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2
θ
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 ??? ??+-=τ11 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： （1）流动状态特性； （2）混合状态特性； （3）传热特性 4、理想反应器包括哪些形式？试写出它们的基本设计方程式。 答案要点： 理想反应器的形式包括： （1）理想混合间歇搅拌反应器； （2）理想平推流反应器； （3）全混流反应器 基本设计方程式： （1）理想混合间歇搅拌反应器：()?-=A x A A A r dx C t 0 （2）理想平推流反应器：()?-=A x A A A r dx C 0 0τ （3）全混流反应器：() A A A r C C --=0τ 5、气固多相催化反应一共分为哪七个步骤？ 答案要点： （1）反应物从气流主体扩散到固体催化剂的外表面（外扩散过程） （2）反应物进一步向催化剂的微孔内扩散（内扩散过程） （3）反应物在催化剂的表面上被吸附（吸附过程） （4）吸附的反应物转化为反应的生成物（表面反应过程） （5）反应物从催化剂的内表面上脱附下来（脱附过程） （6）脱附下来的生成物分子从微孔内向外扩散到催化剂外表面处（内扩散过程） （7）生成物分子从催化剂外表面扩散到主体气流中被带出（外扩散过程） 6、单一反应的反应器形式及操作方式的选择根据A r -1与C A 关系可以包括三种情况，试说明这三种情况分别采用何种反应器形式及操作方式？并比较其优劣顺序。 答案要点： （1）A r -1与x A 呈单调上升（一切n>0的不可逆等温反应）： 优劣顺序：平推流-多釜串连全混流-单釜全混流； （2）A r -1与x A 呈单调下降（一切n<0的不可逆等温反应）： 优劣顺序：单釜全混流--多釜串连全混流--平推流； （3）A r -1与x A 的曲线上存在极小值（自催化反应或绝热操作的放热反应具有该特性） 优劣顺序：单釜全混流串连平推流—平推流—全混流； 五、计算题（共2小题，每题5分） 1、（5分）某反应器的脉冲示踪的测试数据如下： 应用此反应器进行一级不可逆反应，已知该反应在全混流反应器内进行时，当在相同的τ下，其出口转化率82.0=A x ，试求该反应在本反应器中进行时的出口转化率（设可按多釜串联模型模拟）。 解： （1）求该反应的平衡常数： s C C t t i i i 400 1245530080170260450540530320010=+++++++?+?+?+?+?+?+?+?===∑∑τ 根据CSTR 的设计方程可知： 1 0001139.0)82.01(82 .040) 1(-=-= -=-=s k k s x kC x C r x C A A A A A A A τ （2）多釜串联模型计算转化率： 釜取842.81188 .0111188.01600190190 400 124553008017026045054053032001022222 222222222 22 →=== === =-+++++++?+?+?+?+?+?+?+?=-=∑∑θθσσσσN t t Ci Ci t t i t 转化率： 973.08401139.011111 18=??? ??+-=??????+-=N A N k x τ 2、（5分）在一固定床反应器中装填mm 6φ球型催化剂进行A P 的一级不可逆反应。在反应条件下外扩散影响可以忽略，本征动力学方程为： /s.kgCat m 104.52k t mol/s.kgCa 33-?==-A A kC r 已知C A0=1mol/m 3，有效扩散系数De 为s cm /1053 3-?，颗粒密度3/1000m kg =ρ，要求A 的转化率为80%，每天生产100kmol 的产品P ，试求： （1） 该过程的宏观反应速率； （2） 为达到工艺所要求的生产能力，需装填多少公斤的催化剂？ （注：单位颗粒体积速率常数k v 与床层本征动力学常数k 间的关系为：ρ?=k k v ， 当3>s φ时，1tanh ≈s φ） 解： （1）宏观反应速率： s m mol kC kC r De kv R s k kv AG AS obs s s s p s ./338.1296.002.91102.931tanh 1302.91010552.410352.434321 ====??????-=??????-= =???===?=----ηηφφφηφρ （2）填装催化剂的量W ： kg x kC x F x kC F W x kC dx F W A A A P A A A A A A A 51511ln 11ln ) 1(00000=-=-=-=? 六、论述题（共2小题，每题10分） 1、化学反应工程研究和核心问题是“三传一反”，何谓“三传一反”？对于规模放大后的工程问题往往会出现“放大效应”，你对“放大效应”是如何理解的？放大效应是否具有科学的必然性？ 答案要点： （1）三传一反：质量传递、热量传递、动量传递和反应动力学 （2）装置中的“三传”是极其复杂的，规模放大时的“三传”也随之发生变化，即出现“放大效应”，因此要解决好装置的放大效应，就必须对反应器内流体的三传（传热、传质、动量传递）有一个十分清晰的认识； （3）放大效应不具备科学的必然性。 2、试从“三传一反”的角度出发简要论述催化裂化多相反应器为何选择流化床提升管反应器型式，而不选用固定床反应器的原因。 答案要点： （1） 当催化剂的活性寿命：重油催化裂化过程催化剂结炭速率很快，活性下降很快，频 繁更换催化剂从经济上讲是不合理的，提升管催化裂化装置存在反应再生系统，失活的催化剂可以通过再生系统再生后重复进入反应器进行反应； （2） 质量传递因素：重油是一些大分子的烃类组成的具有粘稠状的物质，反应器控制步 骤一般为催化剂的颗粒内扩散，因此，提高反应的速率的方法是尽可能减少催化剂 的颗粒直径，流化床催化裂化催化剂一般为粉状，可以在很大程度上解决内扩散的问题。若采用固定床，装填粉状催化剂颗粒将导致很高床层压降，动力消耗较大，从在经济上也是不合理的。 . 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（ ） 一、填空题（本大题共14小题，每空1分，共20分） 请在每小题的空格上，填入正确的答案 1.固体催化剂的主要组成有主催化剂（活性成份），___助催化剂_和____载体____。 2.化学反应过程按操作方法分为__连续操作、分批式操作(或间隙操作)、半分批式（半间隙）操作。 3.均相反应是指 参与反应的物质均处于同一相 。 4.关键反应组分K 的转化率的定义式为0 0k k k k n n n x -=(或用相应的文字表述)_。 5.生成目的产物的反应称为____主反应 _，其它的均称为____副反应__。 6.平行反应P A →(主反应)；S A →(副反应)，主副反应均为一级不可逆反应，若主E ＞ 副E ，选择性S p 与浓度无关，仅是__温度_ 的函数。 7.链反应的三个阶段为链的引发、_链增长 、链终长。 8.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_内扩散__和__外扩散_的影响。 9.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（或容积扩散）_。 10. 实际反应器中停留时间分布密度E(t)的方差2 θσ为_____0~1___。 11.具有良好搅拌装置的釜式反应器按___理想混合(或全混流)___反应器处理。 12.对于恒容的平推流管式反应器___平均停留时间(或-t ) 、__空时(或τ)_、反应时间一致。 13.对于反应级数n ＜0的反应，为降低反应器容积，应选用___全混流(或完全混合）_反应器为宜。 14.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_。 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. 平行反应P A →(主反应)；S A →(副反应)，主副反应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____。 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》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 。 专业资料 一、填空题（本大题共14小题，每空1分，共20分） 请在每小题的空格上，填入正确的答案 1.固体催化剂的主要组成有主催化剂（活性成份），___助催化剂_和____载体____。 2.化学反应过程按操作法分为__连续操作、分批式操作(或间隙操作)、半分批式（半间隙） 操作。 3.均相反应是指 参与反应的物质均处于同一相 。 4.关键反应组分K 的转化率的定义式为0 0k k k k n n n x -=(或用相应的文字表述)_。 5.生成目的产物的反应称为____主反应 _，其它的均称为____副反应__。 6.平行反应P A →(主反应)；S A →(副反应)，主副反应均为一级不可逆反应，若主E ＞ 副E ，选择性S p 与浓度无关，仅是__温度_ 的函数。 7.链反应的三个阶段为链的引发、_链增长 、链终长。 8.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_扩散__和__外扩散_的 影响。 9.对于多性的催化剂，分子扩散很复杂，当径较大时，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（或容积扩散）_。 10. 实际反应器中停留时间分布密度E(t)的差2θσ为_____0~1___。 11.具有良好搅拌装置的釜式反应器按___理想混合(或全混流)___反应器处理。 12.对于恒容的平推流管式反应器___平均停留时间(或-t ) 、__空时(或τ)_、反应时间一致。 13.对于反应级数n ＜0的反应，为降低反应器容积，应选用___全混流(或完全混合）_反 应器为宜。 14.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_。 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. 平行反应P A →(主反应)；S A →(副反应)，主副反应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____。 单选题 1. 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 ） （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 2. 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_______。（P22） （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 3. 下列单位不属于反应速率的是_______。（P13） （A ）mol/(g ﹒s) （B ）m 3/s （C ）mol/(m 2﹒s) （D ）mol/(m 3﹒s) 4．反应 A B C →+，12.50 k s -=，则反应级数为_______。（P 13） A ． 0 （ B ）1 （ C ）2 （ D ）3 5. 反应NaOH + HCl NaCl + H 2O ，已知mol s l k /1.0?=，则反应级数 n=_______。（P 13） （A ）0 （B ）1 （C ）2 （D ）3 6. 气相基元反应 B A →2，进料时反应物A 和稀释剂C 以等摩尔比加入，则膨胀率为_______。（P58） （A ）-1 （B ） （C ） （D ） 7. 下面反应器中不属于理想反应器的是_______。（P21） （A ）间歇反应器 （B ）全混流反应器 （C ）平推流反应器 （D ）膜反应器 8. 下面哪种反应器组合形式可以最大程度降低反应器体积_______。（B ） （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 9. 在间歇反应器中进行等温一级反应A → B ，0.01 /A A r C mol L s -=?，当C A0=1 mol/L 时，求反应至C A0= mol/L 所需时间t=_______秒。（P43） （A ）400 （B ）460 （C ）500 （D ）560 1、简述等温恒容平推流反应器空时、反应时间、停留时间三者关系？ 答：空时是反应器的有效容积与进料流体的容积流速之比。反应时间是反应物料进入反应器后从实际发生反应的时刻起到反应达某一程度所需的反应时间。停留时间是指反应物进入反应器的时刻算起到离开反应器内共停留了多少时间。由于平推流反应器内物料不发生返混，具有相同的停留时间且等于反应时间，恒容时的空时等于体积流速只比，所以三者相等。 2、简述非理想流动向扩散模型的特点 答：①在管内径向截面上流体具有均一的流速。②在流动方向上流体存在扩散过程，该过程类似于分子扩散，符合Fick定律。③轴向混合系数在管内为定值。④径向不存在扩散。⑤管内不存在死区或短路流 3、简述阶跃示踪法测停留时间分布的实验方法及其对应曲线？ 答：阶跃示踪发是对于定是常态的连续流动系统，在某瞬间t=0将流入系统的流体切换为含有示踪剂A且浓度为C A0的流体，同时保持系统内流动模式不变，并在切换的同时，在出口处测出出口流体中示踪剂A的浓度随时间的变化。对应的曲线为F（t），F(t)=C t /C 0。 4、简述脉冲示踪法测停留时间分布的实验方法及其对应曲线？ 答：脉冲示踪法是对于常态的连续流动系统，在某瞬间t=0将流入体系的流体切换为含有示踪剂A且浓度为C A0的流体，同时保持体系内流动模式不变，并在切换的同时，在出口处测出出口流体中示踪剂A的浓度随时间的变化。对应的曲线为F(t)，F（t）= C A /C A0 5、气-固相催化反应的动力学步骤？ 答：①反应物从气流主题向催化剂的外表面和内孔扩散。②反应物在催化剂表面上吸附。 ③吸附的反应物转化成反应的生成物。④反应生成物从催化剂表面上脱附下来。⑤脱附下来的生成物向催化剂外表面、气流主体中扩散。 6、简述双膜理论 答：该模型设想在气-液两相流的相界面处存在着呈滞留状态的气膜和液膜，而把气液两相阻力集中在这两个流体膜内，而假定气相主体和液相主题内组成均一，不存在传质阻力。组分是通过在气膜和液膜内稳定的分子扩散过程来进行传质的，通过气膜传递到相界面的溶质组分瞬间的溶于液体且达到平衡。因此，把复杂的相间传质过程模拟成串联的稳定的双模分子扩散过程的叠加，相间传质总阻力等于传质阻力的加和。 7、简述固定床反应器的优缺点？ 答：①催化剂在床层内不易磨损②床层内流体的流动接近于平推流，与返混式反应器相比，用较少的催化剂和较小的反应器③容积来获得较大的生产能力④固定床中传热较差⑤催化剂的更换必须停产进行 8、简述理想反应器的种类及其特点？ 答：通常所指的理想反应器有两类：理想混合（完全混合）反应器和平推流（活塞流或挤出流）反应器。所谓完全混合流反应器是指器内的反应流体瞬间达到完全混合，器内物料与反应器出口物料具有相同的温度和浓度。所谓平推流反应器是指器内反应物料以相同的流速和一致的方向进行，不存在不同停留时间的物料的混合，所有的物料在器内具有相同的停留时间。 9、气固催化测定本征动力学的基本要求，及其原因和采取的措施？ 答：测定气固催化本征动力学时，必须消除内、外扩散的影响，使过程属于动力学控制。 原因：仅在这种情况下的宏观动力学与本征动力学相同。措施：增大外扩散传质系数（增强对流）及催化剂颗粒的外表面积；减小催化剂颗粒体积。 10、简述建立非理想流动的流动模型的步骤？ 答：通过冷态模型实验测定实验装置的停留时间分布；根据所得的有关E（t）或F(t)的结果通过合理的简化提出可能的流动模型，并根据停留时间分布的实验数据来确定所提出的模型中所引入的模型参数；结合反应动力学数据通过模拟计算来预测反应结果;通过一定规模的热模实验来验证模型的准确性。 11、简述脉冲示踪法测停留时间分布的实验方法及其对应曲线？ 答：脉冲示踪法是在定常态操作的连续流动系统的入口处在t=0的瞬间输入一定量M克的示踪剂A，并同时在出口处记录出口物料中示踪剂的浓度随时间的变化。对应的曲线E(t)，E(t)=C t V/M 12、简述气-液反应的宏观过程：A（g）+bB（l）→产物（l）？ 答：①反应物气相组分从气相主体传递到液相界面，在界面上假定达到气液相平衡；②反应物气相组成A从气液相界面扩散入液相，并在液相内反应；③液相内的反应产物想浓度下降方向扩散，气相产物则向界面扩散 ④气相产物向气相主题扩散 13、简述气固相催化反应固定床反应器非均相模型和拟均相一维模型的特点？ 答：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。非均相模型考虑了粒子与流体间温度与浓度的差别。拟均相一维模型是忽略床层中粒子与流体的温度与浓度的差别，考虑在流体流动的方向（轴向）上有温度和浓度的变化，而在与流向垂直的截面上（径向）则是等温和等浓度的。 14、对于可逆放热反应如何选择操作温度？ 答：①对于放热反应，要使反应速率尽可能保持最大，必须随转化率的提高，按最优温度曲线相应降低温度②这是由于可逆放热反应，由于逆反应速率也随反应温度的提高而提高，净反应速率出现一极大值③而温度的进一步提高将导致正逆反应速率相等而达到化学平衡。15、停留时间分布函数F(t)的含义？ 答：在定常态下的连续稳定流动系统中，相对于某瞬间t=0流入反应器内的流体，在出口流体中停留时间小于 《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 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 《化学反应工程原理》复习思考题 第一章绪论 1、了解化学反应工程的研究容和研究法。 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程的推导步骤。 8、不同控制步骤的理想吸附模型的动力学程的推导。 9、由已知的动力学程推测反应机理。 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式的确定。 7、平推流与全混釜的组合式及其计算。 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、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部效率因子的定义。 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。 化学反应工程模拟题答案 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 2 θ σ＝ 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。 2010—2011学年第二学期期末考试试卷 一、填空（20×1ˊ=20ˊ） 1、搅拌釜式反应器主要由壳体 、 、 、换热装置四大部分组成。 2、化学动力学方程一般用表达式),(T c f r i =±表示，说明影响反应速率最主要的影响因素是 、 。 3、填料塔中的填料性能优劣衡量三要素：效率、 及 。填料综合性能评价最好的是 。 4、催化剂必须具备 、 、长寿命这三个条件。 5、气固催化反应过程化学吸附速率方程式： 、若固体吸附剂仅吸附组分A ，朗缪尔吸附等温方程： 。 6、搅拌器按 、 来进行选型。 气液相分散过程选用 ，低黏度均相液体混合选用 。 7、在系统中进行一连串反应 ，组分 A 的生成速率方程式： 、组分B 的生成速率方程式： 。 8、搅拌釜式反应器的换热装置有 、蛇管、 、列管、回流冷凝式。 9、催化剂非球形颗粒面积相当直径计算公式 a d = 。 10、催化剂失活是由玷污、烧结、 、中毒等原因造成的。 二、问答题（5×5ˊ=25ˊ） 1、 均相反应器有哪些？如何选择均相反应器？ 2、怎样理解“反应级数表明浓度对反应速率的敏感程度，活化能表明温度对反应速率的敏感程度？ 12k k A B C ??→??→ 3、气固相催化反应过程分为几个步骤并简述？ 4、理想流动模型分为哪两种类型，并简述这两种类型的各自特征？ 5、固定床催化反应器的床层空隙率ε的概念？影响因素是什么？为什么空隙率ε是固定床反应器的重要参数？ 三、计算题（10ˊ+15ˊ+15ˊ+15ˊ=55ˊ） 【3-1】 等温下在间歇反应器中进行一级不可逆液相反应A B + C ，在5min 内有40%的A 分解，在达到分解率为80%，（1）问需要多少时间？（2）若反应为二级反应，则需要多少时间？ 【3-2】在总长为4m 的固定床反应器中，反应气体以8 kg/(m 2 .s)的质量流速通过床层，流体的黏度 ，流体的密度 。如果床层中催化剂颗粒的直径为2.5mm ，床层的堆积密度为754kg/m 3，催化剂的表观密度为1300kg/m 3 ，求：（1）催化剂床层的空隙率ε ？（2）流体流动的修正雷诺数eM R ？（3）床层的压力降p ? ？ 3 2.46/f kg m ρ=51.810f Pa s μ-=?化学反应工程试卷及答案
反应工程题库
反应工程考试复习题..
反应工程总复习题(答案)
反应工程期末考试试题
化学反应工程试题集及复习题
2011年反应工程A卷参考答案
化学反应工程试题
反应工程考试复习题
化学反应工程复习题及答案
反应工程考试复习资料
《化学反应工程》试题和答案基础部分
反应工程复习题
化学反应工程考试试卷及答案
化学反应工程复习题
化学反应工程试卷
最新化学反应工程试题库
化学反应工程综合复习资料有答案
化学反应工程考试重点复习题