化学反应工程习题.doc

化学反应工程自测试卷I.填空题1.(1)_是化学反应工程的基础。2.(1)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_。3.(2)一级连串反应在平推流反应器中，则目的产物P的最大浓度_、_。4.(1)着眼反应组分K的转化率的定义式为_。5.(2)一级连串反应在间歇式全混流反应器中，则目的产物P的最大浓度_、_。6.(1)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，则=_。7.(2)理想反应器是指_、_。8.(2)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_反应器处理。9.(2)全混流反应器稳定的定常态操作点的判据为_、_。10.(1)平推流反应器的返混为_。II.单项选择1.(2)气相反应进料时无惰性气体，与以12摩尔比进料，则膨胀因子=_。A. -2 B. -1 C. 1 D. 22.(2)一级连串反应在间歇式反应器中，则目的产物P的最大浓度_。A. B. C. D. 3.(2)串联反应A P（目的）R + S，目的产物P与副产物S的选择性=_。A. B. C. D. 4.(2)全混流反应器的容积效率=1.0时，该反应的反应级数n_。A. 0 B. =0 C. 0 D. 05.(2)对于单一反应组分的平行反应，其瞬间收率随增大而单调下降，则最适合的反应器为_。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.(2)对于反应级数n0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7.(2)一级不可逆液相反应， 出口转化率，每批操作时间，装置的生产能力为50000 kg产物R/天，=60，则反应器的体积V为_。A. 19.6 B. 20.2 C. 22.2 D. 23.48.(2)在间歇反应器中进行等温一级反应A B，当时，求反应至所需时间t=_秒。A. 400 B. 460 C. 500 D. 5609.(2)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_。A. B. C. D. 10.(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_。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III.简答题1.(5)简述均相反应及其动力学的研究内容？2.(5)对于可逆放热反应如何选择操作温度？3.(5)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？4.(5)对于反应，其活化能为；，其活化能为，当时如何选择操作温度可以提高产物的收率？5.(5)简述理想反应器的种类？IV.计算题1.(10)反应A B为n级不可逆反应。已知在300K时要使A的转化率达到20%需12.6分钟，而在340K时达到同样的转化率仅需3.20分钟，求该反应的活化能E。2.(5)气相反应在400K时的速率式，求。3.(5)现有一有效容积为0.75m3的搅拌釜反应器，其内设置有换热面积为5.0m2的冷却盘管。欲利用改反应器来进行AR的一级不可逆的液相反应，其速率常数，反应热，原料液中A的浓度，但不含反应产物R。此原料液的密度=1050g/l；定压比热（J/g）。要求原料液的进料流率为，反应器出口的反应液中。总传热系数U=209.2（KJ/m2h）。所用的冷却介质的温度为25。试全混流反应器的热稳定性的判据来确定定常态操作是否稳定。4.(10)在间歇釜中一级不可逆反应，液相反应A 2R，kmol/m3h，k=9.52109exp-7448.4/T h-1，2.3 kmol/m3，60，0，若转化率0.7，装置的生产能力为50000 kg产物R/天。求50等温操作所需反应器的有效容积？（用于非生产性操作时间t0=0.75 h）化学反应工程期中自测试卷答案( 1 )1.(1)三传一反2.(1)数学模型3.(2)、4.(1)5.(2)、6.(1)7.(2)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.(2)理想混合反应器、平推流9.(2)、10.(1)零1.(2)A2.(2)A3.(2)C4.(2)B5.(2)B6.(2)A7.(2)C8.(2)B9.(2)D10.(2)B1.(5)参与反应的各物质均处于同一个相内进行的化学反应称为均相反应。（分）均相反应动力学是研究各种因素如温度、催化剂、反应物组成和压力等对反应速率、反应产物分布的影响，（分）并确定表达这些影响因素与反应速率之间定量关系的速率方程。（分）2.(5)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；（分）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；（分）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。（分）3.(5)空时是反应器的有效容积与进料流体的容积流速之比。（分）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。（分）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。（分）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之比，所以三者相等。（分）4.(5)对于平行反应（分），所以，当时应尽可能提高反应温度，（分）方可提高R的选择性，提高R的收率。（分）5.(5)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。（分）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。（分）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移动，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。（分）1.(10)解： 分 分 即 分达20%时， 分 分式中M为常数 分 分 E=29.06（kJ/mol） 分2.(5)解： 分 分3.(5)解： 分 分 分 分该操作是稳定的。4.(10)解：反应终了时R的浓度为 分 分 分 分 分 分I.填空题1.(1)化学反应工程是一门研究_的科学。2.(1)如果平行反应均为一级不可逆反应，若，提高选择性应_。3.(1)对于反应，则_。4.(1)全混流反应器的移热速率=_。5.(1)全混流反应器的返混_。6.(1)介于非凝集态与完全凝集态之间的混合态称为_。7.(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_。8.(1)气-固相催化反应的内扩散模数_，它是表征内扩散影响的重要参数。9.(2)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。10.(1)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.(2)目前描述固定床反应器的数学模型可分为_和_的两大类。12.(3)在流化床中为了传热或控制气-固相间的接触，常在床内设置内部构件，以垂直管最为常用，它同时具有_，_并甚至_的作用。13.(1)描述流化床的鼓泡床模型，它相当于_时，乳相中气体全部下流的情况，工业上的实际操作大多属于这种情况。14.(1)双膜模型把复杂的相间传质过程模拟成_的叠加，相间传质总阻力等