化学反应工程作业
49. 现有一有效容积为0.75m 3
的搅拌釜反应器，其内设置有换热面积为5.0m 2
的冷却盘管。欲利用改反应器来进行A →R 的一
级不可逆的液相反应，其速率常数)(9.5525exp 100788.11
9-??????-?=h T k ，
反应热molA J H r /20921)(=?-，原料液中A 的浓度l mol C A /2.00=，但
不含反应产物R 。此原料液的密度ρ=1050g/l ；定压比热929
.2=P C （J/g ·℃）。要求原料液的进料流率为h m v /33
=，反应器
出口的反应液中l mol C A /04.0=。总传热系数U=209.2（KJ/m 2
·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T 0。 解： 50.
(CH
3CO)2 (A) + H 2O(B)2CH 3COOH(C)
乙酸酐发生水解，反应温度25℃，k=0.1556
min -1
，采用三个等体积的串联全混流釜进行
反应，每个釜体积为1800 cm 3
，求使乙酸酐
的总转化率为60%时，进料速度0v 。
解：
51.
串联全混流反应器进行一级不可逆
反应，假定各釜容积、温度相同，
,9.0,10),(92.0301===-A x h m h k γ试计算N 为1，
2，3的反应有效容积，如不考虑非生产性操作时间的条件下分批式反应器的有效容积。
解：
52.应用两个按最优容积比串联的全混流釜进行不可逆的一级液相反应，假定各釜的容积和操作温度都相同，已知此时的速率常数k=0.92h -1
，原料液的进料速度0v =10m 3
/h ，要求最终转化率
=A x 0.9，试求
V 1、V 2和总容积V 。
解：对于一级不可逆反应应有
210101
11)
1(1)1(1)1(
A A A A A A A x kC x kC x x r -=??????-??
=?-?
代入
????
????----=
?-?+-i A i A i A i
A i
A i
A r r x x x r ,1,1
,,,,111)1
(
得 ?
?????----=-)1(1
)1(11
)1(110200
12
10A A A A A A A A x kC x kC x x x kC
整理得 02212
1=+-A A A x x x
∵9.02=A x ， ∴6838.01=A x ∴
)
(35.2)6838.01(92.06838
.0)1(111h x k x A A =-=-=
τ
)(5.233101m v V ==τ
)
(35.2)9.01(92.06838
.09.0)1(2122h x k x x A A A =--=--=
τ
)(5.233202m v V ==τ
总容积)(473
21m V V V =+=
53. 用两串联全混流反应器进行一个二级不可逆等温反应，已知
在操作温度下
,10,30.2),(92.03
030113h m v m kmol C h kmol m k A ===--要求出口x A =0.9，计算该操作最优容积比)(21V V 和总容积V 。
解：3
12
02120111)1(2
])1(1[)1(A A A A A A A x kC x kC x x r -=-??=?-
?
代入
]
1
1[1)1
(1,2,0,1,1
,1
,A A A A A A r r x x x r ----=
?-
? ])1(1)1(1[1)1(2
21,2021,201,3
1,2
0A A A A A A A x kC x kC x x kC ---=
-
741.00
99.001.33112
13
1==-+-A A A A x x x x
∴
h
x kC x x A A A A 22.5)741.01(3.292.1741
.0)1(2
210011=-??=--=
τ
h
x kC x x A A A A 51.7)9.01(3.292.0741
.09.0)1(2220122=-??-=--=
τ
695.051.722
.52121===
ττV V
总容积021v V V V ?=+=τ
∴ 33.127)22.551.7(10m V
=+?=
54. 应用管径为D=12.6cm 的管式反应器来进行一级不可逆的气体A 的热分解反应，其计量方程为A=R+S ；速率方程为A A kC r =-；而k=7.8×109
exp[-19220/T](s -1
),原料为纯气体A,反应压力P=5atm 下恒压反应,T=5000
C 。=A x 0.9,0A F =1.55kmol/h,求所需反应器的管长L,停留时间t ，空时τ（理想气体）。 解：反应气体的进料体积流速为：
)/(66.195773
082.055.1300h m P RT F v A =??==
反应流体在管内的体积流速为：
P RT x y F P FRT
v A A A /)1(00δ+==
此处：00A F F =（纯气体）；0.10=A y ，
1
112=-=
A δ，P
RT C A =01
∴00
/)1(A A A C x F
v +=
而
)
1()1()1()1(0
000A A A A A A A A A A x C x x F C x F v F C +-=+-==
?-+==
A x A A
A x dx x k v V 00)1()1(1τ
∴
)(0083.0)(88.29]11
ln
2[1h s x x k
A A
==--=τ
)(0.13)126.0(14.388.291046.54442
3202m D v D V
L =????===πτπ
)
(57.1811
ln 1110s x k x dx k t A
x A A A =-=-=
?
55.
液相原料中反应物A 进入平推流反
应器中进行
R
A →2的反应，已知
s
l mol C r l V l mol C A A A ?=-==2
005.0,2,1。
求：1）当出口浓度l
mol C
A
5.0=时的进料
流0v 。
2)当进料流量min
5.00
l v
=时出口浓
度
Af
C 。
解： 56. 自催化反应 A + R → 2R ，其速率方程为：R A A C kC r =-，在70℃下等温地进行此反应，在此温度下k=1.512 m 3
/kmol ·h ；其它数据如下：=0A C 0.99 kmol/m 3
；=0R C 0.01 kmol/m 3
；=0v 10 m 3
/h ；要求反应的转化率=A x 0.99。
试求：1）在全混流反应器中反应所需的容积；
2）在平推流反应器中反应所需的容积。 解： 令
0101.099.001
.000===
A R C C a
)1(0A A A x C C -= )(000A A A A R R x a C x C C C +=+=
∴ ))(1(2
0A A A A x a x kC r +-=- 1）全混流反应器所需的容积
)
(661)99.00101.0)(99.01(99.0512.199
.010))(1(300m x a x kC x v V A A A A =+-??=+-=
2）平推流反应器所需的容积
A
A A x A x A A A
A dx x a x a kC v x a x dx kC v V A
A
???
???++-+=+-=
?
?
11111))(1(0
[]0001.1ln 100ln 0101.199.0512.110
ln 11ln )1(00+??=
??????++-+=
a x a x a kC v V A A A
)(8.603m V =
57. (A) (P) (S)
66H C ?→?k 1Cl H C 56?→?k 3246Cl H C
反应速度A A C k dt dC 1=-
；P A P
C k C k dt dC 21-=，在恒温恒容下求(a)平推
流
(b)全混流,求
P
S ，其中
)(0.111-=h k ,),(1),(5.001
2h V h k ===-τ000==S P C C ,l mol C A /10=。
解:(a)l mol k C C A A /368.0]ex p[10=-=τ
2
101k k C k C A P -=
(ττ
12
k k e e ---)=5.011
-()0
.15.0---e e =0.477mol/τ
)477.0368.0(1)(0+-=+-=P A A S C C C C =0.155mol/l
S
P P C C S =
∴=155
.0477.0=3.08
(b))(00A A C C v - =V C K A 1
τ
101k C C A A +=
∴=1
01K C A + (τ11k K =)
)(210P A P C k C k V C v -=
∴
τ
τ211k C k C A P +=
=()()τττ
210111k k C k A ++
A
C =0.5mol/l P C =0.333mol/l
S C =0.167mol/l
S
P P C C S =
=2.0
58. (A) (P) (S)
66H C ?→?k 1Cl H C 56?→?k 3246Cl H C
反应速度
A A C k dt dC 1=-
；P A P
C k C k dt dC 21-=，在恒温恒容下求等容积
的两釜串联全混流反应器内进行这一反应时,求目的产物P 的选择
性
P
S ，其中
)(0.111-=h k ,),(1),(5.001
2h V h k ===-τ000==S P C C ,l mol C A /10=。
解：等容积釜串联应有21τττ+= h 5.02/121===τττ
对第二个全混流反应器作物料衡算
2
21210)(V C k C C V A A A =-
∴
2
1121τk C C A A +=
=
2
10
)1(K C A + 5.021111===ττk k K
对于P:)()(22212210P A A A C k C k V C C V +=-
∴
)1()1(221012K K C K C A P ++=
+2
210
1)1)(1(K K C K A ++ 25.0222==τk K
2
2)5.01(1+=
A C =0.444mol/l
)
25.01()5.01(5
.022++=
P C +
2
)25.01)(5.01(5
.0++
∴2S C =1-(0.444+0.391)=0.165mol/l
2
2S P C C =165.0391
.0=2.37
59.醋酸甲酯的水解反应如下：CH 3COOCH 3 + H 2O →CH 3COOH +CH 3OH ，产物CH 3COOH 在反应中起催化剂的作用，已知反应速度与醋酸甲酯和醋酸的浓度积成正比。 （1）
在间歇反应器中进行
上述反应。醋酸甲酯和醋酸的初始浓度分别为500和50mol/m 3
。实验测得当反应时间为5400s 时，醋酸甲酯的转化率为70%，求反应速率数和最大反应速度。 （2）
如果反应改在连续搅
拌釜中进行，A χ=0.8时停留时间应为多少。
（3）
如果采用管式流动反
应器，A χ=0.8时停留时间。 解： A + B → C + D C A A C kC r =-
（1）
A γ-==-dt dC A )
)(1(0000A A C A A A
A C C kC dt
d C χχχ+-=))(1(0020A C A A A C C kC +-=χχ )
)(1(00
0A C A A A
A C C d dt kC +
-=
χχχ
?
?????
???
???
-++=
000
00
00
0ln 11A A C A C A C A A C A C C C C C C C C t kC χ
s mol m k ??=?-++?=-/10106.17.01.01.01
.07.0ln )1.01(5400500136
)19.0(2765.0))(1(50010106.12
026++-=+
-??=-∴-A A A C A A A C C r χχχχ
对A χ求导0
)9.02(2765.0)
(=+-=-A A A d r d χχ 45.0=A χ
s m mol r A ??=--32m ax /10364.8)(
（2）
s C C kC C r C r C C A C A A A A A A A A A A A 3
002
000010037.8)/)(1(?=+-=-=--=
χχχχτ
（3）对于PFR ??
+-=-=A A
A C A A A A
A A A A C C kC d C r d C χχχχχχτ0002000
0)/)(1(
s d C C C C kC A A C A A A C A A 3
00
000010258.6/111)/1(1?=???? ??++
-+=
?χχχχ
60.在一定的反应温度下A 发生下述平行反应：
R A K ?→?1
)/(0.231h m kmol C A ?=γ
S A K ?→?2
2
)
/(2.032
2h m kmol C A ?=γ
其中R 是主产物，S 是副产物。反应原料为纯的反应物A ，其初始浓度为10kmol/m 3
。在反应器出口A 的转化率为80%。反应在连续搅拌釜中进行时，A 转化为R 的选择性、R 的收率以及反应物的停留时间。 解：1）使用连续搅拌釜
∵ 212r r r A +=- ∴ )2()(210r r r C C A A A +=-=-ττ
10r C C R R τ=-
A A A A A A R C C C C C C C 2.011
4.0222
0+=+=-
∴
)(2.012.010000A A A A
A A A A R C C C C C C C χχ-+=
+-=
当8.0=A χ时，有3
/71.5m kmol C R =
3
2
2
0/15.14.022.0)(m kmol C C C C C C A
A A A A S =+-=
965.415.171
.5===
S R R C C S
714
.08.01071
.500=?==-=
A A R A A R R C C C C C χφ
V 恒定，停留时间与空时相等
h r C C R R 43.12271
.510=?=-=
τ
61. 已
的反应速率式分别为：
A A A C C k k r )(21+=-；A P C k r 1=；2
2A
s C k r =，且在反应的操作温度下1k =1.0，
=12/k k 1.5；=0A C 5mol/l ，000==S P C C ，要求反应流体的进料速率
A P(主)
S(副)
为=0v 5 m 3
/h ，出口转化率=A x 0.9。试求用单一的全混流反应器
在等温下进行此反应时所能获得的产物P 的浓度P C 以及所需的反应容积V 。 解：
2
211)(A
A A
A P m P C k C k C k r r +=-=
φ
A A P
m P C C C -=0)(φ
)
/(57.25.05.11)
5.05(1)()(2110l mol C k k k C C C A A A P =?+-?=+-=
)()()(2
2100A A A A A C k C k V r V C C v +=-=-
)(7.255.05.15.05
.45)(32
22100m C k C k C C v V A A A A =?+?=+-=
62.环氧乙烷在450℃的气相分解反应如下：C 2H 4O （g ）→ CH 4（g ）
+ CO （g ）已知在此反应
温度下反应的速率常数为0.0212min -1
，反应在恒温恒容反应器
中完成，初始时原料为纯的
环氧乙烷，初始压力为2.026×105
Pa ，试求在反应时间为50min
时反应器的总压力。
解：由k=0.0212min -1
可知该反应为一级反应
()kt P P A A
-=exp 0
t 时反应物分压为P A
C 2H 4O （g ）→ CH 4（g ） + CO （g ） P A0 0 0 P A P A0-P A P A0-P A 总压)(20A A A t
P P P P -+=
∴)exp(200kt P P P A t A -=-即)exp(20kt P P A t
--=
当t=50min 时
Pa kt P P A t 501035.3)]ex p(2[?=--=
63.醋酸在高温下可分解为乙烯酮和水，而副反应生成甲烷和二氧化碳：
O H CO CH COOH CH k 2231+=?→? 2432
CO CH COOH CH k +?→?
已知在916℃时1
21174.3,65.4--==s k s k ，试计算：
1）
99%的醋酸反应掉的时
间； 2）
在此反应条件下醋酸
转化成乙烯酮的选择性。
解：设在时间t 时乙烯酮和甲烷的浓度分别为x 和y ，初始为0A C ，则
)(01y x C k dt dx
A --= )(02y x C k dt dy
A --=
相加得 )
)(()
(021y x C k k dt y x d A --+=+ 将其积分dt
k k y x C y x d A )()()
(210+=+-+
t
k k y x C C A A )()(ln
2100
+=+-
1）
当转化率为99%时
099.0A C y x =+
s
t 549.099.011
ln 74.365.41=-+=
2）
74.365.421=
=k k y x
0549.0A C x = 0441.0A C y =
%
4.55441.0549.00
==
A A C C S
64.在1000K 于恒温恒压反应器中进行下述分解反应：
)()()(22g H g RCHO g OH RCH +→
反应速率常数0.082 l/mol ·min ，初始时含纯的RCH 2OH ，其初始压力为2.026×105
Pa ，求 1）
将20%的RCH 2OH 分解
所需时间； 2）
RCH 2OH 的浓度降低20%所需的时间。
解： )()()(22g H g RCHO g OH RCH +→ A B C t=0 n A0 0 0 t=t n A0-x x x
x n n A +=0总
由k 可知该反应为二级反应
2
22
V n k kC Vdt dx A A ==
理想气体
P
RT n V 总=
P RT x n x n k dt dx A A /)()(020+-=
∴RT kPdt
x n dx x n A A =-+2
00)
()( 将其积分
??
=??????-+-t x
A A A RT kPdt dx x n x
x n n 00
20200)()(
???
?
??-+-=
)1ln(200A A n x x n x kP RT t
当%200=A n x
，带入得
t=138min
对于0
8.0A A C V n =，应有P RT n n P RT x n x n A A A A /8.0/)(0000=+-
当9
A n x =
，带入得t=66.1min
①分
65. 等温间歇反应器反应时间与反应物浓度的关系在间歇反应器中进行等温二级反应)/(01.0,2
s l mol C r B A A A ?=-→当0A C 为1l mol /时，求反应至l mol C A /01.0=所需时间。 解:
2
01.0A A A C dt dC r =-
=
=t 01.01101.01110-
=-A A C C
t=9900s
66. 对于aA + bB → cC 反应，以浓度,,,P C i i k k P C 表示速率式中常数则其二者关系如何？ 解： 理想气体
P
RT n V 总=
b B
a A C A
C
C k r =-b
B a A
C RT
P RT P k )()(
=)
()(b a C RT k +=b B a A P P b
B a A P A
P P k r =-
P b a C k RT k =+-)
()( 67.
，其中A P C r 2=，2
A S C r =，已知
l mol C A /0.20=，000==A P C C ，求在平推流反应器中的max ,P C ？
解：
A
P A A P P dC dC C r r -=
+=-=
22
?
对上式进行积分得
A
C C A P dC C C A
A ?
+-=022
当0=A C 时，产物P 的浓度最大 ∴
l mol dC C C A A
P /386.12ln 222
20
max ,==+=?
68. 一级连串反应A S K 1
P
，A A C k r 1=-，P A P C k C k r 21-=，
进料流率为0v ，000
==A P C C ，反应在恒温恒容的条件下进行，求
在全混流釜式反应器中目的产物P 的最大浓度max ,P C ？ 解：全混釜
τ
τ10
101k C C C k C C A A A A A +=
?-=
对物料P 作物料衡算P P P Vr C v C v +=000
则有)1)(1(2110τττk k k C C A P ++=
当0=dt dC P
时，产物
P 有极大值 2
2/1120
max ,]1)/[(+=
K K C C A P
A
P(主)
S(副)
69.液相反应A →R 在一全混釜中进行，l mol C A /10=，反应速率常
数s mol l k ?=/1求： 1） 平均停留时间为1S 时该反应器的A x ； 2）
若A 的s l v /10
=，%56=A x ，求反应器的体积。
解：1）
2
2
00)1(A A A
A A A A x kC x C r x C -=-=
τ
∴00
2
=-+A A A C C C k τ
l
mol k C k C A A /618.024110
=++-=τ
τ
%380
0=-=
A A
A A C C C x 2）
2
0200)1(2/1A A A A A x kC kC C C v V -=-==
τ
带入得s 2=τ
l v V 220==
70.液相反应 A + B →P + S 在一全混釜中进行，速率常数
s m o l l k ?=/05.0，;/0.100l m o l C C B A ==求：
1）%50=A x 时，反应器的容积；
2）若进料流量为m i n /1l ，;/5.0l m o l C A =求进口料液中A 的浓度。
解：1）由s m o l l k ?=/05.0可知该反应为二级反应
且二者的反应按1：1的比例进行反应
2
00A
A B A A A A A A kC x
C kC x C r C C ==--=
τ
l x k x v v V A A 25.01
)1(2
00==-=
=τ
2）
2000A
A B A A
A A A A kC x C kC x C r C C v V ==--==
τ
带入得120=τ
l v V 220== l mol C A /25.025.005.01200=+??=
71.磷化氢的均相气相分解4PH 3 → P 4 + 6H 2，在310℃时2atm 时速率方程l s mol C r A A ?=-/1.0，磷化氢以200kg/h 的速率在平推流反应器内反应，求转化率为80%时所需反应器体积？
解：?-=A x A A A r dx F V 00
75.044
7=-=
A δ 10=A y l mol RT P C A A /042.0)273310(082.0200=+==
s
mol F A /634.136********
2000=??=
A
A A A
A A x y x C C 00
11δ+-=
∴l dx x C F x x C dx F V A A
A A x A
A A A
A A
862]75.0)175
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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
《化学反应工程》课程综合复习资料 一、填空题 1、全混流反应器的E 函数表达式为 ，其无因次方差2 θσ= ，而平推流反应器的无因次方差2θσ＝ 。 2、工业催化剂性能优劣的三种最主要的性质是 、 、和 。 3、在间歇反应器中进行一恒压气相反应32A B R +→，原料为A 和B 的混合物，其中A 含量为20%(mol)，若物料初始体积为2升，则A 转化50％时，物料的总体积为 。 4、基元反应的分子数 （可能/不可能）是小数。 5、某液相反应A R →于50℃下在间歇反应器中进行，反应物A 转化80％需要10min ，如果于相同条件下在平推流反应器中进行，则达到同样的转化率需要的空时为 ；如果同样条件下在全混流反应器中进行，达到同样的转化率需要的空时 。 6、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 和 。 7、完全混合反应器（全混流反应器）内物料的温度和浓度 ，并且 （大于/小于/等于）反应器出口物料的温度和浓度。 8、多级混合模型的唯一模型参数为 ，轴向扩散模型的唯一模型参数为： 。 9、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 ；而对于复合反应，选择反应器时主要考虑的则是 。 10、对于反应23A B R +→，各物质反应速率之间的关系为：(-r A ):(-r B ):r R ＝ 。 11、某重油催化裂化装置处理量为100吨重油/h ，未转化重油为6吨/h ，汽油产量为42吨/h ，则重油的转化率为_ _，工业上汽油的收率及选择性为_ _和_ _。 12、某反应的计量方程为A R S →+，则其反应速率表达式 。 13、反应级数 （可能/不可能）大于3， （可能/不可能）是0，基元反应的分子数 （可能/不可能）是0。 14、在一个完整的气—固相催化反应的七大步骤中，属于本征动力学范畴的三步为 、 和 。 15、在均相反应动力学中，利用实验数据求取化学反应速率方程式的两种最主要的方法为 和 。 16、对于一个在全混流反应器里进行的放热反应，一般可以出现三个定常态操作点M 1、M 2、M 3，如下图所示，其中M 1和M 3这两点我们称之为 的定常态操作点，M 2则称为 的定常态操作点。实际操作时，我们一般选择M 1、M 2、M 3中 做为操作点。 17、某一级液相反应在间歇式反应器中进行，5min 转化率为50％，则转化率达到80％需时间_____min 。 18、某反应的速率方程式为n A A r kC -= mol/(m 3 .h)，则反应级数n 为2时，k 的单位为 _。 19、某反应的计量方程为A R S →+，则其反应速率表达式 。
化学反应工程作业
49. 现有一有效容积为0.75m 3 的搅拌釜反应器，其内设置有换热面积为5.0m 2 的冷却盘管。欲利用改反应器来进行A →R 的一 级不可逆的液相反应，其速率常数)(9.5525exp 100788.11 9-??????-?=h T k ， 反应热molA J H r /20921)(=?-，原料液中A 的浓度l mol C A /2.00=，但 不含反应产物R 。此原料液的密度ρ=1050g/l ；定压比热929 .2=P C （J/g ·℃）。要求原料液的进料流率为h m v /33 =，反应器 出口的反应液中l mol C A /04.0=。总传热系数U=209.2（KJ/m 2 ·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T 0。 解： 50. (CH 3CO)2 (A) + H 2O(B)2CH 3COOH(C) 乙酸酐发生水解，反应温度25℃，k=0.1556 min -1 ，采用三个等体积的串联全混流釜进行 反应，每个釜体积为1800 cm 3 ，求使乙酸酐 的总转化率为60%时，进料速度0v 。 解： 51. 串联全混流反应器进行一级不可逆 反应，假定各釜容积、温度相同， ,9.0,10),(92.0301===-A x h m h k γ试计算N 为1，
2，3的反应有效容积，如不考虑非生产性操作时间的条件下分批式反应器的有效容积。 解： 52.应用两个按最优容积比串联的全混流釜进行不可逆的一级液相反应，假定各釜的容积和操作温度都相同，已知此时的速率常数k=0.92h -1 ，原料液的进料速度0v =10m 3 /h ，要求最终转化率 =A x 0.9，试求 V 1、V 2和总容积V 。 解：对于一级不可逆反应应有 210101 11) 1(1)1(1)1( A A A A A A A x kC x kC x x r -=??????-?? =?-? 代入 ???? ????----= ?-?+-i A i A i A i A i A i A r r x x x r ,1,1 ,,,,111)1 ( 得 ? ?????----=-)1(1 )1(11 )1(110200 12 10A A A A A A A A x kC x kC x x x kC 整理得 02212 1=+-A A A x x x ∵9.02=A x ， ∴6838.01=A x ∴ ) (35.2)6838.01(92.06838 .0)1(111h x k x A A =-=-= τ )(5.233101m v V ==τ ) (35.2)9.01(92.06838 .09.0)1(2122h x k x x A A A =--=--= τ )(5.233202m v V ==τ 总容积)(473 21m V V V =+= 53. 用两串联全混流反应器进行一个二级不可逆等温反应，已知
《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
(完整版)化学反应工程习题
化学反应工程习题 第一部分：均相反应器基本理论 1、试分别写出N 2+3H 2=2NH 3中用N 2、H 2、NH 3的浓度对时间的变化率来表示的该反应的速率；并写出这三种反应速率表达式之间的关系。 2、已知某化学计量式为 S R B A 2 121+=+的反应，其反应速率表达式为B A A C C r 5 .02=，试求反应速率B r =？；若反应的化学计量式写成S R B A +=+22，则此时反应速率A r =？为什么？ 3、某气相反应在400 o K 时的反应速率方程式为2 21061.3A A P d dP -?=- τ h kPa /，问反应速率常数的单位是什么？若将反应速率方程改写为2 1A A A kC d dn V r =?-=τ h l mol ./，该反应速率常数k 的数值、单位如何？ 4、在973 o K 和294.3×103Pa 恒压下发生下列反应：C 4H 10→2C 2H 4+H 2 。反应开始时，系统中含丁烷为116kg ，当反应完成50%时，丁烷分压以235.4×103Pa /s 的速率发生变化， 试求下列项次的变化速率：（1）乙烯分压；（2）H 2的摩尔数；（3）丁烷的摩尔分率。 5、某溶液反应：A+B →C ，开始时A 与B 摩尔数相等，没有C ，1小时后A 的转化率为75%，当在下列三种情况下，2小时后反应物A 尚有百分之几未反应掉？ （1）对A 为一级、B 为零级反应； （2）对A 、B 皆为一级反应； （3）对A 、B 皆为零级反应。 6、在一间歇反应器中进行下列液相反应： A + B = R A + R = S 已知原料组成为C A0 = 2 kmol/m 3，C B0 = 4 kmol/m 3，C R0 = C S0 = 0。反应混合物体积的变化忽略不计。反应一段时间后测得C A = 0 .3 kmol/m 3，C R = 1.5 kmol/m 3。计算这时B 和S 的浓度，并确定A 的转化率、生成R 的选择性和收率。 7、一级可逆反应A = R 在等温下进行。已知C A0 = 500mol/m 3，C R0 = 0。若该反应在一间歇反应器中进行，且在反应温度下667.0=Ae x 。经480 s 后测得333.0=A x 。（1）试确定此反应的动力学方程；（2）计算A x 分别达到0.6和0.65所需的反应时间；（3）比较计算结果，你有什么体会？
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》试题及答案 ————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期： 《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2.1010000 lg +- =T k ， 其活化能为 83.14kJ/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） 186.3kJ/mol 。 11. 非等分子反应2SO 2+O 2==2SO 3的膨胀因子2SO δ等于 -0.5 。 12. 非等分子反应N 2+3H 2==2NH 3的膨胀因子2H δ等于 –2/3 。 13. 反应N 2+3H 2==2NH 3中（2N r -）= 1/3 （2H r -）= 1/2 3NH 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) 。 19. 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 ) 。 20. 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 。 21. 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 。 22. 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 。 23. 返混的定义： 不同停留时间流体微团间的混合 。 作业名称：2015年春季网上作业2 出卷人：SA 作业总分：100 通过分数：60 起止时间： 学员成绩：95 标准题总分：100 标准题得分：95 详细信息： 题号:1 题型:单选题（请在以下几个选项中选择唯一正确答案）本题分数:5 内容: 图形: A、 B、 C、 D、 标准答案:B 学员答案:D 本题得分:0 题号:2 题型:单选题（请在以下几个选项中选择唯一正确答案）本题分数:5 内容: 对简单不可逆二级反应，根据要求的处理量、初浓度和转化率，所需的（）反应器体积最小。 A、间歇釜 B、平推流 C、全混流 D、循环反应器（β=1） 标准答案:B 学员答案:B 本题得分:5 题号:3 题型:单选题（请在以下几个选项中选择唯一正确答案）本题分数:5 内容: 在CSTR中，停留时间小于平均停留时间的流体粒子占全部粒子的百分比为（）%。 A、36.8% B、 32.6% C、 67.4% D、 63.2% 标准答案:D 学员答案:D 本题得分:5 题号:4 题型:单选题（请在以下几个选项中选择唯一正确答案）本题分数:5 内容: 可逆放热反应最优温度序列的实施，可采用多段绝热，（）的方法。 A、段间蒸发 B、段间加热 C、段间出料 D、段间冷激 标准答案:D 学员答案:D 本题得分:5 题号:5 题型:单选题（请在以下几个选项中选择唯一正确答案）本题分数:5 内容: CSTR中进行放热反应，其热平衡条件是（）。 A、Qg=0 B、 Qg<> C、 Qg>Qr D、 Qg=Qr 标准答案:D 学员答案:D 本题得分:5 题号:6 题型:单选题（请在以下几个选项中选择唯一正确答案）本题分数:5 内容: 若一气固相催化反应过程，本征级数为n级。当内扩散影响严重时，则其表观反应级数表现为（）。 A、n/2级 B、 n级 C、 (n+1)/2级 D、(n+1)级 标准答案:C 学员答案:C 本题得分:5 题号:7 题型:单选题（请在以下几个选项中选择唯一正确答案）本题分数:5 内容: 下列不存在返混的反应器是（ )。 A、间歇釜 B、流化床 C、全混釜 D、循环反应器 标准答案:A 学员答案:A 本题得分:5 题号:8 题型:单选题（请在以下几个选项中选择唯一正确答案）本题分数:5 内容: 图形: A、 《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 视窗 × 第一阶段在线作业 单选题 (共40道题) 展开 收起 1.（ 2.5分） ?A、. ?B、. ?C、. ?D、. 我的答案：C 此题得分：2.5分 2.（2.5分）对于反应级数n＞0的不可逆气相等温反应，为降低反应器体积， 应选用_______。 ?A、平推流反应器 ?B、全混流反应器 ?C、平推流串接全混流反应器 ?D、全混流串接平推流反应器 我的答案：A 此题得分：2.5分 3.（2.5分）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、越大 ?C、越小 ?D、不一定 我的答案：C 此题得分：2.5分 4.（2.5分）下面哪种反应器组合形式可以最大程度降低反应器体积_______。 ?A、平推流反应器串联 ?B、全混流反应器串联 ?C、平推流反应器并联 ?D、全混流反应器并联 我的答案：B 此题得分：2.5分 5.（2.5分） ?A、. ?B、. ?C、. ?D、. 我的答案：A 此题得分：2.5分 6.（2.5分） ?A、. ?B、. ?C、. ?D、. 我的答案：B 此题得分：2.5分 7.（2.5分）下列反应其中，_______的返混程度最小。 ?A、平推流反应器 ?B、全混流反应器 ?C、间歇反应器 ?D、流化床反应器 我的答案：A 此题得分：2.5分 8.（2.5分） ?A、. ?B、. ?C、. ?D、. 我的答案：A 此题得分：2.5分 ?A、. ?B、. ?C、. ?D、. 我的答案：C 此题得分：2.5分 10.（2.5分）分批式操作的完全混合反应器非生产性时间不包括下列哪一项__ _____。 ?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 我的答案：B 此题得分：2.5分 11.（2.5分）对于可逆放热反应，为提高反应速率应_______。 ?A、提高压力 ?B、降低压力 ?C、提高温度 ?D、降低温度 我的答案：C 此题得分：2.5分 、绪论 1. 研究对象是工业反应过程或工业反应器 研究目的是实现工业反应过程的优化 2. 决策变量：反应器结构、操作方式、工艺条件 3. 优化指标一一技术指标：反应速率、选择性、能耗 掌握转化率、收率与选择性的概念 4. 工程思维方法 1. 反应类型：简单反应、自催化、可逆、平行、串联反应 基本特征、分析判断 2. 化学反应速率的工程表示 3. 工业反应动力学规律可表示为： r i f c （G ） f T （T ） a ）浓度效应——n 工程意义是：反应速率对浓度变化的敏感程 度。 b ）温度效应——E 工程意义是：反应速率对温度变化的敏感程 度。 E ---- cal/mol , j/mol T ----- K R = 1.987cal/mol.K = 8.314 j/mol.K 化学反应动力学 反应速率= 反应量 （反应时间）（反应 已知两个温度下的反应速率常数 k , 可以按下式计算活化能 工程问题 动力学问题 三、PFR与CSTR基本方程 1.理想间歇：t V R V o c Af dC A CA0( J ) x Af dx A XA0( J ) 2.理想PFR V R V o C Af dc A C A0 ( J) C A0 x Af dx A x A 0(「A) 3. CSTR 4. 图解法 V R C A0 C A C A0X A T /C A0 0 X Af X A 四、简单反应的计算 n=1,0,2级反应特征C A C A0(1 X A)浓度、转化率、反应时间关系式 基本关系式PFR（间歇）CSTR V R C Af dC A V R C A0 C A p V。C A0 (：)m v (「A) PFF H CSTR CSTR>PFR C A0X A k p C A0 X A k p n=0 n=1 n=2 C A0 kC A . 11 k p 丁 C A C A0 k p 1吒C A0 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___。 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_______。 西工大2020年4月《化学反应工程》作业机考参考答案 试卷总分:100 得分:92 要答案：wangjiaofudao 一、单选题 (共 20 道试题,共 40 分) 1.塔式反应器，一般高径比在（）之间。 A.1—3 B.3—10 C.1—30 D.3—30 正确答案:D 2.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（）。 A.数学函数 B.数学模型 C.数学变量 D.数学参数 正确答案:B 3.固定床催化反应器中，催化剂颗粒、外各步传递过程的重要性顺序为：按传热重要性递增依次为（）。 A.层、粒、流体与粒子间 B.粒、流体与粒子间、层 C.层、流体与粒子间、粒 D.流体与粒子间、粒、层 正确答案:B 4.当床层厚度（）颗粒直径时，轴向热质扩散（轴向返混）对出口转化率所造成的影响可以忽略不计。 A.大于50倍 B.小于50倍 C.大于10倍 D.小于10倍 正确答案:A 5.若现有反应速率与浓度关系为单调递增，现有全混釜、小全混釜和平推流三个反应器，其最优组合先后次序为（）。 A.小全混釜、全混釜、平推流 B.全混釜、平推流、小全混釜 C.全混釜、小全混釜、平推流 D.平推流、小全混釜、全混釜 正确答案: 6.气液相反应的基本理论是（）。 A.吸附理论 B.双膜理论 C.渗流理论 D.不平衡增长理论 正确答案: 7.槽式反应器，一般高径比为（）。 A.大于3 B.大于30 C.1—3 D.3—30 正确答案: 8.化学反应工程中的“三传一反”中，一反是指（）。 A.传质 B.传热 C.动量传递 D.反应动力学 正确答案: 9.半衰期为20小时的放射性流体以hr-1的流量通过两个串联的全混流反应器后，其放射性衰减了（）。 A.0.9327 B.0.9534 C.0.9955 D.0.9988 正确答案: 10.在建立数学模型时，根据基础资料建立物料、热量和动量恒算式的一般式为（）。 A.累积量＝输入量 B.累积量＝输出量 C.累积量＝输入量－输出量 D.累积量＝输入量+出量 正确答案: 《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。 化学反应工程纸质作业 第一章（摩尔衡算）作业： P1-11A 在一个连续流动的反应器中反应： A B 等温进行，计算当进料的摩尔流率为5mol/h, 假设反应速率-r A 为： （a ） -r A =k ， k=0.05mol/h.L 时 （b ） -r A =kC A ， k=0.0001s -1 时 （c ） -r A =kC A 2， k=3 L/mol.h 时 消耗99%的组分A （即C A =0.01C A0）时，对CSTR 和PFR 反应器需要的反应器体积。 进料的体积流量为10L/h 。[注意：F A =C A v 。当体积流量恒定时，v=v 0, 因此，F A =C A v 0。故C A0=F A0/v 0=（5 mol/h ）/(10L/h)=0.5mol/L 。] 第二章（转化率和反应器尺寸）作业： 在体积为2.5 m 3的理想BR 中进行液相反应：A B P +→，反应温度维持在75℃，实验测定反应速率方程为：A A B r k C C -=，32.7810/.-=?k l mol s ，004/==A B C C mol l ， 0684/min =A F mol 求：（1）反应器中A 的转化率达80%时所需的时间。 （2）上述反应在PFR 中进行，A 的转化率达80%时所需反应器体积。 （3）上述反应在CSTR 中进行，A 的转化率达80%时所需反应器体积。 （4）上述反应在两个串联的PFR 中进行，A 的转化率分别为50％和80%时所需反应器体积。 （5）上述反应在两个串联的CSTR 中进行，A 的转化率分别为50％和80%时所需反应器体积。 1.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、半间歇式） 2.反应器的型式主要为（釜）式、（管）式、（塔）式、（固定）床和（流化）床。 3.理想流动模型是指（平推流）模型和（全混流）模型。 5.间歇釜式反应器有效体积不但与（反应时间）有关，还与（非生产时间）有关。 6.对于平行反应，提高反应物浓度，有利于（级数高）的反应，降低反应物浓度有利于（级数低）的反应。化工生产中应用于均相反应过程的化学反应器主要有（釜式）反应器和（管式）反应器。 7.平行反应均为一级不可逆反应，若＞，选择性S p与_______无关，仅是_______的函数。（浓度、温度）主-副大于0，是吸热反应！ 8.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) 9.理想反应器是指_______、_______。[理想混合（完全混合）反应器、平推流（活塞流或挤出流）反应器] 8.全混流反应器的返混_______。（最大）平推流反应器的返混为_______。（零） 9.对于循环操作的平推流反应器，当循环比β→0时为_______反应器，而当β→∞时则相当于_______反应器。 10.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） 11.平推流管式反应器时，E（t）=_______。（∞） 12.平推流管式反应器时，E（t）=_______。（0） 13.平推流管式反应器时，F（t）=_______。（1） 14.平推流管式反应器＜时，F（t）=_______。（0） 15.平推流管式反应器其E（θ）曲线的方差_______。（0） 16.平推流管式反应器其E（t）曲线的方差_______。（0） 17.全混流反应器t=0时E（t）=_______。（） 18.全混流反应器其E（θ）曲线的方差_______。（1） 19.全混流反应器其E（t）曲线的方差_______。（） 20.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） 21.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） 22.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） 23.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） 24.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） 25.催化作用的本质是参与反应（历程），降低反应（活化能），提高反应（速度），因而 在工业化生产时能提高（生产能力）、降低（能量消耗）。 26催化剂“三性”是指（活性）、（选择性）和（寿命）。 27.催化作用与热力学无关，因此催化剂不能催化（在热力学上不可能发生的反应）；催化剂不能改变（化学平衡）。 28.催化剂失活的主要原因有（化学失活）、（物理失活）和（结构变化）。 29.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《化学反应工程》试题及标准答案
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