反应工程复习题集

1、A. 1B. <12 .已知某基元反应A C*A. 一级B.二级3 .下列哪个不是反应程度的特点A总为正值BC与方程式的写法无关 D4 .返混的定义是A不同空间位置的粒子的混合C参与不同反应的粒子的混合5 .化学反应2NO + 2H2A. H2OB. N2 C. NOD. H26 .控制步骤意为A 各步骤中进行最快的BC各步骤中进行最慢的D7 .充分返混的反应器有A.间歇反应器B.（C ）最先达到平衡的不可逆的（C ）平推流反应器C.全混流反应器D.非理想反应器、选择题1 .当固定床反应器中的催化剂颗粒为球形时，则颗粒的形状 小为 （A ）C. >1D . 0.5+D,其反应级数为

2、（AC.三级D.不确定（B ）各反应组分的反应程度相同是个累积量（B ）B不同停留时间的粒子的混合D不同反应器内粒子的混合N2 + 2H 20 ,其中化学计量系数为+2的是（A ）8 .制备催化剂时加入很少量就可以减少活性的物质称为（D ）A.活性组分 B. 载体C.助剂D. 抑制剂9 .“三传一反”中的“一反”是指（A ）A.化学反应B.质量传递C .动力传递D.热量传递10 .化学膨胀因子久可定义为（C ）一 vAA.B. C.一 vA_vA11 .固体催化剂的核心组成是A.抑制剂B.载体C.助剂D.活性组分12.对于反应体系增大的系统，化学膨胀率以为A. <0B. 1C. >

3、0D. 013 .全混流模型的最大特点是A.物料完全混合B.物料在轴向无扩散与混合C.停留时间均匀D.是一种非理想模型14 .在平推流反应器中，因返混程度达到最小，则其散度A.1B. 0C.0 ： -t2 ： 1 D.无穷大15 .当固定床反应器中的催化剂颗粒为球形时，则颗粒的形状A. 0.5B. <1C. >116 .反应器的有效容积与进料流体的体积流量之比为A.空时rB.反应时间t C.停留时间tD.平均停留时间t17.某反速率表 达式为r=kCACB0.5反应级A.0级B.1D.2级18 .化学计量数对反应物为A.正，负B. 正，正C.负，正D.负，负19 .当吸附达平衡时，

4、表观速率（总反应速率）r为A.0B.1C.2D. 0020 .返混程度最小的的反应器是A.间歇反应器B.平推流反应器C.全混流反应器D.非理想反应器21 .可逆反应速率总是随转化率升高而D.不确定A.降低B.升高C.不变22.对平推流反应器，即完全不返混时，散度即方差为(A )A.0B.1C.2D 二、填空1 .均相反应的速率是温度和浓度 的函数.2 .气体 在固体表面上的物理吸附是靠范得华力结合3 .对平行反应来说，当主反应的活化能E1大于副反应的活化能E2时, 提高温度将有利于提高目的产物收率，反之E1<E2时,减低温度有利于提高目的产物收率.4 . 一个好的催化剂应具有活性好 ,选

5、择率高,寿命长 ,.5 .具有良好搅拌装置的釜式反应器按全混流反应器处理，长径比比较大的管式反应器按平推流反应器处理(平推流或全混流).6 .固定床中颗粒的体积相当直径定义为具有相同体积Vp的球粒子直径，表达式 dV =dv= ( 6Vp/ 杨 1/3 一 。7 .气固非 均相 催化 反应的控制 步骤 意为 各步骤中速 率最 慢的一步o8 .关键组 分A的转 化 率可 定义 为Xa= (Nao-Na)/ Nao。9 .在全混流反应器中，因反应物浓度很低且为常数，则反应速率也为一 常数 010 .停留时间分布函数E(t)具有归一性，则:E(t)dt=。11 . 一般来说，空速越大，表明反应器的生

6、产能力 越大 。12 .实际生产中将多个反应器串联联操作其作目的是 提高转化率。13,已知A+A R反应在恒温恒压下进行，物料初始浓度为 CA0=3mol/l ; CB0=4mol/l ; CR0=1mol/l ; CS0=1mol/l(S 为氮 气)， 贝 U yAO = 1/3。14 .生成 主产物的反应称为 主产物 ,其它的均为副反 应。15 . 化工生产的三个部分包括 原料预处理 , 化学反应 , 产品的分离提纯，其中 化学反应 是整个牛产过程的核心.16 . 一般来 说，空时越大，表明反应器 的生产强度 越小 。17 .实际生产中将多个反应器并联操作，其目的是提高处理能力三、名词解释

7、1 .连串反应：前一反应的产物为后以反应的反应物，这样的反应成为连串反应2 .内扩散：气体反应物以扩散的方式通过微孔进入催化剂颗粒内部的过程3 .返混：同停留时间物料之间的混合4 .空时：反应器有效容积和进料体积流量间的比值5 .催化剂 是一种能够加速反应速率，而不改变化学平衡的物质6 .停留时间 物料从进入反应器到离开反应器所用的时间）必廿生成目的产物消耗的关键组分的摩尔数7 收率 y =.关键组分进入系统的摩尔数8 .均相反应参与反应的各化学组分处于同一相内进行化学反应9 .复合反应用两个或两个以上的化学反应方程式和动力学方程式表示的反应10 .选择率 小=生成目的产物消耗的关键组分 A的

8、量/反应过程中关键组分A的 总消耗量11比表面积单位质量固体催化剂的全部表面积四、简单1 .简述什么是质量作用定律？并写出该基元反应A + B:=匕D + R,关键组分AK2的消耗速率方程（-r a）和产物D> R的生成速率方程（r d,r r）的表达式？答：基元反应中的速率与各反应物浓度的乘积成正比，其中某反应物浓度的 方次为化学反应式中该组分的系数。F =KGCb FCdCrDK2cDCK1CACR-K2CDCR-k1cAe2 .简述气-液相反应过程的步骤并画出示意图1）气相反应物从气相主体通过气膜传至气液相界面，并且在界面上达到气液相平衡，（2）反应组分从气液相界面穿过液膜进入液相

9、主体，并同时发生反应，（3）液相产物向液相主体扩散，气相产物向气液界面扩散穿过气膜进入气相主体。3简述气液反应过程的步骤？1)气相反应物A从气相主体通过气膜传至气流相界面，并在界面上达到气 液相平衡；(2)反应组分A从气液相界面穿过液膜进入液相主体，并同时进行反应；(3)液相产物向液相主体内扩散，气相产物则向气液界面扩散穿过气膜进行 气相主体4 .气固相催化反应的步骤答：多相催化反应反应过程的步骤：(1)反应组分从流体主体向固体催化剂外表面传递；(2)反应组分从外表面向催化剂内表面传递；(3)反应组分在催化剂表面的活性中心上吸附；(4)在催化剂表面上进行化学反应；(5)反应产物在催化剂表面上吸

10、附(6)反应产物从催化剂内表面向外表面传递(7)反应产物从催化剂的外表面向流体主体传递5 .简述双膜理论在气、液两相中沿相界面两侧存在一个气膜一个液膜。气、液两相中的传质 阻力全部集中在两侧膜内。五、计算题1 .考虑反应A 3P,其动力学方程式为工如=卜也，试推导在V dt V包容下以总压P表示的动力学方程式？解1 dn)A-knAV dtdCAdtt=0 Cao 0Cao，'-一一 一、一 一t=t Ca3 (Cao-Ca)3Cao-2CaP0=CaoRTP=(3Cao-2Ca)RT推出5=22*，带可得dCA s二kCAdtd(3P°-P)2RTdt二k型2RT13dPd

11、- =k(3Po -P) dt2 .反应A+B R R+S,己知Vr=1L,物料进料速率Vo=O.5L/min, CAo=CBo=0.05mol/L,动力学方程式为(-rA)=kcACB,其中 k=100L/(mol.min).求:(1) .反应在平推流反应器中进行时出口转化率为多少？(2) .欲用全混流反应器得到相同的出口转化率，反应器体积应多大？(3) .若全混流反应器体积Vr=1L,可达到的转化率为多少？方V/ uxA dxAV=CaoVxA0dxA_22kCA0 (1-Xa)Xa100 0.05(1-xa)xa=90.9% T = V/ Ur = Cao x Xa/ma=(Cao X

12、Xa) + k X Cao _Xa 0.5-kCAo(1-XA)X (1- Xa) 2=22 minV=uX T=11 LV T =V。AOxAkCAC0.50.05 xA 2 100 0.05 (1 - Xa)2 xA =73%3、乙烯氧化生成环氧乙烷为银催化剂上的气固相催化反应，进入反应器的气体组成（摩尔比）：C2H4： 15%, 。2 : 7%,CO2 : 10%,其余为 Ar、N2；出反应器气体中现已知：C2H4 : 13.1%,O2 ： 4.8%。试计算乙烯的转化率、环氧C2H4 0.5O2 > C2H4O乙烷的选择性及收率。(u + QCc)则可求得 a = 1.504mol

13、, B =C2 H 4 3O2 - 2CO2 2H 2OC2H4O2C2 H4OCO2H2O惰总计进口157010068出口15-a-B/27- a /2-3 B /2a10+ B68100- a /2解以100mol进料为基准，以a、B表示环氧乙烷及二氧化碳的生成量,进行物料衡算，结合出口条件可知:15 - ： - -/2 =0.131100 -1 /2= 0.0487 - 1 /2 -1.5-：100 -： /20.989mol乙烯反应量：1.504+ 0.989/2=1.9985mol转化率：1.9985/15=0.1333收率：1.504/15=0.1003选择率：1.504/1.9985=0.75264.某厂生产醇酸树脂是使己二酸与己二醇以等摩尔比在70c用间歇反应器以HSO作催化剂进行缩聚反应而生产的，实验测得反应动力学方程为：(-r A)=kcA2k=1.97X10-3m3/kmol.min3CA0=4kmol/m若每天处理2400kg己二酸,每批操作辅助生产时间为1h,反应器装填系数为0.75,求：(1) .转化率为0.8,0.9时,所需反应时间为多少？(2) .求转化率为0.8时所需反应器体积为多少？并进行圆整？(已知己二酸的分子量 隹146)二CA0xAdxA1xAdxACa00k(1 - Xa2)士(kCA0XA1- XaXAX