化学反应考试整理

一 名词解析 1 平均选择性 指反应速度结束时生成目的产物的量与反应物消耗的量的 比值 2 流化数 操作速度与临界流化速度之比 3 收率 生成物 p 对全部转化掉的反应物 A 的分率 4 假态点 不能经受温度的微小波动 只是温度稍有波动 就将导致反应 系统转至另一稳定状态 5 对比率 目的产物生成速率与副产物生成速比 二 选择题 1 管式反应器的高径比范围为 20 30 2 热稳定条件是指 d Qg d T d Qr dT 3 当某颗粒的形状系数为 0 8 时则其相当直径的大小顺序为 Dp dp ds 4 固定反应器的收率比流化床的收率 高 5 下列液相反应 设从有利于生成 U S 出发 应选用哪种操作方式 A B S U 6 全混流反应器的容器效率 n 1 0 该反应的级数 n 0 7 当反应级数 n 0 的不可逆等温反应 为降低反应器容积 应选用 全 混流串联平推流反应器 三 填空 1 阶跃示踪法是指在 定常态 下操作的连续流动系统的入口处 在 t 0 的瞬间输入示踪剂 并同时在出口处记录物料中的 浓度变化 来描述物 料的 停留时间分布 2 反应设计的基本内容包括 物料衡算 动量衡算 和 物料衡算 动力 学方 程 3 以浓度 Ci 摩尔分率 Yi 分压 Pi 表示的反应速率式中 反应速率常数分 别为 Kc Ky 则 kc 与 kp 的关系为 kc Rg T nKp 4 在活塞反应器中进行一级不可逆反应 反应物初始浓度 CA0 转化率为 XA 当反应器体积增大 n 倍时 反应物 A 的出口浓度为 CA0 1 XA n 转化率为 1 1 XA n 5 固体粒子参与的反应中 粒子的相当直径 Dp dp ds 分别为 等表面积 等体积 等比表面 相当直径 其大小为 ds dp Dp 6 第一类条件式为 其物理意义为 i 段出口处的反应速率与 i 1 段入 口处反应速率数值相等 符号相反 7 返混 是连续反应过程一个重要的工程概念 是指停留时间不同的物 料之间的混合 8 化学吸附速率取决与 单位表面上分子碰撞数 吸附的活化能 表面 覆盖数 9 连续热反应器有两种类型 自冷自热式和外冷列管式 其中自冷是指 冷却剂在管内 自热是指自己换热 外冷是指 冷却剂在管外 列管 是指在列管内有 催化剂 10 全混流反应器的热稳定条件为 dQg Dt dQr Dt Qr Qg 数学式表示 全 混流反应器的多态指 可能存在多个定态操作点 11 生产过程中典型流程包括 原料预处理 化学反应 产品分离精制 12 固定床催化反应器主要分 绝热式 和 连续换热式 两大类 其中自 冷自热式是指冷却剂在管内自换热式反应器 外冷是冷却剂在管外 列管 是指在列管内有 催化剂 13 一级不可逆不可逆反应的动力学方程式为 rA dCA dt kCA其积分式 为 kt ln 1 1 XA 14 固体粒子参与的反应中 粒子的相当直径 Dp sp dp 6vp 1 3 ds 6Vp Sp 已知粒子的 Vp Sp 其大小为 Dp dp ds 15 测量逗留时间分布密度采用 脉冲示踪 实验法 测量逗留时间分布函 数采用 阶跃示踪 实验法 16 空时是指 进入反应器的物料通过反应器体积所需时间 当反应混合 物进入及离开反应器的组成不变时 空时越小 表明反应器的 空速 越 大 17 工业反应器三传一反是指热量传递 质量传递 动量传递与化学反应过 程 18 等体积的活塞流与全混流反应器并联 进行等温一级不可逆反应 rA KCA K 1min 1 CA0 1Kmol m3 接触时间 为 1min 则 CAf 0 2341mol m3 19 已知以气相组分 A 浓度 C 表示的速率常数为 kc 则以 A 的分压表示的速 率常数 kp RgT n kc 20 对于恒容的平推流管式反应器 流率 流向 停留时间 一致 21 三传一反 是化学反应工程的基础 22 一级连串反应 A k1 P k2 S 在平推流反应器中 则目的产物 P 的最 大浓度 Cp max CA0 k1 k2 k2 k2 k1 topt ln k2 k1 k2 k1 23 化学反应速率式为 rA Kc CA C B 如用浓度表示的速率常数为 Kc 用压 力表示的速率常数 Kp 则 Kc RgT n 指数 Kp 24 具有良好搅拌装置的釜式反应器按 全混流 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 平推流 反应器处理 25 平推流反应器返混为 零 26 离心泵产生气缚现象的原因是 启动前泵内未能充满液体而存在大量空 气导致叶轮中心形成的低压不足以形成吸入液体所需要的压强差 避免 产生气缚的方法为 启动前必须向泵内灌满液体 27 某套管换热器的冷流体的进出口温度分别为 t1 20 0C t2 40 0C T1 90 0C T2 70 oC 若两流体作并流接触 则其平均传热推动力 tm 47 2 oC 28 1a tm 10325pa 0 10325Mpa 760mmHg 10 33m H2O 29 流体传送机械的作用主要表现在 提高位能 增加速度 改变压能 和 克服阻力等 方面 30 在连续精馏操作过程中 若回流比 R 增大 则塔釜蒸发量 减少 塔 顶冷凝量 减少 塔顶产物浓度 XD增大 塔釜液浓度 Xw 减少 过程的能 耗 增大 31 离心泵的输出流量与轴转速的关系为 V V N1 N2 压头与轴速的关系 为 He He n1 n2 2 有效功率与轴转速的关系为 We We N1 N2 3 32 传热的基本方式包括 热传导 热对流 热辐射 三种 33 精馏过程中 常用 q 值来表示物料加入精馏塔的状态 当 q 0 时为 过 热蒸汽 状态加料 q 0 时为 饱和蒸汽 状态加料 0 q 1 时为 气 液混合进料状态 加料 q 前时为 饱和液体 状态加料 q 1 时为 冷 液体 状态加料 34 流体在直管内流动造成阻力损失的根本原因在于 液体的黏性 直管 阻力损失主要体现在 沿程损失和局部损失 35 在一维持定态平壁导热过程中 二层的热阻力分别为 R1 R2 推动力为 t1 和 t2 若 R1 t2 36 流体流动时的流型用 Re 的值的大小来判定 该值在 Re 4000 范围 内为湍流 在 Re 2000 范围内为层流 37 牛顿粘性定律表达式为 i dv dy 而傅立叶定律表达式为 q t n 费克 定律表达式为 J DdC dE 38 用精馏来分离液体混合物的依据为 利用各液体组分挥发性的不同 三 计算题 1 已知某均相反应 反应速率 rA kCA2 k 17 4ml ss mol min 物料密度恒 为 0 75g ml 加料流率为 7 14L min CA0 7 14mol l 反应等温 试计算下列 方案转化率各为多少 1 串联两个体积 0 25m3的全混流反应器 解 对第一个反应器 V0CA0 V0CA1 VRKCA12 解出 CA1 2 70mol l 对第二个反应器 V0CA1 V0CA2 VRKCA22解出 CA2 1 44mol L XA CA0 CA2 CA0 7 14 1 44 7 14 100 79 8 2 一个 0 25 m3全混流反应器 后接一个 0 25 m3活塞流反应器 对第一个反应器 V0CA0 V0CA1 VRKCA12 解出 CA1 2 70mol l 对第二个反应器 VR V0 CA2CA1 dCA KCA2 解出 CA2 1 02mol l XA CA0 CA2 CA0 7 14 1 02 7 14 100 85 7 3 一个 0 25 m3活塞流反应器 后接一个 0 25 m3全混流反应器 解 对第一个反应器 VR V0 CA1CA0 dCA KCA2 解出 CA1 1 32mol l 对第二个反应器 V0CA1 V0CA2 VRKCA22 解出 CA2 0 87 mol l XA CA0 CA2 CA0 7 14 0 87 7 14 100 87 9 4 某反应用阶跃法测的如下数据 求 F t 时间 min 0 5 10 15 20 25