反应工程考试习题库及答案(最新整理)

1、第一章 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. 化学反应工程是一门研究化学反应的工程问题的科学，既以作为研究对象，又以 为研究对象的学科体系。（化学反应、工程问题）3. 是化学反应工程的基础。（ 三传一反）4. 化学反应过程按操作方法分为、操作。（分批式操作、连续式操作、半分批式）5. 化学反应工程中的“三传一反”中的三传是指、。（传质、传热、动量传递）6. 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）7. 在建立数学模型时，根据基础资料建立物料、热量和动量衡算式的一般式为。（累积量=输入量-输出量

2、） 8.“三传一反”是化学反应工程的基础，其中所谓的一反是指。（d） a化学反应b. 反应工程c. 反应热力学d. 反应动力学9.“三传一反”是化学反应工程的基础，下列不属于三传的是。（a）a. 能量传递b. 质量传递c. 热量传递d. 动量传递第二章均相反应动力学 1. 均相反应是指_。（参与反应的物质均处于同一相）pa2. aa + bbpp + ss对于反应，则rp =(-ra ) 。（ ）c = nk 0 - nknk3. 着眼反应组分 k 的转化率的定义式为。（k 0）4. 当计量方程中计量系数的代数和等于零时，这种反应称为，否则称为。（等分子反应、非等分子反应）- r = k ca

3、cbk5. 化学反应速率式为 ac a b ，用浓度表示的速率常数为 c ，假定符合理想气体状态kk(rt )k(a+b)方程，如用压力表示的速率常数 p ，则 c =p 。（）6. 化学反应的总级数为 n，如用浓度表示的速率常数为kc ，用逸度表示的速率常数k f ，则c =。（）kk f(rt )n7. 化学反应的总级数为 n，如用浓度表示的速率常数为kc ，用气体摩尔分率表示的速率常数 rt nkkkpy ， 则 c =y 。（ ）498. 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，他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。（拟平衡常

4、态） 9.当构成反应机理的诸个基元反应的速率具有相同的数量级时，既不存在速率控制步骤时， 可假定所有各步基元反应都处于。（拟定常态）10. 活化能的大小直接反映了对温度的敏感程度。（反应速率）11. 一个可逆的均相化学反应，如果正、逆两向反应级数为未知时，采用法来求反应级数。（初始速率法）12. 生成主产物的反应称为，其它的均为。（主反应、副反应）a13. 平行反应p()s() 均为一级不可逆反应，若e主 e副，选择性 sp 与无关，仅是的函数。（浓度、温度）14. 如果平行反应 a p(主) 均为一级不可逆反应，若 e主 e副 ，提高选择性 sp 应 a s (副)_。(提高温度)k1k21

5、5. 一级连串反应aps在全混流釜式反应器中，则目的产物 p 的最大浓度cp,max = 、topt=。（(k2ca01k1k21/ k )1/ 2 +12 、）k1k216. 一级连串反应aps在平推流反应器中，则目的产物 p 的最大浓度cp,max = k k2 /(k2 -k1 )ln(k / k ) 、topt 1 =。（ k2 21 、 k2 - k1）k1k217. 一级连串反应aps在间歇式全混流反应器中，则目的产物 p 的最大浓度 k k2 /(k2 -k1 )ln(k / k )cp,max =、topt 1 =。（ k2 21 、 k2 - k1）k1k218. 一级连串反

6、应aps在平推流反应器中，为提高目的产物 p 的收率，应 k2 / k1 。（降低）19. 链反应的三个阶段为、。（链的引发、链的传播、链的终止）20. 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21. 下列属于均相反应的是。（a）a. 乙酸乙酯水解b. cuo 的还原c. 加氢脱硫d. 电石水解22. 下列属于均相反应的是。（c）a. 催化重整b. 催化裂解c. hcl 与 naoh 的中和 d. 水泥制造23. 下列属于非均相反应的是。（d）a. 乙酸乙酯水解b. 氢气燃烧c. hcl 与 naoh 的中和 d. 催化裂解24. 下列属于非均相反应

7、的是。（b）a. 乙酸和乙醇的酯化b. 加氢脱硫c. 氢气燃烧d. 烃类气相裂解25. 化学反应co + 3h 2 ch 4 + h 2o ，其中化学反应计量系数为-1 的是哪种物质。（a）a. cob. h 2c. ch 4d. h 2o26. 化学反应2no + 2h 2 n 2 + 2h 2o ，其中化学反应计量系数为+2 的是哪种物质。（d）a. nob. h 2c. n 2d. h 2o27. 对于一非恒容均相化学反应 aabb ， 反应组分 a 的化学反应速率 - ra = 。（a）- raa.= - dnavdtb. - ra= - dnbvdtc. - ra= - dcadt-

8、 rad.= - dcbdt28. 对于一非恒容均相化学反应aabb ，反应产物 b 的化学反应速率rb（b）=。a. rb= dnavdtb. rb= dnbvdtc. rb= dcadtr = dcbd. bdt29.对于反应aa + bbpp + ss，则rp =(-ra ) 。（a）ppa| a |a. | a |b.ac.pd.p30.对于反应aa + bbpp + ss，则rp =(-rb ) 。（c）ba. ppb. bpc. | b | b |d. p31. 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da = 。（c）

9、a. 1/4b. 2/3c. 1/4d. 2/332. 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da = 。（d）a. 2b. 1c. 1d. 233. 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da = 。（c）a. 1b. 1/2c. 1/2d. 134. 气相反应 2a + b 3p + s 进料时无惰性气体，a 与 b 以 32 摩尔比进料，则膨胀因子db = 。（d）a. 1b. 1/3c. 2/3d. 135.气相反应co + 3h2ch4 + h2o 进料时无惰性气

10、体， co 与 h 2 以 12 摩尔比进料，则膨胀因子dco = 。（a）a. 2b. -1c. 1d. 236. 气相反应 2no + h2n2 + h2o2 进料时无惰性气体， no 与 h 2 以 12 摩尔比进料，则膨胀因子dno = 。（b）a. 1b. 1/2c. 1/2d. 1dh37. 气相反应n2 + 3h2 2nh3 进料时无惰性气体， n 2 与 h 2 以 23 摩尔比进料，则膨胀因 子 2 =。（b）a. 1b. 2/3c. 2/3d. 1- r = k cacbk38. 化学反应速率式为 ac a b ，如用浓度表示的速率常数为 c ，用压力表示的速率常数为kp

11、，则kc =kp 。（b）a. (rt )-(a+b)b. (rt )(a+b)c. (rt )(a-b)d. (rt )-a+b- r = k cacbk39. 化学反应速率式为 ac a b ，如用浓度表示的速率常数为 c ，用压力表示的速率常数为kp ，则kp =kc 。（d）a. (rt )-a+bb. (rt )(a+b)c. (rt )(a-b)d. (rt )-(a+b)40.反应c4h102c2h4 + h2 ， k = 2.0s -1 ，则反应级数 n=。（b） a. 0b. 1c. 2d. 341. 反应 a + b c，已知k = 0.15s -1 ，则反应级数 n=。（

12、b）a. 0b. 1c. 2d. 342. 反应 3a p，已知k = 0.15mol / l s ，则反应级数 n=。（a）a. 0b. 1c. 2d. 343.反应ch3cooh + ch3ch2ohch3cooc2h5 + h2o ，已知k = 2.3l s / mol ，则反应级数n=。（c）a. 0b. 1c. 2d. 344. 反应n2 + 3h2 2nh3 ，已知k = 0.81l s / mol ，则反应级数 n=。（c） a. 0b. 1c. 2d. 345. 反应naoh + hclnacl + h2o ，已知k = 0.1l s / mol ，则反应级数 n=。（c） a

13、. 0b. 1c. 2d. 346. 反应 a + b c，已知k = 0.45mol / l s ，则反应级数 n=。（a） a. 0b. 1c. 2d. 347. 下列属于平行反应的是。（c）a + b pap + b ra. a + b pb. c.p()s( )d.a + b p = r + s48. 串联反应 a p（目的）r + s，目的产物 p 的得率 xp =。（b）np - np 0a. na0 - nanp - np 0b. na0np - np 0c. ns - ns 0np - np 0d. nr - nr 049. 串联反应 a p（目的）r + s，目的产物 p 与

14、副产物 s 的选择性sp =。（c）np - np 0a. na0 - nanp - np 0b. na0np - np 0c. ns - ns 0np - np 0d. nr - nr 050. 串联反应 a p（目的）r + s，目的产物 p 的总收率fp = 。（a）np - np 0a. na0 - nanp - np 0b. na0np - np 0c. ns - ns 0np - np 0d. nr - nr 0a51. 如果平行反应 。（b）p()s( ) 均为一级不可逆反应，若 e主 e副 ，提高选择性 sp 应a. 提高浓度b. 提高温度c. 降低浓度d. 降低温度a52.

15、如果平行反应 。（c）p()s( ) 均为一级不可逆反应， 若 e主 e副 ， 提高收率fp 应a. 提高浓度b. 降低浓度c. 提高温度d. 降低温度53. 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topt = 。（d）ln(k2 / k1 )a. k2 - k1ln(k1 / k2 )b. k2 - k1ln(k2 / k1)1k1k2k1k2c. d.k1k254. 一级连串反应apcp,max =。（b）s在全混流釜式反应器中，则目的产物 p 的最大浓度k k2ck k2c1c ( 1 ) k2 -k1 a0c ( 2 ) k2 -k1

16、a02a. a0 kb. (k2/ k )1/ 2 +12c. k1d. (k1/ k2)1/ 2 +12a0k1k255. 一级连串反应ap 。（a）s在间歇式反应器中，则目的产物 p 的最大浓度cp,max =k k2ck k2c1c ( 1 ) k2 -k1 a0c ( 2 ) k2 -k1 a02a. a0 kb. (k2/ k )1/ 2 +12c. k1d. (k1/ k2)1/ 2 +12a0k1k256. 一级连串反应apcp,max =。（a）s在平推流管式反应器中，则目的产物 p 的最大浓度k k2ck k2c1c ( 1 ) k2 -k1 a0c ( 2 ) k2 -k1

17、 a02a. a0 kb. (k2/ k )1/ 2 +12c. k1d. (k1/ k2)1/ 2 +12a057. 一级连串反应 a p s 在间歇式反应器中进行，使目的产物 p 浓度最大时的反应时间topt =。（d）k1k21a.b.ln(k1 / k2 )k2 - k1ln(k2 / k1 )k1k2c.ln(k2 / k1 )d. k2 - k158. 一级连串反应 a p s 在平推流管式反应器中进行，使目的产物 p 浓度最大时的反应时间topt =。（c）k1k21a.b.ln(k1 / k2 )k2 - k1ln(k 2 / k1 )c. k 2 - k1ln(k2 / k1

18、 )k1k2d.59. 下列反应没有涉及到链反应的是。（b）a. 石油裂解b. 酯化反应c. 烃类氧化d. 聚合反应60. 简述均相反应及其动力学的研究内容？答：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。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，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。61. 简述链锁反应所具有的基本特征？答：1）链反应具有三个阶段：链的引发、链的传播和链的终止；2） 链的引发和传播均需要通过游离原子或游离基；no3） 游离原子和游离基均具有较高活性，容易受器壁或其它惰性物的作用而重新生成稳定

19、的分子，从而使链反应终止。n62. 反应 2no + 2h2 = n2 + 2h2o，实验测得速率方程为：g 2满足实验结果的反应机理。= kc 2ch 2 。试设定能2 222解：机理（1）：222 22no + h k1 n + h o h o + h k2 2h o（慢）（快）g= g = k c 2 cn211 no h 2所以与实验结果相同机理（2）： 2no n 2o22 2222 2n o + h k5 n +h o2 222h o + h k6 2h o达拟平衡态，为速控步骤（快速）（慢速）（快） n2 222g= g5 = k5cn o chc= k3 c 2k c= k c

20、 2n2o2kno由得4 n2o23 no4g= k5 k3 c 2 c= kc 2 c4代入n2kno h 2no h 2此机理与实验结果相同，选机理（2），因其无叁分子反应，而机理（1）是。63. 由 a 和 b 进行均相二级不可逆反应a a a+a b b = as s，速率方程： -ga =kcacb 。- dca =dt求：（1）当ca0cb 0ca0= aaab 时的积分式= l aa（2）当cb0abab 时的积分式解：（1）ca 与 cb 之比保持恒定ca0cb0= cacb= aaabbac= c aab所以akt = ca 0cadcacacbkt =ca 0 dca k

21、t =ca 0 dcaca b c 2aaaac 2acak = a b kaak t = 1 - 1积分得caca0（2）写成转化率时ca = ca0 (1 - ca )k t =1ca0( ca)1 - cac= c(1 - aa ca0 c ) = c(1 -ac )ab 01 abb 0ab cb 0式中：a = ab ca0 = ab l1aabaa cb 0akt =1ln1 -a1ca 积分得(1 -a1 )cb 0 1 - ca 64. 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

22、仅需 3.20 分钟，求该反应的活化能 e。- r = - dca = kc n解：adtacc- ca dca =t dtna 0a1 0 t1 -1 = ktn - 1 cn-1cn-1 即 aa0 达 20%时， ca = 0.8ca0k =1(1.25n-1 - 1) 1 = m 1a0(n - 1)c n-1tt式中 m 为常数 k300= m 112.6k340= m 13.2ln k340 = ln m / 3.2 =e( 1- 1 )k300m /12.68.314300340e=29.06（kj/mol）65. 考虑下述连串反应: a k1 b k 2 c ，已知上述反应中每

23、一步均为一级反应，试求 a、b和 c 的浓度随间变化的函数式。解:对于反应物 a，应有:- dcadt= k1ca积分得ca = ca0 exp(-k1t)dcb= k c - k c= k cexp(-k t) - k c对于 b,应有dt1 a2 b1 a012 b将上式两端乘以exp(k2t) 可得exp(k2t)dcb + k2cb exp(k2t)dt = k1ca0 exp(k2 - k1 )tdt即 dcb exp(k2t) = k1ca0 exp(k 2-k1 )tdt将上式积分得,cb exp(k2t) =k1k2 - k1ca0exp(k2- k1 )t - 1ba012c

24、=k1c exp(-k t) - exp(-k t)k2 - k1q ca + cb +cc = ca0= c1 -k21exp(-k t) +k1exp(-k t) cc= ca0- (ca+ cb )a02- k1k2 - k1k2第三章理想反应器 1.理想反应器是指、。理想混合（完全混合）反应器、平推流（活塞流或挤出流）反应器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。（理想混合反应器、平推流）3. 分批式完全混合反应器操作的优化分析是以、为目标进行优化的。（平均生产速率yr 最大、生产经费最低）4. 全混流反应器的空时是与之比。

25、（反应器的有效容积、进料流体的容积流速）5. 全混流反应器的容积效率为与之比。（反应时间 t、空时）v (-ra )(-dhr )6.全混流反应器的放热速率qg =。（v0rcp）t (1 +quav rc) - (t0+ uatm )v rc7. 全混流反应器的移热速率 r =。（0p0p ）8. 全混流反应器的定常态操作点的判据为。（ qg = qr ）dqr dqg9. 全混流反应器稳定的定常态操作点的判据为、。（ qg = qr 、 dt10. 全混流反应器的返混。（最大）11. 平推流反应器的返混为。（零）dt ）12. 对于恒容的平推流管式反应器、一致。（平均停留时间、反应时间、空

26、时）13. 对于恒容的管式反应器平均停留时间、反应时间、空时一致。（平推流）14. 如果将平推流反应器出口的产物部分的返回到入口处与原始物料混合，这类反应器为 的平推流反应器。（循环操作）1 对于循环操作的平推流反应器，当循环比0 时为反应器，而当时则相当于反应器。（平推流、全混流16. 对于循环操作的平推流反应器，当循环比0 时反应器内返混为，而当 时则反应器内返混为。（零、最大）17. 对于绝热操作的放热反应，最合适的反应器类型为。（全混流串平推流）18. 对于反应级数 n0 的反应，为降低反应器容积，应选用反应器为宜。（全混流）19. 对于反应级数 n0 的反应，为降低反应器容积，应选用

27、反应器为宜。（平推流）20. 对于自催化反应，最合适的反应器为。（全混流串平推流）21. 对 于 可 逆 的 放 热 反 应 ， 使 反 应 速 率 最 大 的 反 应 温 度- (e2 - e1 )topt=。（r lnk0 e1ca0 (1 - ca )02k e (c+ c c )r 0a0 a ）r ln- (e2 - e1 )k0ca0 (1 - ca )22. 对于可逆的放热反应，达到化学反应平衡时的温度te =。（k (c+ c c )0r 0a0 a ）23. 分批式操作的完全混合反应器非生产性时间t0 不包括下列哪一项。（b）a. 加料时间b. 反应时间c. 物料冷却时间d.

28、 清洗釜所用时间24. 在间歇反应器中进行等温二级反应 a b， - ra反应至ca = 0.01mol / l 所需时间 t=秒。（d）= 0.01c 2 mol / l s ，当ca0 = 1mol / l 时，求aa. 8500b. 8900c. 9000d. 990025. 在间歇反应器中进行等温一级反应 a b， - ra = 0.01c amol / l s ，当ca0 = 1mol / l 时，求反应至ca = 0.01mol / l 所需时间 t=秒。（b）a. 400b. 460c. 500d. 56026. 在全混流反应器中，反应器的有效容积与进料流体的容积流速之比为。（a

29、）a. 空时b. 反应时间 tc. 停留时间 td. 平均停留时间t 27.全混流反应器的容积效率大于 1.0 时，且随着ca 的增大而增大，此时该反应的反应级数 n。（a）a. 0b. =0c. 0d. 028. 全混流反应器的容积效率小于 1.0 时，且随着ca 的增大而减小，此时该反应的反应级数 n。（d）a. 0b. =0c. 0d. 029. 全混流反应器的容积效率=1.0 时，该反应的反应级数 n。（b） a. 0b. =0c. 0d. 030. 全混流釜式反应器最多可能有个定常态操作点。（c）a. 1b. 2c. 3d. 431. 全混流反应器中有个稳定的定常态操作点。（b）a.

30、 1b. 2c. 3d. 432. 对于的反应器在恒容反应过程的平均停留时间、反应时间、空时是一致的。（d）a. 间歇式反应器 b.全混流反应器 c. 搅拌釜式反应器 d. 平推流管式反应器33.一级不可逆液相反应a2r ， ca0 = 2.30kmol / m3 ， 出口转化率 xa = 0.7 ，每批操作时间t + t0 = 2.06h ，装置的生产能力为 50000 kg 产物 r/天， mr =60，则反应器的体积 v 为 m3 。（c）a. 19.6b. 20.2c. 22.2d. 23.434. 对于自催化反应，最合适的反应器为。（d）a. 全混流反应器b. 平推流反应器c. 循环

31、操作的平推流反应器d. 全混流串接平推流反应器35. 对于绝热操作的放热反应，最合适的反应器为。（d）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36. 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。（b）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37. 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）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38. 对于可逆放热反应，为提高反应速率应。（c）a. 提高压力b

32、. 降低压力c. 提高温度d. 降低温度a39. 对于单一反应组分的平行反应p()s( ) ，其瞬间收率jp 随ca 增大而单调增大，则最适合的反应器为。（a）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a40. 对于单一反应组分的平行反应p()s( ) ，其瞬间收率jp 随ca 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41. 简述理想反应器的种类？ 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

33、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。42. 简述分批式操作的完全混合反应器？ 答：反应物料一次性投入反应器内，在反应过程中， 不再向器内投料，也不出料，待达到反应要求的转化率后，一次性出料，每批操作所需生产时间为反应时间与非生产性时间之和，非生产性时间包括加料、排料和物料加热、冷却等用于非反应的一切辅助时间。43. 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

34、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之比，所以三者相等。44. 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。r = k c 2ers

35、 = k2caeee45. 对于反应， r1 a ， 1 ；物的收率？， 2 ，当 1 2 时如何选择操作温度可以提高产rk e- e1 / rtke2 -e1s= r = 10c= 10 e rt crrke-e2 / rtakaee答：对于平行反应s2020，所以，当 1 2 时应尽可能提高反应温度，方可提高 r 的选择性，提高 r 的收率。46. 在间歇釜中一级不可逆反应， 液相反应 a 2r， - ra = kca kmol/m3 h， k=9.52109exp-7448.4/t h-1， ca0 = 2.3 kmol/m3， mr = 60， cr 0 = 0，若转化率 xa = 0

36、.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）解：反应终了时 r 的浓度为ra0 ac = 2c x = 3.22(kmol / m 3 )t = cxa dxa = 1 xa dxa= 1 ln1a0 0kcak 01 - xak1 - xak = 9.52 109 exp-7448.4 = 0.92273 + 50 t = 10.92ln11 - 0.7= 1.31(h)vcr m rt + t0= 5000024v = 50000 2.0624 3.22 60= 22.2(m3 )47. ch2

37、= chch = ch2 (a) + ch2 = chcooch3(b)cooch3 (c) 该反应在全混流反应器中进行，以 alcl3 为催化剂，反应温度 20，液料的体积流速为 0.5 m3/h，丁二烯和丙烯酸甲酯的初始浓度分别为 ca0 = 96.5 mol/m3， cb0 = 184 mol/m3， 催化剂的浓度为 cd = 6.63 mol/m3。速率方程- ra = kcacd ，式中 k=1.1510-3 m3/molks，若要求丁二烯转化率为 40%。求：1）反应器的体积 v；2）容积效率。解：1）a+b c- ra= - dca = kc dtacd= kca0(1 - xa

38、)cdt= ca0 xa = ca0 xa = xa对于全混流反应器- rakca0 (1 - xa )cdk (1 - xa )cdt=0.41.15 10-3 (1 - 0.4) 6.63= 87.4(ks) = 24.28(h)t= vv0v = 0.5m3 / h00v =tv = 24.28 0.5 = 12.14m32）在分批式反应器内的反应时间为t = cxa dxa = 10.4dxa= 67(ks)a0 0- rakcd 01 - xah= t =t67 = 0.76687.448. 在全混流反应器中一级不可逆反应，液相反应 a 2r， - ra = kca kmol/m3h

39、，k=9.52109exp-7448.4/t h-1， ca0 = 2.3 kmol/m3， mr = 60， cr 0 = 0，若转化率 xa = 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和它的容积效率h？（用于非生产性操作时间 t0=0.75 h） 解：（1）进料速度 v0q cr = 2ca0 xa v0cr= 2ca0 v0 xa= 5000024 mr以ca0 = 2.3, xa = 0.7, m r = 600v = 50000 /(24 60 2 2.3 0.7) = 10.78m3 / h（2）反应器有效容积 vqt= v

40、= ca0 xa =xav0kcak (1 - xa )v =v0 xa= 27.34m3k (1 - xa )t = cxa dxa = 1 xa dxa= 1 ln1(3)a0 0kcak 01 - xak1 - xak = 9.52 109 exp-7448.4 = 0.92273 + 50 t = 10.92ln11 - 0.7= 1.31(h)h= tt= 1.13 = 0.5162.5449. 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 a r 的 一 级 不 可 逆 的 液 相 反 应 ，

41、其 速 率 常 数k = 1.0788 109 exp- 5525.9 (h -1 )t， 反应热 (-dhr ) = 20921j / mola ， 原料液中 a 的浓度ca0 = 0.2mol / l ，但不含反应产物 r。此原料液的密度=1050g/l；定压比热 cp = 2.929v = 3m / hc = 0.04mol / l3（j/g）。要求原料液的进料流率为 0，反应器出口的反应液中 a。总传热系数 u=209.2（kj/m2h）。所用的冷却介质的温度为 25。试求满足上述反应要求所需的反应温度以及料液的起始温度 t0。解：1)计算反应温度 tcaca0=11 + kt(ca0

42、 - 1)k =cat= ( 0.22 - 1)0.04( 0.75) = 183k = 1.0788 109 exp- 5525.9根据tt = 308.6kt = t - v (-ra )(-dhr ) - ua(t - tm )0v rc2） 0pt = 308.6 - 18 0.04 0.75 20921 + 209.2 5 (308.6 - 298.16) = 297.4k03 1050 2.92950. (ch3co)2 (a) + h2o(b)2ch3cooh(c) 乙酸酐发生水解，反应温度 25，k=0.1556 min-1，采用三个等体积的串联全混流釜进行反应，每个釜体积为

43、1800 cm3，求使乙酸酐的总转化率为 60%时，进料速度v0 。解：初始浓度为ca0 ，离开第一釜为ca1 ，依次为ca2 、ca3 。t = ca0 - ca11a1(-ra )1(-ra )1= kca1t = ca0 - ca1 ca1 =1 x= 1 -1a1 1kcca01 + kt11 + kt1ca2 =对第二釜 ca111 + kt2对于等体积釜串联t1 =t2 =tca2 =ca01(1 + kt )2 xa2= 1 -1(1 + kt )2xa3同理= 1 -1(1 + kt )3=2.3（min）v = v0t= 1800 = 782.6(cm3 / min) 2.3

44、51. 串 联 全 混 流 反 应 器 进 行 一 级 不 可 逆 反 应 ， 假 定 各 釜 容 积 、 温 度 相 同 ，0k = 0.92(h -1 ),g= 10 m3h, xa= 0.9,试计算 n 为 1，2，3 的反应有效容积，如不考虑非生产性操作时间的条件下分批式反应器的有效容积。解：利用xa, n= 1 -1i(1 + kt ) nn(个)123v（ m3 ）97.847.037.6若采用分批式1 lnt = k11 - ca=10.92ln11 - 0.9= 2.503ht = vb , 其中t为n = 1时tvt= 97.8 = 9.78h10vb= 2.503 97.8

45、 = 25.03m39.7852. 应用两个按最优容积比串联的全混流釜进行不可逆的一级液相反应，假定各釜的容积和操作温度都相同，已知此时的速率常数 k=0.92h-1，原料液的进料速度v0 =10m3/h，要求最终转化率 xa = 0.9，试求 v1、v2 和总容积 v。解：对于一级不可逆反应应有( 1 )kc)2- ra1 = 1 =1xa1xa1 a0 (1 - xa1 kca0(1 - xa1 )( 1 ) - ra,i =11-1 xx- x- r- r 代入a,ia,ia,i-1 a,i+1a,i x得 kca012(1 - xa1 )=xa11- xa0 1-kca0 (1 - xa2 )kca01)(1 - xa1 整理得2 - 2x+ xa2 = 0a1a1 x a2 = 0.9 ， x a1 = 0.6838t1 =xa1k (1 - xa1 )=0.68380.