化不宜选用的反应器包括：（ABD） A、固定床 B、列管式 C、流化床 D、间歇釜式反应器 三、判断题（共20小题，每题0.5分） 1、装置结构、尺寸、型式影响反应器内物料流动、混合、传热等，从而改变反应的动力学特性。（×） 2、非等分子反应体系的摩尔膨胀因子不等于零，因此不同反应时间对应的体积流率总将是不一样的。（×） 3、连续操作的反应器的空时就是物料在反应器内部反应时间。（×） 4、连续操作的反应器内部反应温度及压力等条件发生变化，则空时、空速也将发生变化。（√） 5、对于n>0的反应，PFR的容积效率总是大于间歇釜式的反应器。（√） 6、对于反应级数n>0的反应，完成相同的生产任务，采用多釜串联的全混流反应器的容积效率小于单釜操作。（×） 7、平推流反应器进行恒温恒压等分子反应时，空间时间与反应时间相等。（√） 8、采用全混流反应器进行反应级数n>0的反应，当生产任务确定后，串联的CSTR反应器级数越多，反应器的容积效率越低。（×） 9、当多相催化反应过程为外扩散过程所控制时，通过减少催化剂颗粒粒径可以显著提高宏观反应速度。（×） 10、间歇反应器的反应物达到一定的转化率与反应器体积大小无关，反应器体积大小取决于生产强度。（√） 11、对于稳态CSTR反应器内进行的化学反应，其反应速率总是固定不变的。（√） 12、定常态操作的CSTR反应器移热速率与放热速率相等，则可以认为该反应器是稳定的。（×） 13、完成相同的生产任务，对于级数大于零的反应，多釜串联的CSTR反应器容积效率总是高于单釜。（√） 14、对于反应级数n>0的反应，间歇釜式反应器的平均反应速率总是高于全混流 反应器，因此完成相同的生产任务所需要反应器体积总是小于全混流反应器。 （×） 15、脉冲实验测得某一反应器内的流体质点存在明显的停留时间分布，则可认为该反应器一定存在返混现象。 （×） 16、定常态操作的CSTR 反应器移热速率等于放热速率不足以说明该操作点是稳定的定常态操作点。 （√） 17、可以通过提高固定催化床反应器床层空隙率B ε来降低床层阻力降P ?。 （√） 18、减少催化剂颗粒粒径可以显著提高一个以内扩散为控制步骤的多相催化反应过程。 （√） 19、流体质点存在停留时间分布一定是由于返混所造成的。 （×） 20、多相催化反应催化剂的效率因子与催化剂的平均孔径相关，孔径越小，则效率因子越大。 （×） 四、简答题（共6小题，每题5分） 1、简要说明化学反应工程研究的任务主要包括哪些？ 答案要点： （1）研究反应器的三个传递特性及所进行反应的动力学特性； （2）确定反应器的型式及操作方式； （3）对反应器进行最佳设计及确定最佳的反应器条件； 2、简要说明研究化学反应工程学的基本方法包括哪些？ 答案要点： 基本方法是：模型方法，包括 （1）物料衡算模型； （2）热量衡算模型； （3）动量衡算模型； （4）反应动力学模型； （5）参数计算式。 3、简要说明反应器的特性具体包括哪些内容？ 答案要点： 2017．1反应工程 一、填空题 1、已知初始摩尔率（ｙＡ0)，写出膨胀因子A δ和膨胀率A ε的关系_____。 2、气液快速反应发生在__＿＿_膜上，写出一例气液反应器_＿_＿______。 3、可逆放热反应速度随温度升高＿_____＿__＿_______。 4、对于平行反应： S B A P B A k ?→?+?→?+21k 第一个反应为主反应，由动力学方程,有 221121r r b B a A s b B a A p C C k C C k ?=?=，ａ1<ａ2，b1>b2时,可通过____反应物A 的浓度、_____反应物B 的浓度提高主反应选择性。 5、对全混流反应器,最终选择性S 与瞬时选择性S(t)的关系为_＿__＿___。 6、D ａ准数的物理意义是＿＿＿_＿＿__＿____＿__________＿____＿＿_＿_。 7、某不可逆气固相催化反应本征活化能为150kj/ｍｏｌ，反应受内扩散控制，表观活化能约为______。 8、CS ＴR 中发生不可逆放热反应，若存在多个定态点，定态点稳定的必要条件是＿_＿___＿______＿。 9、流化床反应器鼓泡床模型中，气固催化反应主要发生在_＿＿＿_中。 10、固定床反应器忽略轴向扩散影响的条件为______＿_；忽略器壁效应影响的条件是__＿__＿＿_＿_。 11、内扩散影响严重时,Thiel ｅ模数>ψ____＿_。 二、判断题 1、活化能越高,反应速率系数对温度的变化越敏感 2、脉冲示踪法测定反应器的停留时间分布时可直接得Ｅ(t ）函数 3、努森扩散系数与系统压力成正比 4、绝热固定床反应器内,可逆放热反应一定存在热点 5、对于自催化反应，当转化率远大于最大速率点对应转化率时，全混流反应器优于活塞流反应器 6、反应级数高且要求转化率高时，宜采用全混流反应器 7、内扩散因子1>η 8、对一个气固反应，高温时无内扩散，低温时也无内扩散 9、对平行反应,主反应级数高时内扩散影响使选择性下降 10、对气固催化反应：催化剂活性提高有利于消除内扩散影响 三、简答题 . 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 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〕 3.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） 4.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。 6.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 1.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（ ）。 3. 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( ) . 4. 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 . 5. 活化能的大小直接反映了( )对温度的敏感程度. 6.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（ ）。 7.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。 8.物料在反应器的混合，依据停留时间分为（ ）（ ）。 9.按返混情况的不同，理想流动反应器可分为（ ）、（ ）、（ ）。 10.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V R 与流体特征体积流率V 0之比值为（ ）。 二、选择 1.其定义为反应器有效容积V R 与流体特征体积流率V 0之比值的量为（ ） A 反应时间t r B 停留时间t C 空间时间τD 空间速度S V 2. 下列那一项不属于间歇反应器中的非反应时间（ ） 化学反应工程试题 Company number：【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】 化学反应工程原理 一、选择题 1、气相反应CO + 3H 2CH 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 P 在间歇式反应器中，则目的产物P 的最大 浓度=max ,P C ___A____。 A. 122)(210K K K A K K C - B. 22/1120]1)/[(+K K C A C. 1 22)(120K K K A K K C - D. 22/1210 ]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. 00A P P n n n - C. 00 S S P P n n n n -- D. 00 R R P P n n n n -- 4、全混流反应器的容积效率η=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 ，30/30.2m 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_3m 。 A. B. C. D. 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. 1212)/ln(K K K K - B. 1221) /ln(K K K K - C. 2112)/ln(K K K K D. 211K 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___。 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 11、全混流反应器中有___B__个稳定的定常态操作点。 化学反应工程试题答案 一、单选题：（共60 小题，每题0.5分） 1、化学反应工程是研究如下问题的学科：（A ） A、化学反应器工程问题 B、化工单元操作 C、反应器特性 D、传递特性 2、化学反应工程研究的对象是：（A） A、化学反应器 B、单元操作 C、化工流程 D、化学工艺 3、连续操作的反应器的独立变量为（C） A、浓度 B、反应时间 C、反应器体积大小 4、理想混合的间歇反应器的独立变量为（B） A、反应速率 B、反应时间 C、反应空间 5、连续操作的理想混合流反应器的独立变量是：（C） A、反应物浓度 B、反应时间 C、反应空间 6、间歇操作的反应器所具有的特点包括：（A） A、参数随时间变化 B、参数随空间变化 C、累积量为零 D、累积量不为零 7、在对理想的全混流反应器进行物料衡算时，下面哪些量为零：（D） A、流入量 B、流出量 C、反应量 D、累积量 8、在对定常态操作的反应器进行物料衡算时，下面哪些量为零：（D） A、流入量 B、流出量 C、反应量 D、累积量 9、稳定的定常态操作点符合如下条件：（A） A、移热速率大于放热速率 B、移热速率小于放热速率 C、移热速率等于放热速率 10、若CSTR 的某一操作点是稳定的定常态操作点，则该操作状态具有的特点是：（C） A、移热速率大于放热速率 B、移热速率小于放热速率 C、移热速率等于放热速率 11、在CSTR 中进行一级不可逆反应，最多可以有几个定常态操作点？（D） A、0 B、1 C、2 D、3 E、4 12、对于反应级数大于零的反应，下述情况哪种容积效果最高？（C） A、单釜CSTR B、多釜CSTR C、PFR 反应工程期末考试试题集团文件发布号：（9816-UATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY- 化学反应过程 简答填空名词解释 1.任何化工生产，从原料到产品都可以概括为原料预处理，化学反应过程和产物 的后处理三个组成部分，而化学反应过程是整个化工生产的核心。 2.工业反应器中对反应结果产生影响的主要物理过程是：1，由物料的不均匀混合 和停留时间不同引起的传质过程；2，由化学反应的热效应产生的传热过程； 3，多相催化反应中在催化剂微孔内的扩散与传热过程。 3.化学反应和反应器的分类：1.按反应系统设计的相态分类分为：○1均相反应， 包括气相均相反应和液相均相反应；○2非均相反应，包括气-固相、气-液相、液-固相、气-液-固相反应。2.按操作方式分类分为：间歇操作，连续操作和半连续操作。3.按反应器型式来分类分为：管式反应器，槽式反应器和塔式反应器。4.按传热条件分为：等温反应器，绝热反应器和非等温绝热反应器。化学反应工程的基本研究方法是数学模型法。 4.反应速率：单位反应体系内反应程度随时间的变化率。 5.反应动力学方程：定量描述反应速率与影响反应速率因素之间的关系式。 6.半衰期：反应转化率从0变成50%所需时间称为该反应的半衰期。 7.建立动力学方程的方法有：积分法、微分法、最小方差分析法。 8.反应器开发的三个任务：○1根据化学反应动力学特性来选择合适的反应器型 式；○2结合动力学和反应器两方面特性来确定操作方式和优化操作条件；○3根据给定的产量对反应装置进行设计计算，确定反应器的几何尺寸并进行评价。 9.反应器设计计算所涉及的基础方程式就是动力学方程式、物料衡算方程式和热 量衡算方程式。 化学反应过程 简答填空名词解释 1.任何化工生产，从原料到产品都可以概括为原料预处理，化学反应过程和产物的后处理三个 组成部分，而化学反应过程是整个化工生产的核心。 2.工业反应器中对反应结果产生影响的主要物理过程是：1，由物料的不均匀混合和停留时间 不同引起的传质过程；2，由化学反应的热效应产生的传热过程；3，多相催化反应中在催化剂微孔内的扩散与传热过程。 3.化学反应和反应器的分类：1.按反应系统设计的相态分类分为：○1均相反应，包括气相均相 反应和液相均相反应；○2非均相反应，包括气-固相、气-液相、液-固相、气-液-固相反应。 2.按操作方式分类分为：间歇操作，连续操作和半连续操作。 3.按反应器型式来分类分为： 管式反应器，槽式反应器和塔式反应器。4.按传热条件分为：等温反应器，绝热反应器和非等温绝热反应器。化学反应工程的基本研究方法是数学模型法。 4.反应速率：单位反应体系内反应程度随时间的变化率。 5.反应动力学方程：定量描述反应速率与影响反应速率因素之间的关系式。 6.半衰期：反应转化率从0变成50%所需时间称为该反应的半衰期。 7.建立动力学方程的方法有：积分法、微分法、最小方差分析法。 8.反应器开发的三个任务：○1根据化学反应动力学特性来选择合适的反应器型式；○2结合动力 学和反应器两方面特性来确定操作方式和优化操作条件；○3根据给定的产量对反应装置进行设计计算，确定反应器的几何尺寸并进行评价。 9.反应器设计计算所涉及的基础方程式就是动力学方程式、物料衡算方程式和热量衡算方程式。 10.停留时间分布：在反应器中，由于流动状况不同，物料微元体在反应器中的停留时间可能是 各不相同的，存在一个分布，称为停留时间分布 11.平均停留时间：各流体微元从反应器入口到出口所经历的平均时间称为平均停留时间。 12.充分混合：指反应器内的物料在机械搅拌的作用下参数各处均一。 13.间歇反应器特性：○1由于剧烈搅拌、混合，反应器内有效空间中各未知的物料温度、浓度都 相同；○2由于一次加料，一次出料，反应过程中没有加料、出料，所有物理在反应器中停留时间相同，无返混现象；○3出料组成与反应器内物理的最终组成相同；○4为间歇操作，有辅助生产时间。 14.平推流反应器：指通过反应器的物料沿着同意方向以相同速度向前流动，像活塞一样在反应 器中向前平推。 15.理想置换反应器的特性：○1物料无返混，所有物料通过反应器时间相同。○2在垂直于流动方 向上的同一截面，不同径向未知的流体特性是一致的。○3在定常态下操作，反应器内的状态只随轴向位置改变，不随时间改变。 16.全混流反应器特性：○1物料在反应器内充分返混；○2反应器内各处物料参数均一；○3反应器 的出口组成与内物料组成相同；○4反应过程中连续进料与出料，是一定常态过程。 17.循环反应器的基本假设：反应器内为理想活塞流动；管线内不发生化学反应;整个体系处于 定常态操作。 18.PFR和CSTR的选择：转化率低的自催化反应，CSTR优于PFR；转化率高的PFR较适宜。 19.可逆反应速率总是随转化率升高而降低。可逆吸热反应速率总是随温度升高而加快，而可逆 放热反应按最佳温度曲线操作时速率最大。 20.平行反应：反应物能同时进行两个或两个以上的反应。称之为平行反映 21.连串反应：指反应产物能进一步反应成其他副产物的过程。 22.连串反应中，为了提高目的产物的收率，应尽可能使k1/k2比值增加，使c A度增加，c P浓度 《化学反应工程》期末考试试题A 卷参考答案 一、填空（每空3分，共24分） 1、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 。 2、气体在固体表面上的吸附中物理吸附是靠__分子引力__结合的，而化学吸附是靠__化学键__结合的。 3、在等温活塞流反应器中进行一级均相反应，反应器体积不变，进口浓度C A0从1mol/L 增加到2mol/L ，如果出口转化率不变，则进料体积流量V 0必须 不变 ； 4、活化能的大小直接反映了___反应速率 _____对温度的敏感程度。 5、对于等温下进行串联反应S P A k k ?→??→? 21，在达到相同转化率的情况下，平推流反应器的效果 优于 全混流反应器。 6、用阶跃示踪法测停留时间分布时，通入示踪物5秒后测得F(t)=0.8，这说明通过该反应器的流体中80%的停留时间为 小于等于5秒 ，20%停留时间为 大于5秒 。 二、选择题（每题3分，共24分） 1、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 2、全混流反应器停留时间分布特征值方差2θσ为 B 。 A 、0 B 、1 C 、t D 、∞ 3、气相反应2423CO H CH H O +?+，进料时无惰性气体，CO 与2H 以1∶2摩尔比进料，则膨胀因子c o δ= A 。 A . -2 B. -1 C. 1 D. 2 4.反应级数n= C 时微观流体和宏观流体具有相同的反应结果。 A. 0 B. 0.5 C. 1 D. 2 5、对于单一反应组分的平行反应((A S A P →→主），副），其瞬间收率A ?随A C 增大而单调下降，则最适合的反应器为 A 。 A.全混流反应器 B. 全混流串接平推流反应器 C. 多釜串联全混流反应器 D. 平推流反应器 6. 阶跃示踪法测定停留时间分布对应曲线为 B 。 A. E （t ）曲线 B. F （t ）曲线 C. I （t ）曲线 D. y （t ）曲线 7、反应物A 的水溶液在等温全混流反应器中进行两级反应，出口转化率为0.4，若改为等体积的活塞流反应器中进行，则出口转化率为 C 。 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 P 在间歇式反应器中，则目的产物P 的最大浓度=max ,P C ___A____。 A. 122)(210K K K A K K C - B. 22/1120]1)/[(+K K C A C. 122 )(120K K K A K K C - D. 22/1210]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 --0 0 B. 00A P P n n n - C. 00 S S P P n n n n -- D. 00R R P P n n n n -- 4、全混流反应器的容积效率η=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 ，30/30.2m 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_3m 。 化环09030904反应工程复习大纲 一. 填空题 1.化学反应速率可以表为前提是▁▁▁▁。（反应体积恒定 考点：反应速率的定义，恒容） 2.化学反应过程按操作方法分为_______、_______、_______操作。（间歇操作、连续操作、半间歇操作）（理解连续与间歇） 3. 对于反应，则_______。（）（考点：反应物和产物的速率之比等于其化学计量系数之比） 4化学反应速率式为，用浓度表示的速率常数为，假定符合理想气体状态方程，如用压力表示的速率常数，则=_______。（）（以浓度表示的速率常数与分压速率常数的换算关系） 5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，该步骤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_______。（拟平衡态） （考点：理解拟平衡态、速率控制步骤的定义，用于推导非基元反应动力学） 6如果平行反应均为一级不可逆反应，若＞，提高选择性应_______。(提高温度)（考点：主反应活化能大于副反应活化能，升温提高选择性，反之则反，还应注意主反应级数高于副反应级数时应采用高浓度操作，对应应该采用什么样的加料方式或什么类型的反应器？） 7一级连串反应在平推流反应器中，为提高目的产物P的收率，应 ______。（降低）（考点：提高连串反应选择性的途径，还包括间歇反应釜中的最佳反应时间和连续反应器的体积（OR空时OR停留时间）问题） 8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。物理吸附的吸附热要_______化学吸附热，物理吸附是_______分子层吸附，而化学吸附是_______分子层吸附（范德华力、化学键力、小于、多、单）（考点：比较物理和化学吸附的区别，包括结合力）吸附层数，吸附热等区别） 9气体在固体表面上发生吸附时，描述在一定温度下气体饱和吸附量与吸附压力（或吸附物质在相中浓度）的关系式称为_______。（吸附等温方程）（吸附等温式的定义，注意是饱和吸附量） 10.在轴扩散模型中，彼克莱准数_______，（）Pe很大时，即扩散系数相对非常小，反应器中物料的流动形态接近______。（平推流或活塞 高等反应工程试题,2011.10 计算题 1.某一级不可逆气-固催化反应,其反应速率为()() 3 6 ./10-cm s mol kc r A A -== 当℃400,0133/103 MPa L mol c A -=时,若要求催化剂扩散对总速率基本上不发生影响,问 催化剂历经如改变。已知D e =10-3cm 2/s 。 解：()113 2 6 1010 1010------=?==s kc r A A 若要求催化剂扩散对总速率基本上不发生影响，即 ,11,95.0e P D k R φη即mm cm R P 11.010 10 13 ==<-- 2.用直径为6mm 的球形催化剂进行一级不可逆反应A →P+R 。气相主体中A 的摩尔分率为 y A =0.5，操作压力p=0.10133MPa ，反应温度T=500℃。已知单位体积床层的反应速率常数为0.333s -1，床层空隙率为0.5，组分A 在颗粒有效扩散系数为0.00296cm 2/s ，外扩散传质系数为40m/h ，试计算： 1）催化剂部效率因子为多少？扩散影响是否重？ 2）催化剂外表面浓度为多少？外扩散影响是否重？ 3）计算表观反应速率。 解：1） ()52.011 35 .45.0100296.0333 .03.0)1(=??? ? ??-==-=-=φφφηεφth D k R e P 显然扩散影响重。 2）表观反应速率为 () ()()3 3 323/00765.003.1/00788.0773082.05.010133.00312.05003600 40333 .052.0/50010 65.016/16)m kmol c c m kmol RT py c a k k c c c m m d a kc c c a k R Ab As A Ab g As As Ab p As As Ab g ===??===??==-=?-= -==-=-ηεη床层 显然，外扩散影响不重。 3）外扩散影响是否重 ())/(00128.0)00765.000788.0(5003600 40 3s m kmol c c a k R As Ab g =-?= -= 《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) 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 《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. 2. 物料衡算和能量衡算的一般表达式为 输入-输出=累 积 。 3. 着眼组分A 转化率x A 的定义式为 x A =(n A0-n A )/n A0 。 4. 总反应级数不可能大于 3 。 5. 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 。 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 m 3/kg ·h 。 7. 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 。 8. 反应速率常数k 与温度T 的关系为2.1010000lg +-=T k ，其活化能为 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 105 倍。 10. 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） mol 。 11. 非等分子反应2SO 2+O 2==2SO 3的膨胀因子2 SO δ等于 。 12. 非等分子反应N 2+3H 2==2NH 3的膨胀因子2 H δ等于 –2/3 。 13. 反应N 2+3H 2==2NH 3中（2 N r -）= 1/3 （2 H r -）= 1/2 3 NH r 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 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 。 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 A A x n x )1(11-+-，转化率为A A x n nx )1(1-+。 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 P 的定义为 (n P -n P0)/ (n S -n S0) 。 泰山医学院****～****学年第**学期 ****级临床医学专业本科《化学反应工程》试卷(A) 一、选择题（每小题1分，共 10 分。请将答案填在下面的表格内） 1.化学反应CO+3H 2CH 4 +H 2O ，其中化学反应计量系数为-1的是那种物质( )。 A.CO B. CH 4 C. H 2O D. CO 、 CH 4 、H 2O 2.气相反应A+3B C+D 进料时无惰性气体，A 、B 以2:1摩尔比进料，则膨胀因子δCO =（ ）。 A.2 B.1 C.-1 D.-2 3.对于一非恒容均相化学反应a A A a B B,反应组分A 的化学反应速率-v =( ) A.–v A =Vdt dn B - B. –v A =Vdt dn A - C.–v A =dt dc A - D. –v A =dt dc B - 4.全混流反应器的容积效率η=1.0，该反应的反应级数n=( )。 A. <0 B. =0 C. ≥0 D. >0 5.对于反应级n >0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.分批式操作的完全混合反应器非生产性时间t o 不包括下列哪项（ ）。 A.加料时间 B.物料冷却时间 C.反应时间 D.清洗釜所用时间 7.对于气—液相反应几乎全部在液相中进行的极慢反应，为提高反应程度，应选用（ ）装置。 A.填料塔 B.喷洒塔 C.鼓泡塔 D.板式塔 8.停留时间分布函数F(t)的定义为（ ）。 A. F(t)=dt t dF )( B. F(t)= )() (t dF t dF C. F(t)= ∞N N t D. F(t)= ∞N N 9.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 10.流化床反应器中的操作气速v o 是根据具体情况定的，一般取流化数v o /v mf 有（ ）范围内。 A. 0.1~0.4 B. 1.5~10 C. 10~15 D. 0.4~1.5 二、填空题（每空 1 分，共 20 分） 1.），它和接触时间成（ ）关系。 2. 用阿累尼乌斯方程来描述反应速度常数与反应温度的关系式（ ），对一给定反应温度升高，反应速率常数将（ ）。 3. 对于间歇系统中进行的化学反应v A A + v B B= v R R,用A 物质表示的反应进度定义为（ ）。 4. 具有良好搅拌装置的釜式反应器按（ ）反应器处理，而管径小、管子较长和流速较大的管式反应器按（ ）处理。 5. 实际流动反应器当t=0时，停留时间分布函数F(t)=（ ），当t=∞时，停留时间分布函数F(t)=（ ），停留时间分布密度函数为（ ）。 6. 催化剂失活主要是（ ）、（ ）、（ ）三类。 7. 气固相反应器主要分（ ）和（ ）两大类。 8. 气体组分在固体催化剂中的扩散过程主要形式有（ ）、（ ）、（ ）和（ ）。 9. 物料衡算式的基本表达形式为（ ）。 三、简答题（每题 6 分，共 36 分） 1. 连串反应（等温恒容下的基元反应）A k1 P k2 S 描绘组分A 、P 、S 随时间的变化关系图 。 化学反应工程考试题库（分三个部分） （一）（综合章节）复习题 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。 绪论． 1、化学 反应 工程 是 一门 研究（ 题） 2.（ ）和（ ）一 起，构成了化学反应工程的核心。〔 三传；反 应动力学〕 3. 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） 4. 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。 6. 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 1. 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 （ ）。 3. 当计量方程中计算系数的代数和等于零时，这种反应称为 （ 为 （ ） . 4. 化学反应速率式为 rA KCCACB ，如用浓度表示的速率常数为 的速率常数心则 K —（ ） K p . 5. 活化 能的 大小 直接反 映了（ ） 对温度 的敏 感程 度. 6. 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（ ）。 7. 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。 8. 物料在反应器的混合，依据停留时间分为（ ）（ ）。 ）的 科学。（ 化学 反应 的工 程问 A 的选取原则是 ） ，否则称 K C ，用压力表示 一、选择 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 ．反应(1)对A 的反应级数大于反应) 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.0.25) 3．两个等体积的全混流反应器进行串联操作，反应为一级不可逆，则第一釜的反应速率-r A1与第二釜的反应速率-r A2之间的关系为(A ．-r A1 > -r A2)。两釜反应温度相同。 4．固体催化剂之所以能起催化作用，是由于催化剂的活性中心与反应组分的气体分子主要发生(B ．化学反应)。 5．包括粒内微孔体积在内的全颗粒密度称之为(B ．颗粒密度) 6．在气固催化反应动力学研究中，内循环式无梯度反应器是一种(C. 全混流反应器)。 7．某液相反应，其反应式可写成A+C R+C 这种反应称为(B ．自催化反应) 8．高径比不大的气液连续鼓泡搅拌釜，对于其中的气相和液相的流动常可近似看成(B ．气、液均为全混流) 二、填空题 1．一不可逆反应，当反应温度从25℃升高到35℃时，反应速率增加一倍，则该反应的活化能为 52894 J ／mol 。 解：mol J E E T T R E k k /528942ln )308 12981(314.82ln )11(ln 2 112=∴=-==-=， 2．从反应器停留时间分布测定中,求得无因次方差 98.02=θσ,反应器可视为 全混流反应器,又若求得无因次方差02.02=θσ,则反应器可视为活塞流反应器。 3．有两个有效容积不等的全混流反应器串联操作，反应为二级不可逆反应A →P ，若大釜在先，小釜在后，出口转化率为x A1，小釜在先、大釜在后，则出口转化率为x A2，两种情况下，进料流速、进料浓度和反应温度均相同，比较x A1和x A2的相对大小为x A1 《化学反应工程原理》复习思考题 第一章绪论 1、了解化学反应工程的研究内容和研究方法。 2、几个常用指标的定义及计算：转化率、选择性、收率。 第二章化学反应动力学 1、化学反应速率的工程表示，气固相催化反应及气液相非均相反应反应区的取法。 2、反应速率常数的单位及其换算。 3、复杂反应的反应速率表达式（可逆、平行、连串、自催化）。 4、气固相催化反应的步骤及基本特征。 5、物理吸附与化学吸附的特点。 6、理想吸附等温方程的导出及应用（单组分吸附、解离吸附、混合吸附）。 7、气固相催化反应动力学方程的推导步骤。 8、不同控制步骤的理想吸附模型的动力学方程的推导。 9、由已知的动力学方程推测反应机理。 第三章理想间歇反应器与典型化学反应的基本特征 1、反应器设计的基本方程式。 2、理想间歇反应器的特点。 3、理想间歇反应器等温、等容一级、二级反应反应时间的计算及反应器体积的计算。 4、自催化反应的特点及最佳工艺条件的确定及最佳反应器形式的选择。 5、理想间歇反应器最优反应时间的计算. 7、可逆反应的反应速率，分析其浓度效应及温度效应。 8、平行反应选择率的浓度效应及温度效应分析。 9、平行反应反应器形式和操作方式的选择。 10、串连反应反应物及产物的浓度分布，t opt C p.max的计算。 11、串连反应的温度效应及浓度效应分析。 第四章理想管式反应器 1、理想管式反应器的特点。 2、理想管式反应器内进行一级、二级等容、变容反应的计算。 3、空时、空速、停留时间的概念及计算。 4、膨胀率、膨胀因子的定义，变分子数反应过程反应器的计算。 第五章理想连续流动釜式反应器 1、全混流反应器的特点。 2、全混流反应器的基础方程及应用。 3、全混釜中进行零级、一级、二级等温、等容反应时的解析法计算。 4、全混釜的图解计算原理及图解示意。 5、全混流反应器中的浓度分布与返混，返混对反应的影响。 6、返混产生的原因及限制返混的措施。 7、多釜串联反应器进行一级、二级不可逆反应的解析法计算。 8、多釜串联反应器的图解法计算原理。 第七章化学反应过程的优化 1、简单反应过程平推流反应器与全混流反应器的比较及反应器形式的选择。 2、多釜串连反应器串连段数的选择分析。 3、自催化反应反应器的选型分析。 4、可逆放热反应速率随温度的变化规律，平衡温度和最优温度的概念。 5、平行反应选择率的温度效应及浓度效应分析，反应器的选型，操作方式的确定。 6、串连反应影响选择率和收率的因素分析，反应器的选型及操作方式的确定。 7、平推流与全混釜的组合方式及其计算。 第八章气固相催化反应过程的传递现象 1、气固相催化反应的全过程及特点。 2、等温条件下催化剂颗粒的外部效率因子的定义。 3、外扩散、内扩散对平行反应、连串反应选择性的影响分析。 4、气体流速对外扩散的影响分析。 5、等温条件下催化剂颗粒的内部效率因子的定义。大连理工大学反应工程试题
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