2026年7月自考05044化学反应工程押题及答案

绝密★启用前2026年7月自考05044化学反应工程押题及答案一、单项选择题1.下列哪项属于均相反应？（）A.煤炭燃烧B.氨合成C.酯化反应D.催化裂化

答案：C2.反应进度ξ的单位是（）A.mol/sB.molC.mol/LD.s⁻¹

答案：B3.对于反应A→P，若原料中A的初始浓度为1mol/L，反应后A浓度为0.2mol/L，则转化率（）A.20%B.80%C.70%D.50%

答案：B4.选择性是指（）A.生成目的产物所消耗的关键反应物与总转化关键反应物的摩尔比B.目的产物量与初始反应物量之比C.反应物转化量与初始量之比D.产物总量与反应物总量之比

答案：A5.下列哪种反应器属于多相反应器？（）A.管式反应器B.釜式反应器C.固定床反应器D.微通道反应器

答案：C6.收率、转化率、选择性的关系是（）A.收率=转化率×选择性B.选择性=收率×转化率

C.转化率=收率×选择性D.收率=转化率+选择性

答案：A7.工业反应器放大常用的方法是（）A.纯理论计算B.经验放大法C.相似放大法D.数学模型放大法

答案：D8.反应器的操作方式不包括（）A.间歇操作B.半间歇操作C.连续操作D.循环操作

答案：D9.对于间歇反应器，下列描述正确的是（）A.物料连续进出B.反应参数不随时间变化C.反应物一次性加入，产物一次性取出D.适合大规模生产

答案：C10.下列哪个不是工业反应器分类的依据？（）A.结构型式B.操作方式C.反应物颜色D.传热条件

答案：C11.对于平行反应，提高目的产物选择性的关键是（）A.控制温度B.控制浓度C.控制压力D.控制催化剂

答案：B12.在连串反应A→R→S中，若希望获得最大量的R，应（）A.提高反应温度B.延长反应时间C.控制适当的转化率D.增加催化剂

答案：C13.反应进度与反应物的量之间的关系为（）A.dξ=dnA/νAB.dξ=νA·dnAC.dξ=dnA·νAD.dξ=dnA

答案：A14.下列属于均相反应的是（）A.气固催化反应B.气液反应C.液相酯化反应D.固体燃烧

答案：C15.工业上生产乙烯的主要反应器类型是（）A.固定床B.流化床C.管式裂解炉D.釜式反应器

答案：C16.化学反应速率通常定义为（）A.单位时间单位体积反应物减少的摩尔数B.单位时间反应物减少的质量C.单位时间产物增加的体积D.单位时间反应物增加的摩尔数

答案：A17.对于反应aA+bB→pP，其速率方程一般形式为（）A.r=kCA^αCB^βB.r=kCACBC.r=kCA^aCB^bD.r=kCA^α

答案：A18.反应级数的大小（）A.一定是整数B.一定是正数C.可以是分数或负数D.只能是0,1,2

答案：C19.阿伦尼乌斯方程k=Aexp(-Ea/RT)中，Ea表示（）A.反应热B.活化能C.反应焓变D.自由能

答案：B20.温度对反应速率的影响主要通过影响（）实现。A.浓度B.反应级数C.速率常数D.化学平衡

答案：C21.对于一级不可逆反应，反应速率常数k的单位是（）A.s⁻¹B.mol/(L·s)C.L/(mol·s)D.L²/(mol²·s)

答案：A22.对于复合反应体系，组分A的总消耗速率等于（）A.各反应中A的消耗速率之和B.各反应中A的生成速率之和C.各反应中A的净速率D.A的生成速率

答案：A23.平行反应的特征是（）A.反应物同时生成多种产物B.产物进一步反应C.反应分步进行D.反应可逆

答案：A24.连串反应的特点是（）A.产物能进一步反应B.反应物同时生成多种产C.反应可逆D.反应速率恒定

答案：A25.瞬时选择性S的定义为（）A.目的产物生成速率与关键反应物消耗速率之比B.目的产物量与初始反应物量之比C.转化率与收率之比D.反应速率常数之比

答案：A26.对于平行反应A→R（主），A→S（副），若主反应级数高于副反应，则提高浓度（）A.有利于主反应B.有利于副反应C.无影响D.先有利后不利

答案：A27.膨胀因子δA的定义为（）A.反应前后总摩尔变化量与反应物A的化学计量系数之比B.反应物A的消耗量C.反应体积变化率D.反应压力变化

答案：A28.对于气相反应，当膨胀因子为正时，反应过程体积（）A.增大B.减小C.不变D.无法确定

答案：A29.定态近似法常用于（）A.均相反应B.多相催化反应机理推导C.反应器设计D.热力学计算

答案：B30.速率控制步骤是指（）A.反应中最慢的一步B.反应中最快的一步C.反应的第一步D.反应的最后一步

答案：A31.朗缪尔吸附等温式假设（）A.多层吸附B.表面均匀，单层吸附C.吸附有相互作用D.吸附不可逆

答案：B32.化学吸附与物理吸附的主要区别是（）A.化学吸附有选择性B.物理吸附放热更多C.化学吸附速率更快D.物理吸附不可逆

答案：A33.对于双曲型速率方程r=kK_AC_A/(1+K_AC_A)，当C_A很大时，反应级数为（）A.0级B.1级C.0.5级D.2级

答案：A34.对于反应A→P，若实验测得反应速率r=kCA^0.5，则反应级数为（）A.0B.0.5C.1D.1.5

答案：B35.阿伦尼乌斯公式中，频率因子A的单位与（）相同。A.kB.EaC.RD.T

答案：A36.某反应活化能为50kJ/mol，温度从300K升至310K，速率常数增大倍数约为（）A.2B.1.5C.1.2D.3

答案：C（计算：exp(50000/8.314(1/300-1/310))≈1.2）37.对于可逆放热反应，最优温度随转化率升高而（）A.升高B.降低C.不变D.先升后降

答案：B38.下列哪种方法常用于动力学参数的估值？（）A.最小二乘法B.牛顿迭代法C.龙格-库塔法D.有限元法

答案：A39.对于连串反应，中间产物浓度最大值出现在（）A.反应初始B.反应结束C.某一中间时间D.无法确定

答案：C40.若某反应的速率方程为r=kCA^1.5，则该反应（）A.是基元反应B.不是基元反应C.一定是气相反应D.一定是液相反应

答案：B41.对于反应2A→P，若反应速率定义为r=-(1/2)dCA/dt，则r与dCA/dt的关系为（）A.r=-dCA/dtB.r=-2dCA/dtC.-dCA/dt=2rD.无关

答案：C42.对于平行反应，若主反应活化能大于副反应，则升温（）A.有利于主反应B.有利于副反应C.无影响D.先利主后利副

答案：A43.反应速率方程中的k与（）无关。A.温度B.活化能C.浓度D.频率因子

答案：C44.对于反应A+B→P，若实验测得r=kCA，则反应对B的级数为（）A.0B.1C.2D.无法确定

答案：A45.下列哪项不是多相催化反应步骤？（）A.外扩散B.内扩散C.表面反应D.均相聚合

答案：D46.对于受外扩散控制的反应，表观活化能（）A.接近真实活化能B.很小（<10kJ/mol）

C.很大（>100kJ/mol）D.为负值

答案：B47.对于受内扩散控制的反应，表观反应级数（）A.增加B.减小C.不变D.变为0

答案：B48.对于一级不可逆反应，在相同条件下，CSTR与PFR相比，达到相同转化率所需反应体积（）A.CSTR>PFRB.CSTR=PFRC.CSTR<PFRD.无法比较

答案：A49.对于零级反应，反应速率与（）无关。A.温度B.浓度C.催化剂D.压力

答案：B50.对于二级反应，速率常数的单位是（）A.s⁻¹B.mol/(L·s)C.L/(mol·s)D.L²/(mol²·s)

答案：C51.反应A→P，若为一级反应，则ln(1/(1-xA))与时间t的关系为（）A.直线B.抛物线C.指数曲线D.对数曲线

答案：A52.对于可逆反应，净反应速率等于（）A.正反应速率B.逆反应速率C.正反应速率减逆反应速率D.正反应速率加逆反应速率

答案：C53.反应级数为负值时，表示（）A.反应物浓度增加会抑制反应B.反应物浓度增加加快反应C.反应不可逆D.反应为光化学反应

答案：A54.对于均相反应，反应速率通常基于（）定义。A.单位质量B.单位体积C.单位表面积D.单位催化剂

答案：B55.对于多相催化反应，反应速率通常基于（）定义。A.反应器体积B.催化剂质量C.反应物体积D.产物质量

答案：B56.对于反应2A→B，若反应速率r=kCA^2，则r与-dCA/dt的关系为（）A.r=-dCA/dtB.r=-2dCA/dtC.-dCA/dt=2rD.-dCA/dt=r/2

答案：C57.对于复合反应，组分B的生成速率为（）A.各反应中B的生成速率之和B.各反应中B的消耗速率之和C.各反应中B的净速率D.B的消耗速率

答案：A58.瞬时选择性随转化率变化的情况可用于判断（）A.反应级数B.反应机理C.反应器类型D.催化剂活性

答案：B59.采用定态近似时，中间活性中间体的浓度（）A.为零B.不随时间变化C.随时间线性变化D.指数变化

答案：B60.下列哪个吸附等温式描述了多层吸附？（）A.LangmuirB.FreundlichC.BETD.Temkin

答案：C61.间歇釜式反应器的物料衡算基本方程是（）A.输入=输出B.积累=输入-输出C.积累=反应生成D.输出=反应消耗

答案：C62.间歇反应器的反应时间是指（）A.达到规定转化率所需的时间B.装料时间C.卸料时间D.清洗时间

答案：A63.对于一级不可逆反应，在等温间歇釜中达到相同转化率，反应时间与初始浓度（）A.成正比B.成反比C.无关D.先增后减

答案：C64.连续釜式反应器（CSTR）的物料衡算中，空时τ的定义是（）A.反应器体积与体积流率之比B.体积流率与反应器体积之比C.反应器高度与流速之比D.停留时间与转化率之比

答案：A65.空速的定义是（）A.τ的倒数B.反应器体积C.体积流率D.转化率

答案：A66.对于CSTR，出口浓度CA与空时τ的关系（一级反应）为（）A.CA=CA0/(1+kτ)B.CA=CA0exp(-kτ)C.CA=CA0/(kτ)D.CA=CA0-kτ

答案：A67.两个等体积的CSTR串联，对于一级反应，总转化率（）单个CSTR达到相同空时转化率的两倍。A.大于B.等于C.小于D.无法确定

答案：A68.对于零级反应，CSTR出口转化率与空时的关系为（）A.xA=kτ/CA0B.xA=1-exp(-kτ)C.xA=kτ/(1+kτ)D.xA=kτ

答案：A69.对于反应级数大于零的反应，达到相同转化率，CSTR所需体积（）PFR。A.大于B.等于C.小于D.无法确定

答案：A70.全混流反应器的多定态现象出现在（）反应中。A.等温B.绝热C.变温D.恒温

答案：B71.全混流反应器着火现象是指（）A.从低温稳态跃迁到高温稳态B.从高温稳态跃迁到低温稳态C.反应温度恒定D.反应无法启动

答案：A72.熄火现象是指（）A.从低温稳态跃迁到高温稳态B.从高温稳态跃迁到低温稳态C.反应温度恒定D.反应器爆炸

答案：B73.对于CSTR，真假稳定点中的“假稳定点”是指（）A.热平衡点但不稳定B.物料平衡点C.热平衡且稳定D.不稳定点

答案：A74.对于放热反应，CSTR热量衡算式中，移热曲线是（）函数。A.线性B.非线性C.指数D.对数

答案：A75.对于放热反应，CSTR生热曲线是（）函数。A.S型B.线性C.抛物线D.双曲线

答案：A76.提高CSTR的操作温度，转化率（）A.一定提高B.一定降低C.可能提高也可能降低D.不变

答案：C77.对于可逆放热反应，在CSTR中，存在（）个可能操作点。A.1B.2C.3D.4

答案：C78.串联CSTR的优化目标是（）A.最小化总体积B.最大化转化率C.最小化反应器个数D.最大化选择性

答案：A79.对于一级反应，两个等温CSTR串联，若总空时固定，则单个体积比为（）时总体积最小。A.1:1B.1:2C.2:1D.任意比

答案：A80.对于n级反应（n>0），CSTR串联时，最优体积分配是（）A.前大后小B.前小后大C.等体积D.任意

答案：A81.间歇釜式反应器中，对于平行反应A→R（主），A→S（副），若主反应级数高于副反应，则（）A.一次性加入所有物料有利B.半连续操作有利C.分批加入A有利D.无影响

答案：B82.CSTR中，对于连串反应A→R→S，若希望提高R的收率，应（）A.提高转化率B.降低转化率C.提高空时D.降低空速

答案：B83.对于等温CSTR，反应体积与空时的关系是（）A.成正比B.成反比C.无关D.平方关系

答案：A84.对于间歇反应器，反应体积通常（）反应器体积。A.大于B.等于C.小于D.无关

答案：C85.对于连续反应器，反应体积（）反应器体积。A.大于B.等于C.小于D.无关

答案：B86.对于半间歇反应器，描述正确的是（）A.物料一次加入B.物料连续加入或取出C.反应参数不随时间变化D.仅适合均相反应

答案：B87.CSTR中，若反应为放热反应，移热曲线斜率与（）有关。A.冷却介质流量和热容B.反应活化能C.反应级数D.进料浓度

答案：A88.CSTR多定态分析中，稳定操作点满足（）A.生热曲线斜率<移热曲线斜率B.生热曲线斜率>移热曲线斜率C.生热曲线斜率=移热曲线斜率D.无要求

答案：A89.对于CSTR，若操作点处于不稳定区域，反应温度将（）A.趋于低温稳态B.趋于高温稳态C.振荡D.不变

答案：C90.工业上为了避免CSTR多定态的不稳定性，常采用（）A.严格控制进料温度B.增大反应器体积C.减少冷却水量D.采用间歇操作

答案：A91.对于绝热CSTR，出口温度与转化率的关系是（）A.线性B.指数C.对数D.平方

答案：A92.对于等温CSTR，若反应为一级，则出口浓度与空时关系曲线为（）A.双曲线B.直线C.指数下降D.S型

答案：A93.对于间歇釜，达到一定转化率所需时间与初始浓度无关的反应级数是（）A.0级B.1级C.2级D.0.5级

答案：B94.对于CSTR，如果反应为零级，则出口转化率与空时成（）A.正比B.反比C.平方关系D.指数关系

答案：A95.对于CSTR，如果反应为一级，则出口浓度与空时关系为（）A.CA=CA0/(1+kτ)B.CA=CA0exp(-kτ)C.CA=CA0(1-kτ)D.CA=CA0-kτ

答案：A96.对于相同反应器体积，CSTR的转化率（）PFR。A.高于B.等于C.低于D.无法比较

答案：C97.连续釜式反应器串联操作的主要目的是（）A.提高转化率B.提高选择性C.降低投资D.减少副反应

答案：A98.对于平行反应，若主反应级数低于副反应，则（）A.CSTR优于PFRB.PFR优于CSTRC.两者相同D.取决于温度

答案：A99.对于连串反应，PFR的中间产物收率（）CSTR。A.高于B.等于C.低于D.无法比较

答案：A100.间歇反应器的辅助时间不包括（）A.反应时间B.装料时间C.卸料时间D.清洗时间

答案：A101.活塞流模型假设（）A.径向混合均匀，轴向无返混B.径向无混合，轴向有返混C.径向混合均匀，轴向有返混D.径向无混合，轴向无返混

答案：A102.对于等温活塞流反应器，一级反应的设计方程为（）

A.kτ=-ln(1-xA)B.kτ=xA/(1-xA)C.kτ=CA0xAD.kτ=1/(1-xA)

答案：A103.对于二级反应，PFR的设计方程为（）

A.kτ=xA/(1-xA)B.kτ=xA/(CA0(1-xA))C.kτ=(1/CA0)·xA/(1-xA)

D.kτ=ln(1/(1-xA))

答案：C104.相同反应条件（温度、进料浓度、空时）下，PFR的转化率（）CSTR。

A.大于B.等于C.小于D.无法确定

答案：A105.对于零级反应，PFR和CSTR的出口转化率（）

A.PFR大于CSTRB.PFR等于CSTRC.PFR小于CSTRD.取决于反应速率常数

答案：B106.对于自催化反应，反应速率随转化率先增后减，下列哪种反应器性能最优？（）

A.PFRB.CSTRC.循环反应器D.间歇釜

答案：B107.对于平行反应A→R（主，级数高），A→S（副，级数低），为提高选择性应选择（）

A.PFRB.CSTRC.间歇釜D.循环反应器

答案：A108.对于连串反应A→R→S，为得到最大量R，应选择（）

A.PFRB.CSTRC.间歇釜D.循环反应器

答案：A109.循环反应器的循环比R定义为（）A.循环物料量/新鲜进料量B.循环物料量/总进料量C.总进料量/新鲜进料量D.新鲜进料量/循环量

答案：A110.当循环比R→∞时，循环反应器相当于（）

A.PFRB.CSTRC.间歇釜D.管式反应器

答案：B111.当循环比R=0时，循环反应器相当于（）

A.PFRB.CSTRC.间歇釜D.全混流

答案：A112.管式反应器中进行强放热反应时，常采用（）

A.绝热操作B.等温操作C.分段换热D.增加直径

答案：C113.绝热管式反应器操作线方程为（）

A.T-T0=λ(CA0xA)B.T=T0exp(-λxA)C.T=T0+λxAD.T-T0=λ(1-xA)

答案：A114.对于绝热放热反应，沿反应器轴向温度（）

A.升高B.降低C.先升后降D.不变

答案：A115.对于绝热吸热反应，沿反应器轴向温度（）

A.升高B.降低C.先降后升D.不变

答案：B116.对于等温管式反应器，若反应为一级，空时加倍，转化率（）

A.增加不到一倍B.增加一倍C.增加两倍D.不变

答案：A117.PFR的设计基础是（）

A.物料衡算微元B.热量衡算微元C.动量衡算D.以上都是

答案：D118.管式反应器常用于（）

A.液相反应B.气相反应C.气固相反应D.以上都是

答案：D119.对于气相反应，在PFR中考虑膨胀因子的设计方程是（）A.τ=CA0∫dxA/(-rA)B.τ=CA0∫(1+εAxA)dxA/(-rA)C.τ=∫(1+εAxA)dxA/(-rA)D.τ=CA0∫(1-εAxA)dxA/(-rA)

答案：B120.对于n级反应，PFR的空时与转化率的关系是（）

A.线性B.非线性C.指数D.对数

答案：B121.工业生产乙烯的管式裂解炉属于（）

A.等温反应器B.绝热反应器C.变温反应器D.恒温反应器

答案：C122.在PFR中，反应物浓度沿轴向（）

A.升高B.降低C.不变D.先升后降

答案：B123.在PFR中，对于放热反应，反应速率沿轴向（）

A.单调下降B.先升后降C.先降后升D.不变

答案：B124.管式反应器的长径比通常（）

A.小于10B.10-50C.大于100D.1-5

答案：C125.对于快速反应，管式反应器比釜式反应器更适合的原因是（）

A.返混小B.传热好C.易控制D.投资低

答案：A126.循环反应器中的物料混合属于（）

A.微观混合B.宏观混合C.返混D.轴向混合

答案：C127.对于给定生产任务，PFR所需反应体积（）CSTR。

A.大于B.等于C.小于D.无法比较

答案：C128.管式反应器中，径向温度分布通常（）

A.均匀B.不均匀C.恒温D.无法确定

答案：A129.对于可逆放热反应，PFR的操作温度应该（）

A.沿程升高B.沿程降低C.先高后低D.沿程不变

答案：B130.工业生产中，管式反应器常采用（）操作。

A.连续B.间歇C.半间歇D.循环

答案：A131.停留时间分布密度函数E(t)满足（）

A.∫0∞E(t)dt=1B.∫0∞E(t)dt=τC.E(0)=0D.E(∞)=1

答案：A132.停留时间分布函数F(t)表示（）

A.停留时间小于t的物料分数B.停留时间大于t的物料分数C.停留时间等于t的物料分数

D.停留时间分布密度

答案：A133.理想PFR的E(t)曲线是（）

A.脉冲函数B.指数衰减C.正态分布D.均匀分布

答案：A134.理想CSTR的E(t)曲线是（）

A.脉冲函数B.指数衰减C.正态分布D.均匀分布

答案：B135.理想PFR的F(t)曲线是（）

A.阶跃函数B.指数函数C.S型曲线D.直线

答案：A136.理想CSTR的F(t)曲线是（）

A.阶跃函数B.指数函数C.S型曲线D.直线

答案：B137.返混的定义是（）

A.不同停留时间物料混合B.同向流动混合C.逆向流动混合D.径向混合

答案：A138.反应器中存在返混会导致（）

A.转化率降低（正级数）B.转化率升高C.选择性一定提高D.无影响

答案：A139.停留时间分布的方差σ²越大，表示（）

A.返混越大B.返混越小C.平均停留时间越大D.平均停留时间越小

答案：A140.脉冲法测定停留时间分布时，示踪剂注入方式为（）

A.瞬间注入B.连续切换C.阶跃变化D.周期注入

答案：A141.阶跃法测定停留时间分布时，测得的是（）

A.E(t)B.F(t)C.方差D.平均停留时间

答案：B142.示踪剂应满足的条件不包括（）

A.与物料物性相近B.易检测C.具有放射性D.不参与反应

答案：C143.对于多釜串联模型，若N=1，则对应（）

A.PFRB.CSTRC.非理想反应器D.循环反应器

答案：B144.对于多釜串联模型，N→∞时对应（）

A.PFRB.CSTRC.循环反应器D.间歇反应器

答案：A145.轴向扩散模型的Pe数越大，表示（）

A.返混越大B.返混越小C.扩散系数越大D.流速越小

答案：B146.轴向扩散模型中，Pe→∞时对应（）

A.PFRB.CSTRC.全混流D.循环流

答案：A147.轴向扩散模型中，Pe→0时对应（）

A.PFRB.CSTRC.循环流D.层流

答案：B148.离析流模型假设（）

A.流体微团之间无混合B.完全混合C.微观混合无限快D.宏观混合均匀

答案：A149.对于一级反应，离析流模型与全混流模型计算结果（）

A.相同B.不同C.取决于反应器D.无法比较

答案：A150.对于二级反应，离析流模型计算的转化率（）全混流模型。

A.高于B.等于C.低于D.无法确定

答案：A151.微观混合对（）反应无影响。

A.一级B.二级C.零级D.自催化

答案：A152.宏观混合通常指（）

A.设备尺度的混合B.分子尺度的混合C.液滴尺度的混合D.气泡尺度的混合

答案：A153.对于聚合反应，微观混合程度影响（）

A.分子量分布B.转化率C.选择性D.以上都是

答案：D154.工业反应器中，返混的主要原因是（）

A.搅拌、气泡、湍流B.层流C.分子扩散D.热传导

答案：A155.停留时间分布曲线呈单峰且较窄，表示（）

A.接近活塞流B.接近全混流C.存在短路D.存在死区

答案：A156.多相催化反应的总过程步骤中，第一步是（）

A.外扩散B.内扩散C.吸附D.表面反应

答案：A157.对于气固催化反应，外扩散阻力主要存在于（）

A.气体主流与颗粒外表面之间B.颗粒内部C.催化剂孔道D.表面活性中心

答案：A158.外扩散有效因子η_ext定义为（）

A.实际反应速率/无外扩散阻力时的反应速率B.实际反应速率/内扩散无阻力速率

C.无外扩散速率/实际速率D.内扩散因子×外扩散因子

答案：A159.丹克莱尔数Da（或第二丹克莱尔数）表示（）A.反应速率与扩散速率之比B.扩散速率与反应速率之比C.反应热与显热之比D.压力降与动力之比

答案：A160.对于受外扩散控制的反应，提高气体流速（）

A.提高转化率B.降低转化率C.无影响D.先升后降

答案：A161.分子扩散在孔径大于分子平均自由程时主要形式是（）

A.分子扩散B.努森扩散C.表面扩散D.构型扩散

答案：A162.当孔径小于分子平均自由程时，扩散类型为（）

A.分子扩散B.努森扩散C.表面扩散D.粘性流

答案：B163.有效扩散系数De与孔隙率ε和曲率因子τ的关系为（）

A.De=εD/τB.De=τD/εC.De=ετDD.De=D/(ετ)

答案：A164.对于等温一级反应，球形催化剂的内扩散有效因子η与Thiele模数φ的关系，当φ很大时（）

A.η≈1/φB.η≈3/φC.η≈φD.η≈1

答案：B165.对于等温一级反应，片状催化剂（平板）的η与φ关系，当φ很大时（）

A.η≈1/φB.η≈3/φC.η≈φD.η≈1

答案：A166.Thiele模数φ增大，内扩散有效因子η（）

A.增大B.减小C.不变D.先增后减

答案：B167.对于受内扩散控制的反应，表观活化能约为本征活化能的（）

A.1/2B.1/3C.2倍D.相同

答案：A168.对于受内扩散控制的反应，表观反应级数（）本征反应级数。

A.大于B.等于C.小于D.无关

答案：C169.判断内扩散影响的实验方法是（）

A.改变催化剂粒度B.改变气体流速C.改变温度D.改变压力

答案：A170.判断外扩散影响的实验方法是（）

A.改变催化剂粒度B.改变气体流速C.改变温度D.改变压力

答案：B171.消除外扩散影响的条件是（）

A.转化率随气速增加不变B.转化率随气速增加而增加C.转化率随粒度减小而增加

D.转化率随粒度减小不变

答案：A172.消除内扩散影响的条件是（）

A.转化率随粒度减小不变B.转化率随粒度减小而增加C.转化率随气速增加不变

D.转化率随气速增加而增加

答案：A173.对于多相催化反应，本征动力学指（）

A.排除传递影响的动力学B.包含传递影响的动力学C.工业反应器中的动力学

D.实验室测定的动力学

答案：A174.扩散干扰下的动力学假象包括（）

A.表观活化能降低B.反应级数改变C.速率常数失真D.以上都是

答案：D175.对于受内扩散控制的反应，若本征级数为2，表观级数约为（）

A.1.5B.1C.2D.0.5

答案：B176.对于受内扩散控制的反应，本征活化能为100kJ/mol，表观活化能约为（）

A.100B.50C.200D.10

答案：B177.催化剂颗粒的曲率因子τ一般（）

A.大于1B.小于1C.等于1D.0-1

答案：A178.多相催化反应中，吸附过程通常（）

A.放热B.吸热C.无热效应D.不确定

答案：A179.对于受表面反应控制的催化反应，反应速率与催化剂内表面积（）

A.成正比B.成反比C.无关D.平方关系

答案：A180.工业催化剂常制成小颗粒是为了（）

A.减小内扩散阻力B.增大外扩散阻力C.提高机械强度D.降低床层压降

答案：A181.固定床反应器中，壁效应是指（）

A.壁面附近空隙率增大B.壁面温度升高C.壁面反应速率加快D.壁面压力升高

答案：A182.固定床反应器压力降计算常用方程是（）

A.Ergun方程B.Fanning方程C.Bernoulli方程D.Poiseuille方程

答案：A183.绝热固定床反应器催化剂用量计算需联立（）

A.物料衡算和热量衡算B.动量衡算和物料衡算C.热量衡算和动量衡算D.仅物料衡算

答案：A184.固定床反应器的热点温度是指（）

A.床层轴向最高温度B.入口温度C.出口温度D.平均温度

答案：A185.飞温现象是指（）

A.温度失控急剧上升B.温度下降C.温度波动D.温度恒定

答案：A186.多段绝热固定床反应器中间设置换热器的目的是（）

A.控制温度，提高转化率B.降低压力降C.提高选择性D.减少催化剂用量

答案：A187.换热式固定床反应器适用于（）

A.强放热反应B.强吸热反应C.等温反应D.慢反应

答案：A188.流化床反应器的临界流化速度u_mf是（）

A.颗粒开始流化的最小气速B.颗粒被带出的最小气速C.正常操作气速D.最大气速

答案：A189.流化床反应器的带出速度u_t是（）

A.颗粒被气流带走的临界速度B.开始流化速度C.经济操作速度D.最小流化速度

答案：A190.流化床反应器的优点不包括（）

A.传热好B.温度均匀C.返混小D.可连续再生

答案：C191.气液反应的双膜理论假设气膜和液膜中（）

A.无对流传质，只有分子扩散B.有强烈对流C.无传质阻力D.主体有浓度梯度

答案：A192.八田数Ha的计算公式为（）A.Ha=√(kD_A)/kLB.Ha=kL/√(kD_A)C.Ha=kD_A/kLD.Ha=kLk/D_A

答案：A193.当Ha<<0.3时，气液反应属于（）

A.慢反应B.快速反应C.瞬间反应D.中等速率反应

答案：A194.当Ha>3时，气液反应属于（）

A.慢反应B.快速反应C.瞬间反应D.中等速率反应

答案：B195.气液反应增强因子β定义为（）

A.有化学反应时的传质速率与物理传质速率之比B.无反应时的传质速率与有反应时之比

C.反应速率与传质速率之比D.扩散系数之比

答案：A196.对于瞬间反应，增强因子β等于（）

A.1+(D_BC_B)/(νD_AC_Ai)B.1C.HaD.Ha²

答案：A197.鼓泡塔反应器中，气相分散成气泡，液相为（）

A.连续相B.分散相C.静止相D.湍流相

答案：A198.搅拌釜式气液反应器的优点是（）

A.传质系数高B.结构简单C.压降低D.易于放大

答案：A199.对于快速气液反应，宏观反应速率受（）控制。

A.液膜传质B.气相扩散C.液相反应D.气膜扩散

答案：A200.对于慢速气液反应，宏观反应速率受（）控制。

A.化学反应动力学B.液膜传质C.气膜传质D.界面面积

答案：A二、判断改错题1.反应物的化学计量系数一律为正值。

答案：×，反应物化学计量系数为负值。2.对于一级不可逆反应，在等温PFR中，转化率与空时成指数关系。

答案：×，应为ln(1/(1-xA))=kτ。3.全混流反应器的出口浓度等于反应器内浓度。

答案：√4.空速越大，反应物在反应器内停留时间越长。

答案：×，空速越大，停留时间越短。5.对于零级反应，反应速率与反应物浓度无关。

答案：√6.间歇反应器中，反应时间等于空时。

答案：×，间歇反应器中无空时概念，空时仅用于连续反应器。7.膨胀因子δA为正值时，反应过程体积缩小。

答案：×，δA>0表示摩尔数增加，体积增大。8.化学吸附是不可逆的。

答案：×，化学吸附通常是可逆的。9.对于受外扩散控制的反应，表观活化能与真实活化能相近。

答案：×，外扩散控制时表观活化能很小（<10kJ/mol）。10.内扩散有效因子η总是小于等于1。

答案：√11.Thiele模数φ越大，内扩散有效因子η越小。

答案：√12.对于一级反应，CSTR与PFR达到相同转化率时，CSTR所需体积更小。

答案：×，CSTR所需体积更大。13.对于放热反应，CSTR的移热曲线是S型。

答案：×，移热曲线是直线，生热曲线是S型。14.活塞流模型假设径向无混合，轴向无返混。

答案：√15.全混流模型假设反应器内浓度处处相等。

答案：√16.停留时间分布密度函数E(t)的量纲是时间⁻¹。

答案：√17.对于理想PFR，停留时间分布函数F(t)为单位阶跃函数。

答案：√18.返混是指不同停留时间的物料之间的混合。

答案：√19.对于多相催化反应，内扩散阻力大会导致表观反应级数升高。

答案：×，内扩散阻力大导致表观级数降低。20.实验室催化反应器应尽量消除传递影响。

答案：√21.对于可逆放热反应，升温总是有利于提高平衡转化率。

答案：×，升温使平衡转化率降低。22.对于平行反应，若主反应活化能高，则升温有利于主反应。

答案：√23.连续釜式反应器串联时，各釜温度可以不同。

答案：√24.空时与平均停留时间在数值上总是相等。

答案：×，对于非理想流动，两者不等。25.循环反应器的循环比R定义为循环物料量与进料量之比。

答案：×，循环比R=循环量/新鲜进料量。26.循环比趋于无穷大时，循环反应器相当于PFR。

答案：×，趋于CSTR。27.多段绝热固定床反应器中间需要换热或补料。

答案：√28.固定床反应器的热点温度是床层最高温度。

答案：√29.流化床反应器适用于强放热反应。

答案：√30.催化剂颗粒越小，内扩散影响越大。

答案：×，颗粒越小，内扩散影响越小。31.对于一级反应，内扩散有效因子η与颗粒形状无关。

答案：×，与形状因子有关。32.气液反应中，八田数Ha越大，反应越趋向于慢反应。

答案：×，Ha越大，反应越快，越趋向于快反应。33.双膜理论假设气液界面两侧存在静止膜。

答案：√34.对于瞬间反应，反应在液膜内完成。

答案：√35.对于快速反应，增强因子大于1。

答案：√36.反应器的设计只需要考虑反应动力学，不需要考虑传递过程。

答案：×，必须同时考虑动力学和传递。37.间歇反应器的生产强度通常低于连续反应器。

答案：√38.对于自催化反应，CSTR的性能优于PFR。

答案：√39.对于零级反应，PFR和CSTR所需反应体积相同。

答案：×，零级反应时两者所需体积相同（达到相同转化率）。

（注：实际零级反应，转化率与空时线性，两者体积相同。）40.对于一级反应，CSTR串联个数越多，总体积越小。

答案：√（趋向PFR）41.轴向扩散模型是介于PFR和CSTR之间的非理想模型。

答案：√42.多釜串联模型中的釜数N越大，越接近PFR。

答案：√43.离析流模型适用于微观混合完全的体系。

答案：×，适用于微观混合极差（完全离析）的体系。44.流体的微观混合对一级反应无影响。

答案：√45.对于二级反应，微观混合程度影响转化率。

答案：√46.催化剂的有效扩散系数De与孔隙率成正比。

答案：√47.表面反应控制时，表观活化能等于真实活化能。

答案：√48.扩散控制时，表观活化能接近真实活化能。

答案：×，扩散控制时表观活化能很小。49.固定床反应器压力降计算常用Ergun方程。

答案：√50.绝热固定床反应器轴向温度分布均匀。

答案：×，绝热固定床轴向温度变化。51.换热式固定床反应器可以维持近似等温操作。

答案：√52.流化床反应器传热效率高。

答案：√53.临界流化速度是颗粒开始流化的最小气速。

答案：√54.带出速度是颗粒被气流带走的临界速度。

答案：√55.实验室反应器应尽量接近工业反应器条件。

答案：×，实验室反应器应消除传递影响，获取本征动力学。56.对于气固催化反应，消除外扩散影响的标志是转化率随气速增加而变化。

答案：×，消除外扩散后转化率不随气速变化。57.对于气固催化反应，消除内扩散影响的标志是转化率随粒度减小而增加。

答案：×，消除内扩散后转化率不随粒度变化。58.反应器放大的核心是传递过程与反应动力学的耦合。

答案：√59.对于可逆吸热反应，绝热操作时温度随转化率升高而降低。

答案：×，吸热反应绝热操作时温度下降。60.对于可逆放热反应，存在最优的操作温度曲线。

答案：√三、名词解释题1.转化率

答案：反应物转化的量与初始量之比。2.选择性

答案：生成目的产物所消耗的关键反应物与总转化关键反应物的摩尔比。3.收率

答案：转化为目的产物的反应物量与初始反应物量之比，等于转化率×选择性。4.空时

答案：反应器体积与进料体积流率之比，表示名义上的平均停留时间。5.空速

答案：单位时间单位反应器体积处理的物料体积，为空时的倒数。6.反应级数

答案：速率方程中浓度项的指数之和。7.活化能

答案：反应物分子达到活化状态所需的最小能量。8.膨胀因子

答案：反应前后总摩尔变化量与反应物A的化学计量系数之比。9.定态近似

答案：在多步反应机理中，假设活性中间体的浓度不随时间变化。10.速率控制步骤

答案：多步反应中最慢的一步，决定总反应速率。11.朗缪尔吸附等温式

答案：描述均匀表面单层吸附的平衡关系式。12.内扩散有效因子

答案：实际反应速率与无内扩散阻力时反应速率之比。13.Thiele模数

答案：表征内扩散阻力与反应速率相对大小的无量纲数。14.外扩散有效因子

答案：实际反应速率与无外扩散阻力时反应速率之比。15.返混

答案：不同停留时间的物料在反应器内的混合。16.停留时间分布

答案：物料在反应器内停留时间的统计分布规律。17.活塞流模型

答案：假设反应器内流体径向均匀、轴向无返混的流动模型。18.全混流模型

答案：假设反应器内物料瞬间达到完全均匀混合的流动模型。19.多定态

答案：在相同操作条件下，反应器可能存在多个稳定的操作状态。20.着火现象

答案：反应器从低温稳态跃迁到高温稳态的现象。21.熄火现象

答案：反应器从高温稳态跃迁到低温稳态的现象。22.热点

答案：固定床反应器床层轴向温度最高点。23.飞温

答案：反应器温度失去控制急剧上升的现象。24.壁效应

答案：反应器壁面附近空隙率增大导致流动和传热异常的现象。25.流态化

答案：流体通过颗粒床层使颗粒悬浮并具有流体流动特性的现象。26.临界流化速度

答案：颗粒开始流化的最小流体表观速度。27.带出速度

答案：流体速度达到使颗粒被带出床层的临界速度。28.双膜理论

答案：气液界面两侧存在静止气膜和液膜，传质阻力集中于膜内。29.八田数Ha

答案：气液反应中，液膜内最大反应速率与最大传质速率之比的平方根。30.增强因子

答案：化学反应存在时的传质速率与物理传质速率之比。31.本征动力学

答案：排除传递影响后的化学反应动力学。32.表观动力学

答案：包含传递影响的宏观反应速率方程。33.化学吸附

答案：吸附剂与吸附质之间发生电子转移或共享的吸附。34.物理吸附

答案：靠范德华力作用的吸附。35.微观混合

答案：流体微团尺度上的混合。36.宏观混合

答案：设备尺度上的整体混合。37.离析流模型

答案：假设流体微团之间无任何混合的非理想流动模型。38.多釜串联模型

答案：用多个等体积全混釜串联来模拟非理想流动。39.轴向扩散模型

答案：在活塞流基础上叠加轴向扩散项来描述非理想流动。40.循环反应器

答案：部分反应产物循环回反应器入口的反应器。41.绝热操作线方程

描述绝热条件下温度与转化率关系的方程。42.瞬时选择性

答案：某一时刻目的产物生成速率与关键反应物消耗速率之比。43.反应进度

答案：描述反应进行程度的物理量。44.膨胀效应

答案：反应前后总摩尔数变化引起的体积变化效应。45.催化剂失活

答案：催化剂活性随使用时间下降的现象。46.固定床

答案：催化剂颗粒静止堆积的床层。47.流化床

答案：催化剂颗粒悬浮流动的床层。48.气液反应器

答案：用于气-液两相反应的设备。49.鼓泡塔

答案：气体以气泡形式通过液相的反应器。50.搅拌釜反应器

答案：带有搅拌装置的反应器。51.反应器放大

答案：将实验室或中试规模反应器扩大到工业规模的过程。52.数学模型放大法

答案：基于反应动力学和传递方程建立模型进行放大。53.参数敏感性

答案：反应器操作参数微小变化对性能产生显著影响。54.动力学假象

答案：扩散影响下表现出的与真实动力学不同的特征。55.有效扩散系数

答案：考虑多孔介质结构对扩散影响后的综合扩散系数。56.表面反应

答案：在催化剂表面发生的化学反应。57.吸附等温线

答案：恒温下吸附量与压力的关系曲线。58.本征反应级数

答案：排除传递影响时的真实反应级数。59.表观反应级数

答案：包含传递影响时表现出的反应级数。60.热量衡算

答案：根据能量守恒定律建立的反应器热量平衡方程。四、简答题1.简述化学反应工程的主要研究任务。

答案：研究如何将实验室完成的化学反应在工业规模上安全、高效、绿色、节能地实现。包括：建立反应动力学模型、反应器传递模型，研究传递过程对反应结果的影响。2.写出转化率、选择性、收率的定义及其相互关系。

答案：转化率x=(nA0-nA)/nA0；选择性S=生成目的产物消耗的A量/转化的A总量；收率Y=生成目的产物消耗的A量/nA0=x·S。3.简述间歇反应器与连续反应器的特点比较。

答案：间歇反应器：一次性加料、反应、出料，操作灵活，适合小批量多品种，辅助时间长。连续反应器：连续进出料，参数稳定，适合大规模生产，但投资高。4.简述平行反应选择性与浓度的关系。

答案：若主反应级数高，高浓度有利；若主反应级数低，低浓度有利；若级数相同，浓度无影响。5.简述连串反应中间产物最大浓度的特点。

答案：存在最佳反应时间或转化率，使中间产物浓度最大，超过该点中间产物会进一步反应消耗。6.什么是定态近似法？在多相催化反应动力学中如何应用？

答案：假设活性中间体浓度不随时间变化。用于推导多相催化反应速率方程，如朗缪尔-欣谢尔伍德方程。7.写出Langmuir吸附等温式并说明其假设。

答案：θ=Kp/(1+Kp)。假设：表面均匀，单层吸附，吸附分子无相互作用，吸附与脱附动态平衡。8.简述外扩散对多相催化反应速率的影响。

答案：外扩散阻力使催化剂表面反应物浓度低于主流体，降低反应速率；低温或细颗粒可消除影响。9.什么是内扩散有效因子？其与Thiele模数的关系如何？

答案：η=实际反应速率/无内扩散阻力速率。对于一级反应，η=tanhφ/φ，φ增大η减小。10.如何判断多相催化反应是否受内扩散影响？

答案：改变催化剂粒度，若转化率随粒度减小而增加，则存在内扩散影响；若不变，则已消除。11.简述CSTR和PFR的停留时间分布特征。

答案：CSTR：E(t)=(1/τ)exp(-t/τ)，F(t)=1-exp(-t/τ)；PFR：E(t)为脉冲函数，F(t)为单位阶跃函数。12.什么是返混？返混对反应结果有何影响？

答案：不同停留时间物料混合。对正级数反应，返混降低转化率；对自催化反应，返混有利。13.简述多釜串联模型如何模拟非理想流动。

答案：用N个等体积CSTR串联，N=1为全混流，N=∞为活塞流，N为模型参数拟合停留时间分布。14.简述轴向扩散模型的特点。

答案：在活塞流基础上叠加轴向扩散，用Peclet数Pe表示返混程度，Pe→∞为活塞流，Pe→0为全混流。15.简述流体的微观混合对一级反应的影响。

答案：对一级反应无影响，因为反应速率与浓度线性，平均浓度决定平均速率。16.简述绝热固定床反应器的特点及温度分布。

答案：无换热，温度随转化率变化；放热反应床层升温，吸热反应降温；存在热点。17.简述换热式固定床反应器的优点。

答案：可通过换热介质控制床层温度，抑制热点，提高选择性，适合强放热反应。18.简述流化床反应器的优缺点。

答案：优点：传热好、温度均匀、可连续再生；缺点：返混严重、催化剂磨损、气体短路。19.简述气液反应的双膜理论。

答案：气液界面两侧存在静止气膜和液膜，传质阻力全部在膜内，主体浓度均匀。20.什么是八田数Ha？其物理意义是什么？

答案：Ha=√(kC_BD_A)/kL，表示液膜内最大反应速率与最大传质速率之比，判断反应快慢。21.简述反应器设计的基本方程。

答案：物料衡算方程、热量衡算方程、动量衡算方程、动力学方程。22.简述等温间歇釜式反应器的计算方法。

答案：由物料衡算得dt=dxA/(-rA)积分得反应时间，反应体积=进料体积×(1+膨胀率)。23.简述CSTR物料衡算的基本公式。

答案：V=FA0xA/(-rA)出，或τ=xA/(-rA)出·CA0。24.简述CSTR串联的优化原则。

答案：对于n>0级反应，应使前釜体积大于后釜，以充分利用高反应速率。25.简述全混流反应器多定态现象产生的原因。

答案：放热反应中，生热曲线为S型，移热曲线为直线，两者交点可能多于一个。26.如何避免CSTR的着火和熄火现象？

答案：合理选择操作点（稳定点），控制进料温度、冷却条件，避免扰动过大。27.简述循环反应器模拟理想反应器的原理。

答案：R=0时为PFR，R→∞时为CSTR，通过调节循环比可模拟不同返混程度。28.简述停留时间分布的实验测定方法。

答案：示踪法：脉冲法（瞬间注入）、阶跃法（切换进料），检测出口浓度曲线。29.什么是方差？在停留时间分布中表示什么？

答案：方差σ²=∫(t-τ)²E(t)dt，表示停留时间分布的离散程度，返混越大方差越大。30.简述PFR和CSTR在选择性上的差异。

答案：对平行反应，高浓度有利选PFR，低浓度有利选CSTR；对连串反应，PFR优于CSTR。31.简述催化剂内扩散对反应级数和活化能的影响。

答案：内扩散使表观反应级数向1级靠近（若n>1则降低，n<1则升高），表观活化能约为真值的一半。32.简述固定床反应器压力降计算的意义。

答案：压力降影响动力消耗和操作安全，过大压降可能损坏催化剂或设备。33.简述流化床反应器中的气泡行为对反应的影响。

答案：气泡导致气固接触不良，气体短路，降低转化率，但气泡扰动增强传热传质。34.简述实验室催化反应器设计要点。

答案：消除内外扩散影响，等温操作，精确测量，数据可靠，获取本征动力学。35.简述气液反应器选型原则。

答案：根据反应快慢（Ha数）、气液比、热效应、腐蚀性等选择鼓泡塔、搅拌釜、填料塔等。36.简述反应器放大的主要方法及优缺点。

答案：经验放大（简单但风险高）、相似放大（条件苛刻）、数学模型放大（科学但要求数据全）。37.简述绝热操作线方程及其应用。

答案：T-T0=λ(CA0xA)/(ρcp)，用于绝热反应器温度与转化率计算。38.简述管式反应器与釜式反应器在反应体积上的差异原因。

答案：PFR无返混，反应速率始终较高；CSTR出口浓度低，速率低，故需更大体积。39.简述膨胀因子对反应器设计的影响。

答案：影响空时和反应体积，气相反应需考虑体积变化对浓度和停留时间的影响。40.简述如何通过实验判断多相催化反应是否受外扩散影响。

答案：固定空速下改变进气流速，若转化率随流速增加而增加，则存在外扩散影响。41.简述固定床反应器的热点形成原因及控制方法。

答案：放热反应，反应速率在入口区快，放热多，温升大；控制方法：稀释催化剂、分段冷却。42.简述自热式固定床反应器的工作原理。

答案：反应热通过导热壁传递给原料预热段，实现热量自平衡，无需外加热。43.简述流化床反应器中的腾涌现象及其危害。

答案：气泡合并长大占据整个截面，将颗粒向上推送后落下，造成压力剧烈波动，气固接触恶化。44.简述气液反应中快速反应的特征。

答案：Ha>3，反应在液膜内完成，增强因子>1，宏观反应速率受传质控制。45.简述气液反应中慢反应的特征。

答案：Ha<0.3，反应在液相主体进行，增强因子≈1，宏观反应速率受动力学控制。46.简述多相催化反应过程的主要步骤。

答案：外扩散→内扩散→吸附→表面反应→脱附→内扩散→外扩散。47.简述如何根据动力学实验数据回归反应速率方程。

答案：采用最小二乘法、非线性回归，利用计算机软件（如MATLAB）拟合。48.简述平行反应温度选择原则。

答案：主反应活化能高时升温有利，主反应活化能低时降温有利。49.简述可逆放热反应的最优温度曲线特征。

答案：随转化率升高，最优温度降低，存在最优温度Topt=…公式。50.简述反应器参数敏感性的含义及危害。

答案：微小操作参数变化引起反应器性能（如温度）巨大波动，易导致飞温、失控。51.简述循环反应器的特征。

答案：部分产物循环，可调节返混程度，用于热效应大或需控制转化率的反应。52.简述离析流模型的计算方法。

答案：假设微团独立反应，出口平均浓度=∫CA(t)·E(t)dt。53.简述多釜串联模型的参数N的物理意义。

答案：N为等效全混釜个数，N越大返混越小，N可由停留时间分布方差求得：σ²=τ²/N。54.简述轴向扩散模型的Peclet数Pe的意义。

答案：Pe=uL/Da，表示对流与扩散之比，Pe大返混小，Pe小返混大。55.简述反应器设计中安全考虑因素。

答案：防止飞温、压力过高、物料泄漏、爆炸极限，设置安全阀、爆破片、联锁控制。56.简述反应器设计中经济考虑因素。

答案：投资（材料、制造）、操作费用（动力、加热冷却）、催化剂寿命、维护成本。57.简述反应器设计中环保考虑因素。

答案：减少副产物和废物，提高原子经济性，尾气处理，废水零排放。58.简述催化剂颗粒内扩散对表观活化能的影响机理。

答案：扩散活化能小（<10kJ/mol），反应活化能大，两者耦合后表观活化能≈(Ea+Ed)/2≈Ea/2。59.简述如何确定气液反应器的类型。

答案：Ha<0.3用鼓泡塔或搅拌釜；0.3<Ha<3用搅拌釜或填料塔；Ha>3用塔式反应器。60.简述化学反应工程的发展趋势。

答案：微反应技术、多尺度模拟、绿色反应过程、智能化控制、反应器强化。五、计算题题1（一级反应，PFR与CSTR比较）一级不可逆反应A→P，在150℃等温PFR中转化率60%，现改用相同大小的CSTR，处理量不变，要求转化率70%。问CSTR应在什么温度下操作？已知活化能E=83.7kJ/mol。答案：PFR:kτ=-ln(1-0.6)=-ln0.4=0.9163

CSTR:τ=xA/[k’(1-xA)]=0.7/(k’×0.3)→k’τ=0.7/0.3=2.333

k’/k=2.333/0.9163=2.546

ln(k’/k)=(E/R)(1/T-1/T’)

ln2.546=(83700/8.314)(1/423-1/T’)

0.934=10068(0.002364-1/T’)

0.0000928=0.002364-1/T’→1/T’=0.0022712→T’=440.3K题2（二级反应，CSTR体积计算）二级不可逆反应2A→P，速率常数k=0.5L/(mol·min)，进料浓度CA0=2mol/L，体积流率v0=100L/min，要求转化率80%，求CSTR反应体积。答案：-rA=kCA²，CA=CA0(1-xA)=2×0.2=0.4mol/L

V=FA0xA/(-rA)=(100×2×0.8)/(0.5×0.4²)=(160)/(0.5×0.16)=160/0.08=2000L题3（一级反应，CSTR串联）一级反应A→P，k=0.1min⁻¹，CA0=1mol/L，v0=10L/min，要求总转化率90%，采用两个等体积CSTR串联，求每个反应器的体积。答案：对于串联CSTR：1/(1-xA1)=1+kτ1，1/(1-xA2)=(1+kτ1)(1+kτ2)，τ1=τ2=τ

1/(1-0.9)=10=(1+kτ)²→1+kτ=√10=3.162→kτ=2.162→τ=21.62min

V=τv0=21.62×10=216.2L，每个216.2L题4（间歇釜，一级反应）一级反应A→P，k=0.05s⁻¹，初始浓度CA0=1.5mol/L，要求转化率90%，求间歇釜反应时间。答案：t=-(1/k)ln(1-xA)=-(1/0.05)ln(0.1)=20×2.3026=46.05s题5（PFR，二级反应）二级反应2A→P，k=2L/(mol·min)，CA0=0.5mol/L，v0=50L/min，要求转化率85%，求PFR体积。答案：对于二级反应：τ=(1/kCA0)[xA/(1-xA)]=(1/(2×0.5))×(0.85/0.15)=(1)×(5.667)=5.667min