复习题2010反应工程自考.doc

化学反应工程复习题一、判断题1 化学计量学是研究化学反应系统中反应物和产物组成改变关系的数学表达式。2 间歇系统中，反应速率可表示为： 3各种制备好的固体催化剂通常都要经过个“活化”过程 （二章）4球形催化剂的内扩散有效因子 （三章）5理想流动模型有两种极限情况：即完全没有返混的平推流反应器和返混为极大值的全混流反应器 （三章）6实际反应器中的流动模型与理想反应器偏离的可能原因是填料或催化剂破碎 （A涡流、湍动或流体碰撞反应器中填料或催化剂引起涡流运动；B.垂直于流体流动方向截面上的流速分布不均匀；C.可能是由于填料或催化剂装填不均匀引起的沟流或短路；D.存在死区；）（五章）7在实际催化床反应器中，反应器的入口气体温度应低于催化剂的起始活性温度，而出口气体温度应高于催化剂的耐热温度。 （在实际催化床反应器中，反应器的入口气体温度应高于催化剂的起始活性温度，而出口气体温度应低于催化剂的耐热温度。）（九章）8聚合反应仅遵循加成聚合机理。 （聚合反应的机理主要有三类：加成聚合、逐步聚合和开环聚合）9化学计量式表示参加反应的各组分的数量关系。10 在相界面上进行的反应，S表示固体表面或催化剂内表面积，反应速率可表示为： （ ） 11催化剂的活化就是用一定组成的气体对催化剂进行处理。使其中的某种氧化物，氢氧化物或盐的形态存在的活性组分得到还原或进行相变，以获得催化反应所必需的活性组分和相组成。12催化剂失活的原因是催化剂破碎 （三章）13平推流模型亦称理想混合模型 （平推流模型 亦称活塞流模型或理想置换模型，是一种反混量为零的理想流动模型）（7章）14气-液-固三相反应器按反应物系的性质区分的主要类型有固体处于固定床和固体处于悬浮床两类 （气掖固三相反应器按反应物系的性质区分主要有下列类型：固相或是反应物或是产物的反应，固体为催化剂而液相为反应物或产物的气液固反应，液相为惰性相的气液固催化反应，气体为惰性相的液固反应。）九章）15自由基聚合是典型的链式反应，它主要经历链的引发和链的终止二个阶段。 （自由基聚合是典型的链式反应，它主要经历链的引发、链的生长和链的终止三个阶段。）（三章）16在平推流反应器中，反应器体积可以按计算 （在平推流反应器中，反应器体积的计算公式为：）17在化学计量式中常用等号代替化学反应方程式中表示反应方向的箭头习惯上规定化学计量式等号左边的组分为反应物，等号右边的组分为产物。18 在流-固系统中，可根据固体或催化剂单位质量W表示反应速率，即： （ ） 19已知平行反应，主副反应均为一级反应，温度对反应的选择性没有影响 （二章）20内扩散有效因子可定义为： （三章）21全混流模型亦称理想置换模型 （全混流模型亦称理想混合模型或连续搅拌槽式反应器模型，是一种返混程度为无穷大的理想化流动模型。）（五章）22在实际催化床反应器中，反应器的入口气体温度应高于催化剂的起始活性温度，而出口气体温度应低于催化剂的耐热温度。 （九章）23.自由基聚合经历链的引发、链的生长和链的终止三个阶段，链的引发方式只有引发剂引发一种形式 （自由基聚合经历链的引发、链的生长和链的终止三个阶段，链的引发方式有热引发、光引发、辐射引发和引发剂引发等多种形式）（十章）24微生物利用底物的唯一作用是合成新的细胞物质。（微生物利用底物的作用是：（1）合成新的细胞物质，（2）合成细胞外产物 （3）.提供合成反应必需的能量）二、选择题（单选）1 在间隙反应系统中进行单反应：，则反应程度可表示为 A A B. C. D. 2 化学反应，其中化学反应计量系数为1的是哪种物质 D A. B. C. 和 D. 和3 化学反应：，转化率可表示为 C A B. C. D. 4.气相反应A + B 3P + S进料时无惰性气体，A与B以11摩尔比进料，则膨胀因子为 D A. 2 B. 1 C. 1 D. 25化学反应，生成目的产物B的收率Y为 B A. B. C. D. 6下列属于均相反应的是 （B）A. 煤炭燃烧 B. 氢气燃烧 C. 离子交换 D. 加氢裂解7下列属于非均相反应的是_。（B）A. 乙酸和乙醇的酯化 B. 煤碳燃烧 C. 氢气 D. 烃类气相裂解8化学反应速率式为，如用浓度表示的速率常数为，用压力表示的速率常数为，则的值是 。（B）A. B. C. D. 9 已知单一反应：，A、B为反应物，M、N为产物，a、b、c、d为计量系数，则反应程度可表示为 A A B. C. D. 10 化学反应，其中化学反应计量系数为2的是哪种物质 D A. A B. B C. C D. D11 化学反应：，转化率可表示为 B A B. C. D. 12.气相反应2A + B 3P + S进料时无惰性气体，A与B以21摩尔比进料，则膨胀因子= C A. 1 B. 1/2 C. 1/2 D. 113 串联反应A P（目的）R + S，目的产物P的得率Y为 B A. B. C. D. 五章14催化床反应器的入口气体温度应高于催化剂的起始活性温度，而出口气体温度应 B A高于催化剂的耐热温度 B. 低于催化剂的耐热温度 C.没有什么限限制 D.低于催化剂的起始活性温度（七章）15关于滴流床反应器，下列叙述正确的是 B A液流向下流动，气流向上流动 B. 液流与气流并流向下流动 C. 液流与气流并流向上流动 D. 液流向上流动，气流向下流动（三章）16反应，则反应级数n为 （B）A. 0 B. 1 C. 2 D. 317在间隙反应系统中进行单反应：，则反应程度在数量上可表示为 A A B. C. D. 18 化学反应，其中化学反应计量系数为-1的是哪种物质 A A. B. C. D. 19化学反应：，转化率可表示为 C A B. C. D. 20.气相反应4A + B 3R + S进料时无惰性气体，A与B以31的摩尔比进料，则膨胀因子为 B A.2/3 B. 1/4 C. 1/4 D. 2/321.串联反应A P（目的）R + S，目的产物P与副产物S的选择性 C A. B. C. D. （七章）22工业滴流床反应器的缺点是 D A在平推流条件下操作，可获得较高转化率 B.液体滞流量较小 C.传热传质阻力较小 D.低液速操作时液流径向分布不均匀23反应3A P，已知，则反应级数n等于 （A）A. 0 B. 1 C. 2 D. 3（四章）24一级连串反应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等于 （D）A B. C. D. 三 简答题1 简述三种催化剂的制备方法。最常用的催化剂制备方法有浸渍法、沉淀法、共混合法及焙烧法。（1） 浸渍法是将载体置于含活性组分的溶液中浸泡，再经干燥、煅烧而制得。（2） 在含金属盐类的水溶液中加进沉淀剂，生成水合氧化物、碳酸盐的结晶或凝胶，将生成的沉淀物分散、洗涤、干燥、煅烧后制得催化剂（3） 共混合法是将活性组分与载体机械混合后碾压，再经挤条成形，煅烧而得。（4） 将主催化剂与多种助剂在电阻炉中高温熔融。熔融物经冷却、破碎、筛分而制得成品2简述催化剂失活的原因。催化剂失活的原因可分为：中毒、结焦、堵塞、烧结和热失活（二章）3简述气固催化反应过程的五个步骤。反应物从气流主体扩散到催化剂颗粒的外表面：反应物从外表面向催化剂的孔道内部扩散；在催化剂内部孔道所组成的内表面上进行催化反应，产物从内表面扩散到外表面：产物从外表面扩散到气流主体。（七章）4气-液-固三相反应器按反应物系的性质区分的主要类型。（气掖固三相反应器按反应物系的性质区分主要有下列类型：固相或是反应物或是产物的反应，固体为催化剂而液相为反应物或产物的气液固反应，液相为惰性相的气液固催化反应，气体为惰性相的液固反应。）5 催化剂的组成成分及作用。固体催化剂一般由活性组分、助催化剂和载体组成。主要起催化作用的是活性组分，常用的催化剂活性组分是金属和金属氧化物。助催化剂在催化剂中的含量很少，它们对于反应没有活性或者活性很小，但是加入到催化剂中去后却能提高催化剂的话性、选择性和稳定性。载体的主要作用是承载活性组分和助催化剂的分散剂、耦合物或支撑体，是负载活性组分的骨架，同时增大内表面积，但在一定条件下，对于某些反应，载体也具有活性，并且裁体与活性组分之间可以发生化学反应，导致具有催化性能的新的表面物种形成。6 已知平行反应，主副反应均为一级反应，试分析A的浓度和温度对反应选性的影响。（1），浓度对选择性没有影响（2），若主反应的话化能E1大于副反应的活化能E2，则温度升高，反应的选择率增加。（五章）7多段固定床绝热反应器的主要换热方式。（间接换热式 、 .原料气冷激式 、非原料式冷激式）十二章8在平推流等温积分反应器中消除外扩散影响的措施。（在同一反应管内，保持催化剂的粒度、质量空速、反应温度及进口气体组成都相同，进行改变催化剂的装量的实验。随着催化剂的装量减少，则相同质量空速的气体流速及气体质量流率都增加，如果出口转化宰相同，即说明外扩散过程的影响已消除。9 催化剂的特征。产生中间产物改变反应途径，因而降低反应活化能和加速反应速率；不能改变平衡状态和反应热催化剂必然同时加速正反应和逆反应的速率；具有选择性可使化学反应朝着所期望的方向进行，抑制不需要的副反应。10 固体催化剂的“活化”过程的作用。各种制备好的固体催化剂通常都要经过个“活化”过程。催化剂的活化就是用一定组成的气体对催化刘进行处理。使其中的某种氧化物，氢氧化物或盐的形态存在的活性组分得到还原或进行相变，以获得催化反应所必需的活性组分和相组成。（三章）11实际反应器中的流动模型与理想反应器偏离的可能原因。（1）涡流、湍动或流体碰撞反应器中填料或催化剂引起涡流运动；（2）垂直于流体流动方向截面上的流速分布不均匀；（3）可能是由于填料或催化剂装填不均匀引起的沟流或短路；（4）存在死区）（十二章）12.在平推流等温积分反应器中消除内扩散影响的措施。（消除内扩散影响的措施需要做改变粒度的预实验：在测试温度范围内，选用较高反应温度，作相同质量空速和进口气体组成但改变催化剂粒度的实验，随着催化剂粒度减小。内扩散影响减小，积分反应器出口处转化率相应地增加。当粒度减小到定程度时，出口转化率不再继续增加，便可认为在此粒度下已消除内扩散的影响。四 多选题1下列关于催化剂组成的说法正确的有 A催化剂一般由活性成分、助催化剂和载体给成；B.催化剂中起主要催化作用的物质是活性成分；C. 助催化剂对反应的活性较低或没有活性；D 助催化剂可提高催化剂的活性、选择性和稳定性；E. 载体的主要作用是承载活性组分和助催化剂的分散剂、耦合物或支撑体。2 关于催化剂内表面积正确的有 ABCD A催化剂内表面是催化反应的主要反应场所；B.催化剂的外表面与内表面相比是很小的；C.催化剂的内表面越大，所含的活性位愈多；D.测定催化剂比表面积最常用的方法是BET法；E.在气固催化反应中，催化剂的外表面是催化反应的主要反应场所。3 下列关于理想吸附模型正确的有 A理想吸附模型是由Langmuir提出的；B.催化剂表面是均匀的；C.催化剂表面具有均匀的吸附能力；D.催化剂的活性位都有相同的的吸附热和吸附活化能；E.吸附分子间没有相互作用力4已知平行反应，主副反应均为一级反应，下列分析正确的有 AC AA的浓度对反应的选择性没有影响；B.A的浓度增大，生成P的选择性增大；C. 若主反应的话化能E1大于副反应的活化能E2，则温度升高，反应的选择率增加；D. 若主反应的话化能E1小于副反应的活化能E2，则温度升高，反应的选择率增加；E. 温度对选择性没有影响(五章)5冷激式多段固定床反应的特点有 ABCD A结构简单 B.便于催化剂装填 C.无需安装冷媒管 D. 特别适用于大型催化反应器 E.可操作性差（八章）6.下列属于流固相非催化反应的有 A煤的燃烧 B.焦炭的气化 C.矿石的焙烧 D.矿石的化学浸取 E.氧化锌脱除硫化氢（第十章）7在酶催化反应中，可以作为辅因子的有 ABCD A金属离子 B.辅酶 C.辅底物 D.四氢叶酸 E.乙醇（十二章）8.平推流等温直流微分反应器的优点有 A外扩散的影响比积分反应器更易消除 B.转化率相当小 C. 单位床层体积的反应热小 D.容易做到床层等温 E.内扩散阻力易消除9下列方法可用于制备催化剂 ABCD A浸渍法 B. 沉淀法 C. 共混合法 D.熔融法 E. 机械法10下列关于催化剂的说法正确的有 全 A催化剂内表面是催化反应的主要反应场所；B.催化剂的孔容是指每克催化剂内部孔道的体积；C.测定孔容时要预先将催化剂经过真空加热处理；D.颗粒催化剂孔隙率是催化剂颗粒的孔容积与颗粒总容积之比；E.催化剂的孔容积常用氦-汞置换法来测定。11理想吸附模型的基本假定有 A催化剂表面是均匀的，催化剂表面具有均匀的吸附能力；B.催化剂的活性位都有相同的的吸附热和吸附活化能；C.吸附分子间没有相互作用力；D.吸附和脱附可以建立动态平衡；E.表面覆盖度对吸附能力的影响不可忽略(二章)12关于气固催化反应过程的叙述正确的有 全 A反应物从气流主体扩散到催化剂颗粒的外表面 B.反应物从外表面向催化剂的孔道内部扩散 C. 在催化剂内部孔道所组成的内表面上进行催化反应 D. 产物从内表面扩散到外表面 D. 产物从外表面扩散到气流主体。（三章）13实际反应器中的流动模型与理想反应器偏离的可能原因有 ABCD A涡流、湍动或流体碰撞反应器中填料或催化剂引起涡流运动；B.垂直于流体流动方向截面上的流速分布不均匀；C.可能是由于填料或催化剂装填不均匀引起的沟流或短路；D.存在死区；E.催化剂或填料破碎（八章）14流固相非催化反应具有如下特点 全 A反应类型的多样性 B.固体物料的多样性 C. 反应器形式的多样性 D.固体颗粒的转化率高 E.多数反应温度高（十章）15微生物利用底物的主要作用是 全 A生成新的细胞物质 B合成细胞外产物 C.提供合成反应必需的能量 D.维持细胞内物质的浓度与环境的差别 E. 提供细胞内转化反应必需的能量（四章）16测定停留时间分布的实验方法有 ABCD A阶跃法 B.脉冲法 C.升阶法 D.降阶法 E.氧化法五计算题（三章）1以醋酸(A)和正丁醇(B)为原料在间歇反应器中生产醋酸丁酯（C），反应式如下：操作温度为100，每批进料1kmol的A和4.96kmol的B，己知反应速率试求醋酸转化率分别为0.5、0.9和0.99所需的反应时间。己知醋酸与正丁醇的密度分别为960kgm3和740kgm3，醋酸与正丁醇的分子量分别为60和74，液体混合时体积不会发生变化。解：（1）计算反应器的有效容积由于液体混合时体积不会发生变化，每次投料为1kmolA和4.96kmolB，故有：A的体积：B的体积：（2）计算（3）计算反应时间当时当时当时（四章）2 已知某反应器的停留时间分布函数如下：试分析：（1）该反应器的流动模型 （2）该反应器的平均停留时间（3）E（t）（4）方差解：（1）反应器的流动模型根据题意，该反应器的流动模型为理想置换模型（或理想置换模型）（2）平均停留时间根据题意，该反应器的平均停留时间为20min(3) E（t）为：（4）3 在平推流反应器中进行等温一级反应，出口转化率为0.9，现将该反应移到一个等体积的全混流反应器中进行，且操作条件不变，求出口转化率是多少？解：（1）由平推流反应器的设计方程有： 已知，故有（2）由全混流反应器的设计方程有： 所以0.679（三章）4 已知反应(CH3CO)2O+H2O2CH3COOH在间歇反应器中15下进行。反应为拟一级反应，速率常数为k=5.708107 exp