反应工程题库答案自己做的

1、 ）一、是非题：（正确的打“”，错误的打“” ）1对化学反应来说，温度越高，反应速率越大，因此高温操作，可使反应器体积最小。（ PFR串联或多个CSTR）串联，其流型仍为活塞流或全混流。 （ 2多个对于零级反应，由于反应速率与反应物浓度无关，因此催化剂内扩散阻力对宏观反应速3 ）率无影响。 （ 在进行均相反应动力学实验时，既可以在间歇反应器中进行，也可以在连续流动反应器4 )中进行，但由于反应器操作方式不同，因此所得的反应动力学方程形式也是不同的。( 间歇釜式反应器改成连续操作后，由于省去了辅助时间，因此一定能提高产量。5 ） （ ）模数与反应物浓度在绝热式固定床反应器中进行一级不可逆反应，由

2、于西勒（Thiele6 ）无关，因此内扩散有效因子在床内为常数。 （22?)?() 由于全混釜的停留时间分布比任意非理想流动反应器的都宽，因此。7NFRttCSTR ） （ 在一绝热反应器中，仅当进行一级反应时，其反应温度和转化率的关系才呈线性。8 ） （一级不可逆连串反应在全混流反应器中进行的收率总是低于在间歇釜中9.在任意转化率下， 进行的收率。 的收率总是Q，在间歇反应器中进行时P10在相同的温度下，一级连串不可逆反应AP ）高于在全混流中进行的P的收率。 （ ）由于返混程度最大,故反应速率一定最小。（ 11在全混流釜式反应器中进行液相反应, ）12因为单一反应就是基元反应，因此反应级数

3、与化学计量系数相同。 （ k?A?P一自催化反应13)=kCC，由于反应级数大于零，则在达到相同的转化,若(-RPAA 。 （ ）率时，所需的V总是小于VCSTRPFR相同时，x中等温进行同一反应，若C、在间歇反应器（BR）中和活塞流反应器（PFR）14AfA0 。 ( )则t = PFRBR ）15无论是一级反应还是二级反应，流体的混合态对反应结果无影响。 （ 因此必定使反应的选择性下C （ )乙甲tt22? (28由于全混釜的返混程度比任意非理想反应器的返混程度都大。因此()NFRCSTRtt ) (100P, 在A? = 2mol/L.sR）下等温反应，已知在单一反应29.C1mol/L

4、时，（AA ） 则当C2mol/L时，（R）= 4mol/L.s 。 （ AA对于混合的非极限情况，即宏观混合和微观混合并存时，即不能按微观流体处理，也不30. ）能按宏观流体处理。 （ Da1?0.，。 31. 已知一闭式反应器的该反应器若用多釜串联模型来描述，则模型参数N=5uLr （ ）反应结构具有相同停留时间分布的两个反应器，进行同一化学反应，若操作条件相同，32 ） （ 总是相同的。 ）达到单个分子尺度的微观混合总是比达到流体微团尺度的宏观混合效果好。 （ 33 （） 34所谓单一反应，就是基元反应。 ）35幂级数动力学方程式中的反应级数是根据化学计量方程中计量系数确定的。（ 2?2

5、 ) ( 10000min可知其流型接近全混流。 36已知停留时间分布方差值 t （）37可逆放热反应的最优温度是指转化率一定时，对应于最大反应速度的温度。 ，若4038在平推流反应器内等温进行一级不可逆液相反应，反应器出中转化率可达 ()使转化率提高到80，在同样操作条件下，则反应器体积应增加一倍。多级全混釜串联，串联釜数增多，返混程度增大，釜数接近无穷多，返混程度接近全混39 ）（ 流。 ) (40气固催化反应的本征速率方程是指排除了吸附和脱附阻力后的速率方程。 设计固定床反应器应采用排除了内、外扩散阻力后的反应速率方程式。41（一定要选择的话，我选错的） 二、选择题：（正确答案可能不止一

6、个） 1在间歇反应器中等温进行一级不可逆反应AR，当转化率达90时，所需反应时间为2h，若反应改在管式反应器中进行，空时为2h，其它条件同间歇反应器，则转化率为（ B ） A 60 B. 90 C45 D75 2?为( B ) 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 C0.50 D0 )2(1)(QA?P?， EEbaabc B. bac C. cab A浓度大于临界浓度，则该过程的宏观反应速率HSO16在氨气和稀硫酸进行气液反应，若42 。 A 的阻力主要集中在 液膜内 D B气膜内相界面 C相界面和气膜内A存在和C和Cps与流体主体浓度1

7、7C气固催化反应AP，催化剂颗粒外表面浓度CPGASAG CCps应 等于），（大于差异。当过程为反应控制时，则C应 C 小于 PGASAG 趋 （趋近于C（大于 小于 等于）；当过程为传质控制时，则C AGAS 某一值）0 近于 微观流体的反应速率（大 对零级和一级不可逆反应，宏观流体的反应速率 18. 微观 于 等于），对大于一级的不可逆反应，宏观流体的反应速率 小于 ，对小于一级的不可逆反应，宏观流体的反等于） 流体的反应速率（大于 小于 等于）应速率 微观流体的反应速率（大于 。 小于0.5 C P -r已知反应191：A AA12 C R -r反应2：A AA2 ）0.25mol/L

8、时，两个反应的速率将是（D当反应物浓度由1mol/L降至 -r-r大于-r为-r的4倍 D相等的A B-r为-r的2倍 CA2A1A1A2A1A2 20间歇釜反应器中进行如下反应：S?APA?a2a1 =kC (2) r (1) rkCAA212A1A /C增大，表明C 在( C )和反应时间保持不变下，降低反应温度、釜液中CSA0P E1E2 Aala2 Bala2 C活化能k1k2?A?P?S等温恒容下进行各步均为一级不可逆串联反应 21 (A )x，调节反应温度使k2/kl降低，则P的最大得率将 若保持相同的转化率A 先增后减增大 B减小 C不变 D A3转化率，进料6022一个全混流反

9、应器，其有效容积v1=1m，进行一级不可逆反应，达3反应温度今改用两只有效容积均为量为Q，0.5m的全混流反应器串联操作进行同上反应，0l 相同，转化率要求不变，则进料量Q将)(A 02 0.5Q等于Q D等于 B. A大于Q小于0.5Q C0l0l0l0l，若大釜23有两个有效容积不等的全混流反应器串联操作，反应为二级不可逆反应AP，两种情况在先，小釜在后，出口转化率为x，小釜在先、大釜在后，则出口转化率为xA2A1 和x的相对大小为( B )下，进料流速、进料浓度和反应温度均相同，比较xA2A1 D不确定xxA2A2A2A1A1A1 24等温零级不可逆液相反应，采用下列三种方案进行：3 1

10、m的平推流反应器，转化率x (1)一个A13 的平推流反应器并联，进料流量平均分配，转化率x (2)两个0.5mA23 x的全混流反应器串联，转化率 (3)两个0.5mA3 ( C )，和x比较为、 上述三种情况进料总流速，进料浓度和反应温度相同xxA3A2A1 xxx D=x C=x Bx Axxxxx=x。A2A3A1A2A3A3A1A2A3A1A1A2 RR rA 25等温液相反应：k1C为目的产物AR 2 ；D r=k2C 2RRD 平推流反应器低转化率 (1)平推流反应器高转化率 (2) 现有如下四种方案可供选择 全混流反应器低转化率 (4)两个等容积全混流反应器串联，高转化率。 (

11、3) R的选择性着眼，适宜选择( )从提高 (4) A(1) B(2) C(3) D ，可判别该反应器返混程度( B )26已知一反应器用轴向分散模型描述，其Pe100 中等 D无返混 A很大 B很小 C 27气体分子与固体表面间发生物理吸附时，其吸附热一般在( A ) 400KJ大于mol A40200KJmol B mol以下825KJmol D4KJ C ( C )阻力后的反应速率。气固催化反应本征速率是指排除28 吸附和脱附内、外扩散 D A外扩散 B内扩散 C (B )所谓固定床积分反应器是指反应物一次通过后，转化率大于的情况。29 50 C40 D A10 B25 倍。列管式固定床

12、反应器填充的催化剂为了消除壁效应其粒径应小于反应管径的(B)30 100 B8 C503 DA?21?A?PR?A?反应器中等温进行着两个反应，当降低和A的浓度后，31 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 ) (1)的反应级数大于反应(2) B反应(1)的反应级数小于反应(2) A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) C反应OCHC+3H在恒温恒压下进行，当分解率达100+CO32. 纯二甲醚气相分解反应CH233 时，反应物系的体积为( D ) B为原体积的 A与原体积相同1/3 倍 D为原体积的3倍2 C为原体积的k?A?P两

13、个有效容积不等的全混流反应器串联操作，进行二级不可逆反应，出口33. 转化率要求一定，可采取两种串联顺序： 小釜在先，大釜在后，进料流量为Q。 (1)大釜在先，小釜在后，进料流量为Q； (2)0201 D )的比较为Q 两种情况下，进料浓度、反应温度相同，则进料流量Q，和( 0201 Q020201010102则必须满足以下条件全混流反应器进行放热反应时，要使反应器操作在稳定的定常态，34 ( C ) 放热速率 B放热速率移热速率 放热速率随温度的变化率 C移热速率随温度变化率 放热速率随温度的变化率 D移热速率随温度变化率 ( B )35表示各组分浓度变化对反应速率影响。幂数型反应速率方程式

14、中以 .反应计量系数 C反应速率常数 D反应活化能 B A反应级数平推流反应器内进行等温零级不可逆反应，则自进口起沿反应器长度方向，其36 反应速率(C ) 存在最大值逐渐减小 C保持不变 D B A逐渐增大3，现用xv=1m，进行一级不可逆反应，出口转化率为37一个全混流反应器，其有效容积A113和反应温的全混流反应器串联操作进行同上反应，进料容积流速v二个有效容积各为0.5mo xx与( C )的相对比较为，则度与上相同，出口转化率为xA2A1A2 而定视进料浓度 Dx AxxxCA0A1A2A1AlA2A2 液相等温反应：38P 为目的产物r=k P lp r=kCA2RAR2 r=kC

15、As3分批(2)全混流反应器，(3) 可有四种反应器可供选择：(1)平推流反应器，S的选择性出发，宜选(4)三台全混流反应器串联。从有利于目的产物P式完全混合反应器， 用( ) (4) A(1) B(2) C(3) D，可判别该反lOmin”39由示踪法测得一反应器的停留时间分布密度函数E(t)二去et 应器的流型为( B ) 轴向分散 D多级混合 A平推流 B全混流 C ( C )40固体催化剂之所以能起催化作用，是由于它能与反应组分的气体分子主要发生 化学吸附 D质量传递 A物理吸附 B化学反应 C)x?xF(V上正式处理实验数据得到反应速度在气固催化反应动力学研究中可由4102AA0A?

16、AO W 的实验反应器应是( C ) 无梯度反应器 D脉冲反应器 A积分反应器 B微分反应器 C均吸附于同一类活性点上，双活性之间发生反应，R、S气固催化反应A+BR+S，A、B、42)/kk(PP?PP ，则其控制步骤为( )已知其反应速率方程rSRBA )PPP?P?KP?K(1?KSARBASBR A+BR+S AA+A B S+R+ DS CR 2k1k，等温下进行，为43间歇釜中进行各步均为一级不可逆串联反应S?P?A? 的选择性( C )了提高p B应保持高的转化率的转化率接近100 A应使A C应保持较低的转化率 D转化率高低无妨乙烷在催化剂上脱氢生成乙炔，经一段时间反应后，乙炔

17、生成量不再增加，但44 乙烷仍大量存在，表明这是一个( B )反应。 C B可逆自催化 D不可逆 A慢速，现有反应器体积下，出口转化率45在一平推流反应器中进行等温一级不可逆反应A-P 为45，若将反应器体积增加一倍，则出口转化率将为( D )，操作条件均保持相同。 4590 C45 D A90 46等温一级不可逆液相反应，采用下列三种方案进行： (仅考虑反应时间所需)， (1)一个分批式完全混合反应器，容积V1 (2)一个平推流反应器，容积V，2 二个等体积全混流反应器串联，总容积为V。 (3)3 上述三种情况反应温度、物料处理量及转化率相同，则容积比较为( B ) V=VVV DV C B

18、 AVVVV=VE 21 R?BA 28一气固催化反应，若反应机理为：2?B?22?B2?R?B?A )(此步为速率控制步骤?RRkPKPBSBA?r 则本征反应速率方程为：)K?PP(1?KRBRB A?B?R，若本征反应速率方程为：一气固催化反应 kKKPPBSBAAr? )1?KPK(1?KP?P)(BARRBA 。则该反应可能的反应机理为 温度对反应速率的影响程化学反应速率可分为温度效应和浓度效应，对简单反应而言，29；对复合反应而言，选择性对温度的敏感反应的计量系数 度取决于 反应的活化能程度取决于 。 在间歇搅拌釜中，进行一可逆放热反应时，其最佳反应温度的序列30。 是 先高温后低

19、在管式反应器中，进行一可逆放热反应时，其最佳反应温度的序列是 31 。 温 PFR在BR中等温进行一级不可逆反应，当转化率达95时，反应时间为2h；若反应在32 或CSTR2h，则转化率分别为：中等温进行，温度同BR，空时均为 74.97% 。PFR： 95% CSTR： 33三个平推流反应器串联，进行一液相均相反应，其流程如下图所示。x x=0 xx A3A1A2 A0 VV V2 1 3 A3A1A0A2 2 若反应速率(-R)=kC, 则V的计算式为：2AA ; = x-x，则三个反应器体积大小之间的关系为：-x若x= x-xA2A2A1A3A0A1 。 V V(d)(a)(c) b A

20、 A PFR PFR B B （a） (b) B PFR A A B （c） (d) 36.下列四种组合反应器中，单个反应器体积均相等，处理量也相同。（如下图所示） PFR PFR CSTR CSTRa） （ (b) PFR PFR CSTR CSTR (c) (d) (1)试比较返混程度大小次序为: (b)(c)=(d)(a) ； (2)当进行二级反应时，各组合反应器最终转化率高低次序为：（a）(c)(d)(b) 。 37.对一闭式反应器进行停留时间分布实验测定，在Q300L/min下，得到E(t)t关系如下图所示。由于该图放置已久，纵坐标模糊不清。试根据E(t)函数性质确定并计算： E(t

21、) -1/200(t-20)（1）E(t) 2 -t2）F(t)/400+0.1t（ 3（3）V 2 m （4）多级串联模型参数N 2 0 10 20 t/min 38.下列几种组合反应器，经脉冲示踪测其停留时间分布，若用多釜串联模型描述，试写出N值或N值范围。 PFR PFR (a) 1 (b) NFR (c) 2 (d) 2Nb ? ?a a Pb ）吸热反应，绝热操作：（2ab 试比下列情况下催化剂有效系数值的在固定床反应器中，进行二级不可逆气固催化反应， b处靠近反应器的出口）。大小（a、c处靠近反应器的进口， ）等温操作，d不变：（1b ? ?a a PbC 2）吸热反应，绝热操作：

22、（abC 点a (均为、7mm，则、的大小次序为：）（3d由3mm改为5mma7a5a3a7Pa5a3 。位置，且假定温度相等)kPA?1，P为目的产物，E在一台42.PFR中进行一平行反应E，两反应均为一级吸热21kQ?A?2反应。试比较在下列操作条件下，反应器中各点的瞬时选择性的大小。 （1）等温操作：S=S=S abc ?a ?b c?（2）绝热操作：SSS cba 43要使固定床反应器所用催化剂量最少，对简单不可逆反应，应尽可能在 高温 温 度下操作；对可逆放热反应，应尽可能在 最佳温度 温度下操作；对可逆吸热反 应，应尽可能在 高温 温度下操作。 ?PA?一级不可逆气固催化反应浓度变

23、化情粒内外反应物，在不同条件下操作，A44况如下图所示： a)试判别图中四种情况的宏观动力学类别 本征动力学控制 内扩散控制 内外扩散和本征动力学同时控制 外扩散控制 ?值的大小次序为： b)四种情况下的内扩散有效因子?4?3021? AP，在四段 45可逆放热反应 绝热式固定床中进行，床层温度与转化率的关系 如图所示。试比较各段床层的 ?T?T?T?T (1)进出口温差大小4231 (2)催化剂用量多少 WlW2W3EB）B、E、（2 HGD、H三点速率大小次序：G3（）D、 ）图上哪一点反应速率最大：4F（ 47 停留时间分布函数与分布密度函数。 48. 乙烷进行热裂解，其活化能为3140

24、25J/mol。试问650是的分解速率是500是的分解速率的套用3的公式，懒得算了倍。 249. A和B按下式反应，其速率式为：2AR r=kC, A+BS r=kCC R的瞬间收率B2ARS1A为1/(1+k2*cB/2k1*cA)。若R为目的产物，则配料时A和B的浓度应A多B少；若EE，则反应温度应选择高温。 2150.在Q100 l/min下对三只反应器分别进行示踪实验，测得数据如下： 反应器 A B C 反应体积（l） 1000 2000 3000 2? 50 100 150 t(1)三只反应器返混程度大小顺序为 ABC -1(2)若在上述反应器中均等温进行一级不可逆反应，k=12mi

25、n，则各只反应器的转化率分别 = （要试差，比较麻烦，估计不会考）= x 为 x= xCAB DA?0.05，该反应器若用多级全混釜模型来描述，则模型参数51已知一闭式反应器的 uLrN 10.53 。 52在进行示踪实验时，示踪剂的选择应满足以下条件： p133 53. 停留时间分布实验测定的准确性可用以下 a.归一性检测；b.示踪剂质量守恒 方法来检验。 54在工业反应装置中反应流体往往偏离两种理想的流动模式，也就是说在反应器出口的反 应物料中存在明显的 找不到原话，我想填“返混” 。 55气固催化平行反应，若主、付反应均为一级不可逆反应，且粒子等温，则内扩散不影响其选择性，在粒内任意位置，反应速率之比均为 k1;k2 。 56对于热效应不大，反应温度的允许变化范围又比较宽的情况，用 单段绝热 反应器 最为方便。 1针对2NO?O?NO反应, NO、O消耗速率与NO生成速率的52522222 57. 2关系为： 比例为2：0.5：1 。 58以lnk1/T作图，为一