化学反应工程练习2

PAGEPAGE11第一章绪论2.“三传一反”是化学反应工程的基础，下列不属于三传的是 。A.能量传递 B.质量传递 C.热量传递 D.动量传二、填空题。1. 所谓“三传一反”是化学反应工程学的基础，其中“三传”是指 和 “一反”是指 。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参数间的关系，简称 。化学反应工程是一门研的科学。化学反应工程的研究方法和 第二章均相反应动力学一、填空题。在均相反应动力学中，利用实验数据求取化学反应速度方程式的两种最主要的方为 和 。对于反应A2B2R各组分化学计量系数之间的关系为ν＝ 。A B R4A+B→3R+与B3∶1子。AxA

( )。一级不可逆反应，其反应速率方程为（ ）,反应时间与转化率的关系为（ 。三、简答题。反应进度表达式：膨胀因子：膨胀率：4..转化率：复杂反应的选择性目的产物的收率A2B2C（AB的转化率为零时的初始总摩尔数比为：，A与B的比例为计量比，则膨胀率B.C.D.五、多项选择题。

。A1.对于一个均相变容反应，针对反应物A的反应速率，下面表述正确的。xA. r

dc

；B. r

c dxA0

；C. r c

d( A 1 x A A ；A dt

A 1 x dtA A

A A0 dtD. rA

1dn AV dt A六、计算、证明题。例2-1，习题2-4，习题2-6第三章理想流动均相反应器设计一、选择题。串联反应A→目的）→R+目的产物P的总收率Y= 。n n

n n

n n

n n P P0A.n nA.A0 A

P P0B.nB.A0

P P0C.n nC.SS0S

P P0D.n nD.RR0RA→P→SP浓度最大时的最优空时

。opt。ln(k /k)

ln(k/k)

ln(

/k)

12 1k k2 1

1 2k k2 1

2 1kk 2 1kkkk12 122 1kk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浓度最大时的应时间topt 2 1kkkk1kk

ln(k/k)

ln(k /k)

ln(

/k)1 2k k12 2 1

2 1kk2 1 12A→rAA求反应至C 0.01mol/l所需时间t= 秒。A

0.01C2mol/ls，当CA A

/l时，A.8500 B.8900 C.9000 D.99005. A 在间歇反应器中进行等温一级反应 →r 0.01C mol/ls当C /l5. A A A A0A求反应至C 0.01mol/l所需时间t= 秒。AA.400 B.460 C.500 D.560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）间歇式反应器 B.全混流反应器 C.搅拌釜式反应器D.平推流管式反应器对于自催化反应，最合适的反应器为 。全混流反应器 B.平推流反应器C.循环操作的平推流反应器 D.全混流串接平推流反应器P(主)A对于单一反应组分的平行反则最适合的反应器为 。

S(副)其瞬间选择性随c 增大而单调增大，AA.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对于反应级数的不可逆等温反应，为降低反应器容积，应选用 。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当反应级数_时，微观流体具有比宏观流体高的出口转化率。A.=0 B.=1 C.＞1 D.对于一个串联反应，目的产物是中间产物，适宜的反应器是 。全混流反应器；平推流反应器；循环反应器；平推流与全混流串联在一起的反应器对于一级不可逆反应Ak1Rk2S，产物R的最大浓度通常 。只与速率常数的大小有关；只与反应温度有关；A的初始浓度和速率常数的大小有关；只与A的初始浓度有关P串联反应A→目的）→R+目的产物P的选择性S = 。Pn n

n n

n n

n nP P0A.n nA.A0 A

P P0B.nB.A0

P P0SC.n nSC.S0

P P0RD.n nRD.R0A→目的）→R+PYP

= 。n n

n n

n n

n nP P0A.n nA.A0 A

P P0B.nB.A0

P P0SC.n nSC.S0

P P0RD.n nRD.R0P(主)A如果平行反应 。

S(副)均为一级不可逆反应若E ＞E 提高选择性S 应主 副 PA.提高浓度 B.提高温度 C.降低浓度 D.降低温度P(主)A如果平行反应 。

S(副)均为一级不可逆反应，若E ＞E ，提高收率Y 应主 副 PA.提高浓度 B.降低浓度 C.提高温度 D.降低温度对于一级恒容和一级变容不可逆反应，下面叙述正确的是 。在同一平推流反应器内、在同样条件下进行反应，反应的转化率是一样的；在同一全混流反应器内、在同样条件下进行反应，反应的转化率是一样的；在同一间歇式反应器内、在同样条件下进行反应，反应的转化率是一样的；的。1对于平行反应A1,En1R1A2,2,n2S

，活化能E<E1 2

，反应级数n<n1

，如果目的产物是R的2话，我们应该条件下操作。A.高温、反应物A高浓度； B.高温、反应物A低浓度；C.低温、反应物A高浓度； D.低温、反应物A低浓度二、填空题。平推流反应器和全混流反应器中 更适合于目的产物是中间产物的串联反应。全混流反应器内物料的温度和浓度 并（大于小于等于反应出口物料的温度和浓度。对于反应级数的反应，为降低反应器容积，应选用 反应器为宜。对于反应级数的反应，为降低反应器容积，应选用 反应器为宜。理想反应器是指 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。全混流反应器的返混 。平推流反应器的返混为 。一级连串反应A1P2S,在平推流反应器中，为提高目的产物 P的收率，应2 k /k2 全混流反应器的空时τ是 与 之比（反应器的有效容积、进料流体的积流速）同一间歇反应，只要C 相同，无论处理量多少，达一定转化率每批所需的（ ）ＡＯ相同。对同一反应在相同条件下，达到相同转化率，全混釜反应器所需有效体积（ 平推流反应器所需有效体积（ ，多釜串联全混釜所需有效体积（ 反应器型式和操作方法的选择，一是（ ）的比较；二是反应（ ）的较。( 要重点进行选择性的比较。各种操作因素对于复杂反应的影响虽然各不相同但通常温度升高有利于活化反应的选择性，反应物浓度升高有利于反应级数 的反应的选择性。三、简答题。返混：微观流体：宏观流体：稳态全混流反应器的特点：平推流反应器的特点：平推流反应器所需有效体积最小？多釜串联全混釜所需有效体积介于其间？四、多项选择题。关于理想的间歇式反应器、平推流反应器和全混流反应器，下列描述正确的。三者同为理想反应器，但理想的内涵是不同的；处处相同；理想的间歇式反应器和全混流反应器的理想的内涵是不一样的，虽然都是反应器内温度化；平推流和全混流反应器都是连续流动式反应器，前者的返混为零，后者为无穷大对于瞬时收率和总收率，下列正确的判断是 。对于全混流反应器，反应的瞬时收率与总收率相等；对于平推流反应器，反应的瞬时收率与总收率相等；对于平推流反应器，反应的瞬时收率与总收率之间是积分关系；对于全混流反应器，反应的瞬时收率与总收率之间是积分关系。对于化学反应的认识，下面正确的。化学反应的转化率、目的产物的收率仅与化学反应本身和使用的催化剂有关系；与反应器内流体的流动方式有关；反应器仅仅是化学反应进行的场所，与反应目的产物的选择性无关；五、计算、证明题。例3-7，习题3-8A 在间歇釜中一级不可逆反应，液相反应 A→2R，r kC ·h，k=9.52A A0 R R]h-1C 2.3kmol/m3M 60C 0xAA0 R R50000kgR/50℃等温操作所需反应器的有效容积？（用于非生产性操t=0.750在平推流反应器内进行一个一级不可逆等温反应。反应器的有效体积为2m3，原料以0.4mh的流量进入反应器，测得出口处转化率为60%，若改变原料流量为0.2m3其它条件不变，出口处转化率应是多少？第四章非理想流动反应器设计一、选择题。1. E(t)1et/是 。A.平推流的E函数；B.全混流的E函数；C.平推流串联全混流的E函数；D.全混流串联平推流的E函数对于轴向分散模型，选择不同的边界条件，计算公式和结果都有所不同，这说明 。边界条件是人为设定的，是为了便于有关公式的推导；边界条件可以自由选取；边界条件决定于操作条件和反应装置的本身；边界条件不同，直接影响到反应器内的流动和反应。脉冲示踪法测定停留时间分布对应曲线为 。E（t）曲线 B.F（t）曲线 C.曲线 D.y（t）曲线阶跃示踪法测定停留时间分布对应曲线为 。E（t）曲线 B.F（t）曲线 C.曲线 D.y（t）曲二、填空题。测定非理想流动的停留时间分布函数时，两种最常见的示踪物输入方法为 和 。多级混合模型的唯一模型参数为 ，轴向扩散模型的唯一模型参。平推流反应器的E函数表达式，其无因次方差2= ，而全混流应器的无因次方差2＝ 。平推流管式反应器tt时，E（t）= 。平推流管式反应器tt时，E（t）= 。平推流管式反应器tt时，F（t）= 。平推流管式反应器t＜t时，F（t）= 。E（θ）曲线的方差

。t平推流管式反应器其E（t）曲线的方差2 。t全混流反应器t=0时E（t）= 。E（θ）曲线的方差

。tE（t）曲线的方差t

。）2

为 。c脉冲示踪法测定停留时间分布 对应曲线为 。c0c阶跃示踪法测定停留时间分布 对应曲线为 。c0在轴向分散模型中，模型的唯一参数贝克莱准数愈大轴向返混程度就愈 。轴向分散模型的四种边界条件为 、 、 _、 。若流体是分子尺度作为独立运动单元来进行混合，这种流体称为 。若流体是以若干分子所组成的流体微团作为单独的运动单元来进行微团之间的混合在混合时微团之间并不发生物质的交换微团内部则具有均匀的组成和相同停留时间这流体称为 。反应级数n= 时微观流体和宏观流体具有相同的反应结果。当反应级数n 1时，宏观流体具有比微观流体高的出口转化率。当反应级数时，宏观流体具有比微观流体 的出口转化率。对于反应级数的反应，为降低反应器容积，应选反应器为宜。多釜串联模型的模型参数。轴向扩散模型的模型参数。停留时间分布密度函数的散度与多釜串联的釜数的关系为 三、简答题。停留时间分布函数：停留时间分布密度函数：写出复合反应收率和选择率的定义式及它们之间的关系式。四、多项选择题。关于E函数和F函数，下面正确的是 。A.F(t)=E(t)；B. F(t)

tE(t)dt；. E(t)dF(t)/dt；. F()E(t)dt10 0轴向扩散系数与扩散系数，下面论述正确的。Fick定律；Fick定律的形式；轴向扩散系数是与流动有关系的；扩散系数是物质本身的一种属性宏观流体和微观流体是流体凝集态的两种极端形式，流体的凝集态不同，对反应结果般有明显的影响，但对于 是例外。一级不可逆反应；在平推流反应器内进行反应；在全混流反应器内进行反应；零级反应。关于非理想流动与停留时间分布，论述正确的。一种流动必然对应着一种停留时间分布；一种停留时间分布必然对应着一种流动；一种停留时间分布可能对应着多种流动；流动与停留时间分布存在一一对应关系。测定停留时间分布常用的方法有脉冲示踪法和阶跃示踪法，关于这两种方法，下列描正确的。这两种方法都是物理示踪法；根据脉冲示踪法得到的实验数据，可以直接得到E函数；根据阶跃示踪法得到的实验数据，可以直接得到E函数；根据阶跃示踪法得到的实验数据，可以直接得到F五、计算、证明题。习题4-8，习题4-9第五章气-固相催化反应动力学一、选择题。对于一个气固相催化反应，减小外扩散和内扩散影响的措施正确的是 。提高反应器内气体的流速，减小催化剂颗粒的直径；降低反应器内气体的流速，减小催化剂颗粒的直径；降低反应器内气体的流速，增大催化剂颗粒的直径；增加催化剂颗粒的直径，提高反应器内气体的流速催化剂颗粒扩散的西勒模数值的大小反映了表面反应速率与 之比。扩散速率 B.外扩散速率 C.内扩散速率 D.实际反应速二、填空题。工业催化剂性能优劣的三种最主要的性质是 、 和 。对于气—固相催化反应，要测定真实的反应速率，必须首先排除 和 的响。气体在固体催化剂颗粒内的扩散方式主要有四种： 、 。等温催化剂的内扩散有效因子η为催化剂粒子的 与 之比。球形催化剂颗粒一级气—固相催化反应的西勒模数散影响的重要参数。

气—固相催化反应的西勒模数的大小可判别内扩散的影响程度，愈大，则粒内的浓梯度就 ，反之，愈小，内外浓度愈近于 。西勒模数愈小，催化剂颗粒内的扩散阻力越 。ri

( )mol/m2s达姆科勒数越大，则外扩散有效因子ex ；a值越 ，气膜传质越好。内扩散对平行反应选择性的影响是主反应级数大于副反应时内扩散使选择；反之，内扩散使选择三、简答题。写出气固相催化反应宏观动力学过程的步骤。写出气固相催化反应本征动力学过程的步骤。3.四、多项选择题。对于一个气固相催化反应过程，下列属于动力学因素的是 。气膜扩散；孔内扩散；反应物的吸附和产物的脱附；表面反应五、计算、证明题。例5-6第六章气-固相催化反应器设计一、选择题。不属于气固相催化反应固定床反应器拟均相二维模型的特点是_ 。粒子与流体间有温度差 B.粒子与流体间无温度差C.床层径向有温度梯度 D.床层轴向有温度梯度不属于气固相催化反应固定床反应器拟均相二维模型的特点是_ 。粒子与流体间有浓度差 B.粒子与流体间无浓度差C.床层径向有温度梯度 D.床层径向有浓度梯度不属于气固相催化反应固定床反应器拟均相二维模型的特点是 。粒子与流体间有温度差 B.粒子与流体间无温度差床层径向有温度梯度 D.床层轴向有温度梯度11.不属于气固相催化反应固定床反应器拟均相二维模型的特点是 。A.粒子与流体间有浓度差 B.粒子与流体间无浓度差C.床层径向有温度梯度 D.床层轴向有温度梯二、填空题。凡是流体通过不动的固体物料所形成的床层而进行反应的装置都称作 。固定床中催化剂不易磨损是一大优点，但更主要的是床层内流体的流动接近于 因此与返混式的反应器相比可用较少量的催化剂和较小的反应器容积来获得较大的生产能力。目前描述固定床反应器的数学模型，根据是否考虑传递过程可分为 和 两大类。描述固定床反应器的拟均相模型，根据流动模式与温差的情况它又可分为平推流与有向返混的 模型，和同时考虑径向混合和径向温差的 模型。固定床中颗粒的体积当量直径定义为具有相同体积VP的球粒子直径，表达式d = 。p固定床中颗粒的外表面当量直径，即与非球形颗粒等外表面积的球形颗粒直径，表达式d = 。e固定床中颗粒的比表面当量直径是以相同的比表面SpdS= 。

的球形粒子直径来表示，表达式sP

必大于同体积球形粒子的外表面积SS

，故可定义颗粒的形状系数S

。颗粒的形状系数S三、简答题。

对于球体而言，S

，对于其他形状的颗粒 。S1.固定床反应器：第七章气液及气液一、选择题。对于气液相反应几乎全部在液相中进行的极慢反应，为提高反应速率，应选用 装置。填料塔 B.喷洒塔