化学反应工程课程综合复习资料

《化学反应工程》课程综合复习资料

一、填空题：

1.在一个完整的气一固相催化反应的七大步骤中，属于本征动力学范畴的三步

为、和。

2.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数

为。

3.对于单一反应，在相同的处理量和最终转化率条件下，选择反应器时主要考

虑；而对于复合反应，选择反应器时主要考虑的则

是。

4.工业催化剂性能优劣的三种最主要的性质是、和。

5.在均相反应动力学中，利用试验数据求取化学反应速率方程式的两种最主要

的方法为

和。

6.反应级数（可能/不行能）是0,基元反应的分子数（可

能/不行能）是0。

7.完全混合反应器（全混流反应器）内物料的温度和浓度，并且

（大于/小于/等于）反应器出口物料的温度和浓度。

8.对于一个在全混流反应器里进行的放热反应，一般可以出现三个定常态操作

点Ml、M2、M3,如下图所示，其中Ml和M3这两点我们称之为的定

常态操作点，M2则称为

的定常态操作点。实际操作时，我们一般选择Ml、M2、M3中哪一个操

作点?

9.测定非志向流淌的停留时间分布函数口寸，两种最常见的示踪物输入方法为

和阶跃木踪。

二、选择题：

1.对于瞬时收率和总收率，下列正确的说法有（多项选择），

A.对于平推流反应器，反应的瞬时收率与总收率相等；

B.对于全混流反应器，反应的瞬时收率与总收率相等；

C.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；

D.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。

2.某反应速率常数的单位为m3/（）,该反应为级反应。

A.零级；

B.一级；

C.二级；

D.不能确定。

3.对于平行反应,活化能E1>E2,反应级数nl〈n2,假如目的

产物是R的话，我们应当在条件下操作。

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。

4.关于E函数和F函数，下面正确的是。（多项选择）

A.Ix].

B.Ix|；

C.Ix■；

D.

5.|x|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。

6.多级混合流模型和轴向分散模型是两种预料非志向流淌对反应转化率影响

的数学模型，关于这两种模型，下列观点正确的是。

A.轴向分散模型适用于返混程度在零到无穷大的任何的状况；

B.在返混程度较小时，多级混合流模型的模拟结果更接近实际；

C.两者不能共用同一套示踪试验数据；

D.两种模型可用同一套示踪试验数据。

7,对于反应日3,目的产物是R,下述反应器中最相宜的

是。

A.平推流反应器；

B.全混流反应器；

C.两个串连在一起的等体积全混流反应器；

D.平推流与全混流串联在一起的反应器。

8.关于志向反应器，下列描述不正确的是（多项选择）。

A.志向的间歇式反应器和全混流反应器的志向的内涵是一样的，都是反应器

内温度和组成到处相同；

B.志向的间歇式反应器和全混流反应器的志向的内涵是不一样的，虽然都是

反应器内温度和组成到处相同，但前者随着时间的改变温度和组成可能都

D.在同一平推流反应器或间歇式反应器内、在同样条件下进行反应，反应的

转化率是一样的。

13.|x|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

14.对于瞬时收率和总收率，下列正确的推断有（多项选择），

A.对于平推流反应器,反应的瞬时收率与总收率相等;

B.对于全混流反应器，反应的瞬时收率与总收率相等；

C.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;

D.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;

15.关于基元反应的相识，正确的是

A.分子数可以是随意的整数；

B.基元反应的计量系数与对应物种的反应级数之间存在一一对应关系；

C.基元反应和三1意义是一样的；

D.基元反应的总反应级数可能是小数。

16.对于一个串联反应，目的产物是中间产物，下述反应器中最相宜的反应器

是。

A.全混流反应器；

B.平推流反应器；

C.两个串连在一起的等体积全混流反应器;

D.平推流与全混流串联在一起的反应器。

17.对于化学反应的相识，下面正确的是

A.化学反应的转化率、目的产物的收率仅与化学反应本身和运用的催化剂有

关系；

B.化学反应的转化率、目的产物的收率不仅与化学反应本身和运用的催化剂

有关，而且还与反应器内流体的流淌方式有关；

C.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；

D.反应器的类型可能干脆影响到一个化学反应的产物分布。

18.恒温恒压的气相变容反应\,原料中混入了肯定量的气（与

N2和H2的转化率为零时的初始总摩尔数比为1/2,N2与H2的比例为计量比）,

则膨胀率0为。

A.-0.5；

B.-1/3；

C.-1/6；

D.-5/6o

19.关于指前因子和活化能描述正确的是。

A.指前因子理论上与温度无关，活化能的取值恒久都是正的，活化能大、温

度低，反应速率对温度的改变更敏感；

B.指前因子理论上与温度有关，但与指数项相比其随温度的改变可以忽视，

活化能的取值恒久都是正的，活化能大、温度低，反应速率对温度的改变

更敏感；

C.指前因子理论上与温度有关，活化能的取值不行能恒久都是正的，活化能

小、温度高，反应速率对温度的改变更敏感。

20.多级混合流模型和轴向分散模型是两种预料非志向流淌对反应转化率影响

的数学模型，关于这两种模型，下列观点正确的是

A.轴向分散模型适用于返混程度在零到无穷大的任何的状况；

B.在返混程度较小时，多级混合流模型的模拟结果更接近实际；

C.两种模型可用同一套示踪试验数据；

D.两者不能共用同一套示踪试验数据。

三、计算题：

1.在一反应器入口输入志向脉冲示踪物后，不同时间检测出口示踪物的浓度C,

结果如下所示：

时间，035

9041110.5420

现有某液相反应物A在该反应器中进行分解反应，速率方程为：

Ix|,k=0.301,

用多级混合流模型预料时，该反应器的出口转化率为多少？

2.液体反应物A(0=1)通过两个串联的全混流反应器发生某不行逆反应，第

一个反应器出口的浓度为0.5,两个反应器的体积比V21=2,反应级数为2,

反应速度方程如下：

㈢2()

求其次个反应器出口的浓度。

3.某液相不行逆反应A-R在一志向的间歇式反应器中进行，试验测得反应物A

的浓度在不同反应时间的数据如下：

时间，0246810

910.90.80.740.60.6

1271

请用积分法确定该反应的速率方程（可用下面的图面作图）。

4.用一个2升的全混流反应器来确定某反应目的动力学方程，A的液相溶液

分别以不同的流率和不同的初始浓度加入反应器，并测定A的出口浓度，得到

如下表所示的数据：

v00

0.449.1418.34

0.564.4023.60

1103.2041.14

2153.2068.10

2180.8075.72

假设反应速率只与A有关，求反应速率方程式。如需作图，请运用下面的坐标

图。

5.某一级液相反应日在一个全混流反应器中进行，转化率为90%,假如再

串联一个同样的全混流反应器，使转化率仍维持在90%,试问处理量增加多

少？

6.某速率常数为0.371的一级不行逆反应在一非志向反应器内进行反应，示踪

结果表明，1和目分别为17和0.25。求用多级混合流模型预料的转化率。

7.纯组分A发生下述平行反应，

A的起始浓度为2,反应在恒温的条件下进行，试确定在全混流反应器中目的

产物S所能达到的最大浓度。

四、推导题：

假设含反应物A的簇新原料进入体积为V的全混流反应器进行反应，其组成

为0,空时为可，出口转化率为，出口处的反应速率为，请推导全混流反应器的

设计方程：

《化学反应工程》课程综合复习资料参考答案

一、填空：

1.在一个完整的气一固相催化反应的七大步骤中，属于本征动力学范畴的三步

为吸附、表面反应和脱附。

2.多级混合模型的唯一模型参数为串联的全混区的个数N,轴向扩散膜型的

唯一模型参数为=go

3.对于单一反应，在相同的处理量和最终转化率条件下，选择反应器时主要考

虑反应器的大小，而对于复合反应，选择反应器时主要考虑的则是目的

产物的收率。

4.工业催化剂性能优劣的三种最主要的性质是活性、选择性和稳定

性。

5.在均相反应动力学中，利用试验数据求取化学反应速率方程式的两种最主要

的方法为

积分法和微分法。

6.反应级数可能（可能/不行能）是0,基元反应的分子数不行能（可能

/不行能）是0。

7.完全混合反应器（全混流反应器）内物料的温度和浓度均一，并且等

于（大于/小于/等于）反应器出口物料的温度和浓度。

8.对于一个在全混流反应器里进行的放热反应，一般可以出现三个定常态操作

点Ml、M2、M3,如下图所示，其中Ml和M3这两点我们称之为稳定的定

常态操作点，M2则称为

不稳定的定常态操作点。实际操作时，我们一般选择Ml、M2、M3中哪

一个操作点？M3o

9.测定非志向流淌的停留时间分布函数时，两种最常见的示踪物输入方法为

脉冲法和阶跃法。

二、选择：

1.对于瞬时收率和总收率，下列正确的说法有（多项选择）。

A.对于平推流反应器，反应的瞬时收率与总收率相等；

B.对于全混流反应器，反应的瞬时收率与总收率相等；

C.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；

D.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；

2.某反应速率常数的单位为m3/0,该反应为C级反应。

A.零级；

B.一级；

C.二级；

D.不能确定.

3.对于平行反应pH,活化能E1>E2,反应级数nkn2,假如目的产物

是R的话，我们应当在B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

4.关于E函数和F函数，下面正确的是。（多项选择）

A.Ix|；

B.Ix|.

C.IX■；

D.Ix|

5.|x|是B

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

6.多级混合流模型和轴向分散模型是两种预料非志向流淌对反应转化率影响的

数学模型，关于这两种模型，下列观点正确的是Do

A.轴向分散模型适用于返混程度在零到无穷大的任何的状况；

B.在返混程度较小时，多级混合流模型的模拟结果更接近实际；

C.两者不能共用同一套示踪试验数据

D.两种模型可用同一套示踪试验数据；

7.对于反应,目的产物是R,下述反应器中最相宜的是A

A.平推流反应器；

B.全混流反应器；

C.两个串连在一起的等体积全混流反应器；

D.平推流与全混流串联在一起的反应器

8.关于志向反应器，下列描述不正确的是（多项选择）

A.志向的间歇式反应器和全混流反应器的志向的内涵是一样的，都是反应器

内温度和组成到处相同；

B.志向的间歇式反应器和仝混流反应器的志向的内涵是不一样的，虽然都是

反应器内温度和组成到处相同，但前者随着时间的改变温度和组成可能都

发生改变，而后者则不随时间改变；

C.平推流和全混流反应器都是连续流淌式反应器，前者的返混为零，后者为

无穷大

0.平推流和全混流反应器都是连续流淌式反应器，前者的返混为无穷大，后

者为零；

9.恒温恒压的气相变容反应\,原料中混入了肯定量的气（与

N2和H2的转化率为零时的初始总摩尔数比为1/2,N2与H2的比例为计量比），

则膨胀率冈为B。

A.-0.5；B.-1/3；C.-1/6；D.-5/6

10.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

反应结果一般有明显的影响，但对于A是列外。

A.一级不行逆反应；

B.零级不行逆反应；

C.基元反应；

D.非基元反应

11.关于E函数和F函数，下面不正确的是Ao

A.Ix|:B.Ix|:

C.I—・；D.Ix|

12.对于一级恒容和一级变容不行逆反应，下面叙述正确的是C

A.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;

B.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;

C.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;

D.在同一平推流反应器或间歇式反应器内、在同样条件下进行反应，反应的

转化率是一样的。

13.叵］是B

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

14.对于瞬时收率和总收率，下列正确的推断有（多项选择）。

A.对于平推流反应器，反应的瞬时收率与总收率相等；

B.对于全混流反应器，反应的瞬时收率与总收率相等；

C.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；

D.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；

15.关于基元反应的相识，正确的是Bo

A.分子数可以是随意的整数；

B.基元反应的计量系数与对应物种的反应级数之间存在一一对应关系；

C.基元反应日和W）意义是一样的；

D.基元反应的总反应级数可能是小数。

16.对于一个串联反应，目的产物是中间产物，下述反应器中最相宜的反应器是B

A.全混流反应器；

B.平推流反应器；

C.两个串连在一起的等体积全混流反应器

D.平推流与全混流串联在一起的反应器

17.对于化学反应的相识，下面正确的是

A.化学反应的转化率、目的产物的收率仅与化学反应本身和运用的催化剂有

关系；

B.化学反应的转化率、目的产物的收率不仅与化学反应本身和运用的催化剂

有关，而且还与反应器内流体的流淌方式有关；

C.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；

D.反应器的类型可能干脆影响到一个化学反应的产物分布

18.恒温恒压的气相变容反应\■，原料中混入了肯定量的气（与

N2和H2的转化率为零时的初始总摩尔数比为1/2,N2与H2的比例为计量比），

则膨胀率冈为B

A.-0.5；

B.-1/3；

C.-1/6；

D.-5/6

19.关于指前因子和活化能描述正确的是B

A.指前因子理论上与温度无关，活化能的取值恒久都是正的，活化能大、温

度低，反应速率对温度的改变更敏感；

B.指前因子理论上与温度有关，但与指数项相比其随温度的改变可以忽视，

活化能的取值恒久都是正的，活化能大、温度低，反应速率对温度的改变

更敏感；

C.指前因子理论上与温度有关，活化能的取值不行能恒久都是正的，活化能

小、温度高，反应速率对温度的改变更敏感；

20.多级混合流模型和轴向分散模型是两种预料非志向流淌对反应转化率影响的

数学模型，关于这两种模型，下列观点正确的是C0

A.轴向分散模型适用于返混程度在零到无穷大的任何的状况；

B.在返混程度较小时，多级混合流模型的模拟结果更接近实际；

C.两种模型可用同一套示踪试验数据；

D.两者不能共用同一套示踪试验数据

三、计算题：

1.在一反应器入口输入志向脉冲示踪物后，不同时间检测出口示踪物的浓度C,

结果如下所示：

时间，035

90411105420

现有某液相反应物A在该反应器中进行分解反应，速率方程为:

k=0.301,

若用多级混合流模型预料时，该反应器的出口转化率为多少？

解：依据脉冲示踪数据可得：

=15

=45.832

=0.204

故:[x1

则:IX|

2.液体反应物A(0=1)通过两个串联的全混流反应器发生某不行逆反应，第一

个反应器出口的浓度为0.5，两个反应器的体积比V21=2,反应级数为2,

已知反应速度方程为：

㈢2()

求其次个反应器出口的浓度。

解：全混流反应器的设计方程：

得:[.

所以：U1

同理：[.

由：[X]得:IX■

故：

解得：2=0.25

3.某液相不行逆反应A-R在一志向的间歇式反应器中进行，试验测得反应物A

的浓度在不同反应时间的数据如下:

时间，0246810

10.90.80.740.60.6

1271

请用积分法确定该反应的速率方程。

解：假设为一级反应，则应满意：

依据已知数据知0为1,计算得如下数据：

时间t():0246810

：00.090.200.300.400.49

作图：

得到一条直线，故一级反应的假设正确。又依据k二斜率=0.051,

得速率方程为：

4.用一个2升的全混流反应器来确定某反应山的动力学方程，A的液相溶液

分别以不同的流率和不同的初始浓度加入反应器，并测定A的出口浓度，得到

如下表所示的数据：

v00

/L

L//L

0.449.1418.34

0.564.4023.60

1103.2041.14

2153.2068.10

2180.8075.72

假设反应速率只与A有关，求反应速率方程式。如需作图，请运用卜面的图由。

解：依据全混流反应器的设计方程：叵］

得：XI

由已知数据可得下表：

39日0

2.512.322.912.51

220.403.163.02

162.043.724.13

0.5170.24.225.14

0.5210.164.335.35

假设一二，得：0二十

以()