化学反应工程填空题

《化学反映工程》试题

一、填空题

1.质量传递、热量传递、动量传递和化学反映称为三传一反.

1.物料衡算和能量衡算的一般表达式为输入-输出二累积_____________。

2.着眼组分A转化率XA的定义式为XA=5AO-〃A)/〃AOO

3.总反映级数不也许大于3—o

4.反映速率-rA=kCACB的单位为kmol/m3•h,速率常数k的因次为

m3/kmol,h。

5.反映速率-rA=kCA的单位为kmol/kg•h,速率常数k的因次为

m3/kg•ho

6.反映速率的单位为mol/L・s,速率常数k的因次为(mol)l/2・L-l/2・s。

7.反映速率常数k与温度T的关系为，其活化能为83.14kJ/mol。

8.某反映在500K时的反映速率常数k是400K时的103倍，则600K时的反映

速率常数k时是400K时的105倍。

9.某反映在450C时的反映速率是400C时的10倍，则该反映的活化能为(设

浓度不变)186.3kJ/mol。

10.非等分子反映2SO2+O2==2SO3的膨胀因子必。等于-0.5。

11.非等分子反映N2+3H2==2NH3的膨胀因子与等于-2/3o

12.反映N2+3H2==2NH3中(-加)=1/3(-%,)=1/2r,7;)

13.在平推流反映器中进行等温一级不可逆反映，反映物初浓度为CA0,转化率

为xA,当反映器体积增大到n倍时:反映物A的出口浓度为CA0(l-xA)n,

转化率为l-(i-xA)no

14.在全混流反映器中进行等温一级不可逆反映，反映物初浓度为CA0,转化率

为xA,当反映器体积增大到n倍时，反映物A的出口浓度为，转化率为。

15.反映活化能E越大，反映速率对温度越敏感。

16.对于特定的活化能，温度越低温度对反映速率的影响越大。

17.某平行反映主副产物分别为P和S,选择性SP的定义为(nP-nPO)/

(nS-nSO)o

18.某反映目的产物和着眼组分分别为。和4其收率3P的定义为(〃P-〃P0)/

(〃A0-〃A)o

19.均相自催化反映其反映速率的重要特性是随时间非单调变化，存在最大的反

映速率。

20.根据反映机理推导反映动力学常采用的方法有速率控制环节、拟平衡

态O

21.对于连续操作系统，定常态操作是指温度及各组分浓度不随时间变

化。

22.返混的定义：不同停留时间流体微团间的混合。

23.平推流反映器的返混为Q—；全混流反映器的返混为8。

24.空时的定义为反映器体积与进口体积流量之比。

25.针对着眼组分A的全混流反映器的设计方程为上二」工。

"八0-rA

26.不考虑辅助时间，对反映级数大于0的反映，分批式完全混合反映器优于全

混流反映器。

27.反映级数〉0时，多个全混流反映器串联的反映效果优于全混流反映器。

28.反映级数＜0时，多个全混流反映器串联的反映效果差于全混流反映器。

29.反映级数)0时，平推流反映瑞的反映效果优于全混流反映器。

30.反映级数＜0时，平推流反映器的反映效果差于全混流反映器。

31.对反映速率与浓度成正效应的反映分别采用全混流、平推流、多级串联全混

流反映器具反映器体积的大小关系为全混流＞多级串联全混流〉平推

流

32.通常自催化反映较合理的反映器组合方式为全混流+平推

流。

33.相同转化率下，可逆放热反映的平衡温度高于最优温度。

34.主反映级数大于副反映级数的平行反映，优先选择平推流反映器。

35.主反映级数小于副反映级数的平行反映，优先选择全混流反映器。

36.要提高串联反映中间产物P收率，优先选择平推流反映器。

37.主反映级活化能小于副反映活化能的平行反映，宜采用低温操作。

38.主反映级活化能大于副反映活化能的平行反映，宜采用高温操作。

39.停留时间分布密度函数的归一化性质的数学表达式jE(t)dt=1.0。

0

40.定常态连续流动系统,F(0)=0；F(8尸1。

41.定常态连续流动系统,F⑴与E⑴的关系。

42.平均停留时间，是E⑴曲线的分布分心；与E(t)的关系为⑺力。

0

43.方差苏表达停留时间分布的分散限度；其数学表达式为

b；=JO-')?石⑺山。

0

44.采用无因次化停留时间后,E(0)与E⑴的关系为。

45.采用无因次化停留时间后,F(0)与F(t)的关系为F(0)=F(t)。

46.无因次方差端与方差苏的关系为其=。〃产。

47.平推流反映器的苏=而全混流反映器的同=1o

48.两种抱负流动方式为平推流和全混流.

49.非抱负流动。：的数值范围是」

5().循环操作平推流反映器循环比越一大返混越大。

51.循环操作平推流反映等当循环比B=_Q_时为平推流；当8时为全混

流。

52.停留时间分布实验测定中，常用的示踪方法为脉冲示踪和阶跃示

踪。

53.脉冲示踪法根据检测到的浓度变化曲线可以直接得到至⑴曲线。

54.阶跃示踪法根据检测到的浓度变化曲线可以直接得到叶⑴曲线。

55.采用脉冲示踪法测得的浓度CA(t)与E(t)的关系式为E⑴二

CA⑴/G)<>

56.采用阶跃示踪法测得的浓度CA⑴与F⑴的关系式为F(t尸CA(W

CAO0

57.N个等体积全混釜串联的停留时间分布的无因次方差

58.多级全混釜串联模型当釜数N=1为全混流，当N=8为平推流。

/_/

59.全混流的E(t)="3F(t)=l-P,,

60.平推流的E(t)=O当=8当/=f；Rt)=0当r<7、=1当Yf°

61.轴向分散模型中,Pe准数越小返混越大。

62.轴向分散模型中Peclet准数的物理意义是一代表了流动过程轴向返混限度的

大小。

63.对于管式反映器，流速越大越接近平推流；管子越长越接近平推流。

64.为使管式反映器接近平推流可采用的方法有提高流速和增大长径

比.

65.对于平推流反映器，宏观流体与微观流体具有相同的反映结果。

66.工业催化剂所必备的三个重要条件：选择性高、活性好和寿命长。

67.化学吸附的吸附选择性要高于物理吸附的吸附选择性。

68.化学吸附的吸附热要大于物理吸附的吸附热。

69.化学吸附常为单分子层吸附，而物理吸附常为多分子层吸附。

70.操作温度越高物理吸附越弱，化学吸附越强；

71.在气固相催化反映中动力学控制涉及表面吸附、表面反映和表面脱

£Lo

72.气固相催化反映本征动力学指消除内外扩散对反映速率的影响测得的动

力学。

73.气固相催化反化的本的动力学与宏观动力学的重要区别是前者无内外扩散

的影响。

74.在气固相催化反化中测定本征动力学可以通过提高气体流速消除外扩散、

通过.减小催化剂颗粒粒度消除内扩散。

75.固体颗粒中气体扩散方式重要有分子扩散和努森扩散。

76.固体颗粒中当孔径较大时以分子扩散为主，而当孔径较小时以努森扩

散为主。

77.气固相催化串联反映，内扩散的存在会使中间产物的选择性下降。

78.气固相催化平行反映，内扩散的存在会使高级数反映产物的选择性下降。

79.Thiele模数的物理意义反映了表面反映速率与内扩散速率之

kt。

80.催化剂的有效系数为数化剂粒子实际反映速率/催化剂内部浓度和温度与外

表而卜的相等时的反映速率c

81.催化剂粒径越大，其Thiele模数越大，有效系数越小；

82.气固相非催化反映缩核模型中气相反映物A的反映历程重要有三步，分别是

气膜扩散、灰层扩散和表面反映。

83.自热式反映是指运用反映自身放出的热量预热反映进料.

84.固定床反映器的重要难点是反映器的传热和控温问题o

85.多段绝热固定床的重要控温手段有段间换热、原料气冷激和惰性物料

冷激。

86.固定床控制温度的重要目的是使操作温度尽也许接近最优温度

87.固体颗粒常用的密度有堆密度、颗粒密度和真密度，三者的关系是真密度＞

颗粒密度,堆密度。

88.对于体积为％外表面积为的的颗粒其体积当量直径为〈瓯不、面积肖量直

径为一Jaj/r、比表面当量直径为。

89.固定床最优分段的两个必要条件是前一段出口反映速率与卜一段进口相等

和每•段的操作温度线跨越最优温度线。

3.是化学反映工程的基础。（三传一反）

4.化学反映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.化学反映工程中的“三传一反”中的三传是指、、。（传质、

传热、动量传递）

6.不管是设计、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o（数学模型）

7.在建立数学模型时，限据基础资料建立物料、热量和动量衡算式的一般式为

_______O（累积量=输入量-输出量）

1.均相反映是指。（参与反映的物质均处在同一相）

2.对于反映，贝IJ。（）

3.着眼反映组分K的转化率的定义式为o（K〃K。）

4.当计量方程中计量系数的代数和等于零时，这种反映称为,否则称为

o（等分子反映、非等分子反映）

5.化学反映速率式为，用浓度表达的速率常数为，假定符合抱负气体状态方程,

如用压力表达的速率常数，则=_______O（）

6.化学反映的总级数为n,如用浓度表达的速率常数为，用逸度表达的速率常数

则)

7.化学反映的总级数为n,如用浓度表达的速率常数为，用气体摩尔分率表达的速率

常数，则=0()

8.在构成反映机理的诸个基元反映中，假如有一个基元反映的速率较之其他基元反映

慢得多，他的反映速率即代表整个反映的速率，其他基元反映可视为处在o

(拟平衡常态)

9.当构成反映机理的诸个基元反映的速率具有相同的数量级时，既不存在速率控制环

节时，可假定所有各步基元反映都处在______o(拟定常态)

10.活化能的大小直接反映了____________对温度的敏感限度。(反映速率)

11.一个可逆的均相化学反映，假如正、逆两向反映级数为未知时，采用

法来求反映级数。(初始速率法)

12.生成主产物的反映称为，其它的均为_______o(主反映、副反映)

13.平行反映均为一级不可逆反映，若>,选择性Sp与_____无关，仅是

_______的函数。(浓度、温度)

14.假如平行反映均为一级不可逆反映，若>,提高选择性应_o

(提高温度)

1.停留时间分布的密度函数在tVO时，E(t)=o(0)

2.停留时间分布的密度函数在t20时，E(t)o(>0)

3.当t=0时，停留时间分布函数F(t)=o(0)

4.当t=8时，停留时间分布函数F(t)=o(1)

5.停留时间分布的密度函数E(0)=E(t)o(/)

I

7

6.表达停留时间分布的分散限度的量苏=式e(T)

7.反映器物料的停留时间的分布曲线是通过物理示踪法来测定的，根据示踪剂的输入

方式不同分为______、_______、_______、______。［脉冲法、阶跃法、周期示踪法、

随机输入示踪法)

8.平推流管式反映器时，E(t)=o(°°)

9.平推流管式反映器时，E(t)=_______0(0)

10.平推流管式反映器时，F(t)=0(1)

11.平推流管式反映器〈时，F(t)=o(0)

12.平推流管式反映器其E(0)曲线的方差区=o(0)

13.平推流管式反映器具E(t)曲线的方差苏=o(0)

13

14.全混流反映器t=0时E(t)=o(厂)

15.全混流反映器其E(0)曲线的方差其=o(1)

16.全混流反映器其E(t)曲线的方差苏=。(产)

17.偏离全混流、平推流这两种抱负流动的非抱负流动，E(0)曲线的方差为_____。

(0-1)

18.当流体在半径为R的管内作层流流动时，在径向存在流速分布，轴心处的流速以

记，则距轴心处距离为r的流速______o()

19.当流体在半径为R的管内作层流流动时，管壁处的流速o(0)

20.流体在半径为R的管fM乍层流流动的停留时间分布密度函数E(t)=。(27)

]—(―'i2

21.流体在半径为R的管内作层流流动的停留时间分布函数F(t)=o(2,)

g

22.脉冲示踪法测定停留时间分布孰相应曲线为o(E(t)曲线)

23.阶跃示踪法测定停留时间分布°。相应曲线为o(F(l)曲线)

24.非抱负流动不一定是由_____导致的。(返混)

25.非抱负流动不一定是由返混导致的，但返混导致了。(停留时间分布)

26.为了模拟返混所导致流体偏离平推流效果，可借助这种轴向返混与扩散过程的相

似性，在的基础上叠加上轴向返混扩散相来加以修止，并认为的假定该轴向

返混过程可以用费克定律加以定量描述，所以，该模型称为。（平推流、轴向

分散模型）

27.在轴向分散模型中，模型的唯一参数彼克莱准数。（）

28.在轴向分散模型中，模型的唯一参数彼克莱准数愈大轴向返混限度就。（愈

小）

29.轴向分散模型的偏微分方程的初始条件和边界条件取决于采用示踪剂的、

_______、_______的情况。（输入方式、管内的流动状态、检测位置）

30.轴向分散模型的四种边界条件为、_____、_______、o（闭一闭

式边界、开一闭式边界、闭一开式边界、开一开式边界）

31.误差函数erf的定义式为。）

32.误差函数的定义式为，则,_______£（、0）

33.轴向分散模型的数学盼望值,方差o[,]

34.流体的混合限度常用、来描述。（调匀度S、流体的混合态）

35.流体的混合限度常用调匀度S来衡量，假如S值偏离,则表白混合不均匀。

（1）

36.微观流体混合的混合态称为_____«（非凝集态）

37.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。（微观流

体）

38.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，且在混合时微团之间并不发生物质的互换，微团内部则具有均匀的组成和相同停

留时间，这种流体称为.（宏观流体）

39.宏观流体混合的混合态称为o（完全凝集态）

40.介于非凝集态与完全凝集态之间的混合态称为_____o（部分凝集态）

41.在气一液鼓泡搅拌装置中，气体以气泡方式通过装置，_____是宏观流体，而

为微观流体。（气体、液体）

42.在气一液喷雾塔中液体以液滴形式的分散相，是宏观流体，而_____为微

观流体。（液体、气体）

43.反映级数n=时微观流体和宏观流体具有相同的反映结果。（1）

44.对于反映器，微观流体与宏观流体具有相同的反映结果。（平推流）

45.当反映级数n>l时，宏观流体具有比微观流体的出口转化率。（高）

46.当反映级数n1时，宏观流体具有比微观流体高的出口转化率。（>）

47.当反映级数nVl时，宏观流体具有比微观流体____的出口转化率。（低）

48.当反映级数n_____1时，宏观流体具有比微观流体低的出口转化率。（V）

第五章非均相反映动力学

1.工业催化剂所必备的三个重要条件是：、、。（活性好、选

择性高、寿命长）

2.气体在固体表面上的吸附中物理吸附是靠结合的，而化学吸附是靠

结合的。（范德华力、化学键力）

3.气体在固体表面上的吸附中物理吸附是_____分子层的，而化学吸附是分

子层的。（多、单）

4.气体在固体表面上发生吸附时，描述在一定温度下气体吸附量与压力的关系式称为

o（吸附等温方程）

5._____吸附等温方程式是假定吸附热是随着表面覆盖度的增长而随塞数关系减少

的。（Freundlich）

6.吸附等温方程式是按吸附及脱附速率与覆盖率成指数函数的关系导出的。

（Temkin）

7.固体催化剂的比表面积的经典测定方法是基于_____方程。（BET）

8.在气一固相催化反映中，反映速率一般是以单位催化剂的重量为基准的，如反映A

一B,A的反映速率的定义为o（）

9.对于气一周相催化反映，要测定真实的反映速率，必须一方面排除和

的影响。（内扩散、外扩散）

10.测定气固相催化速率检查外扩散影响时，可以同时改变催化剂装量和进料流量,

但保持_______不变。（）

11.测定气固相催化速率检查外扩散影响时，可以同时改变和，但保

持不变。（催化剂装量、进料流量）

12.测定气固相催化速率检查内扩散影响时，可改变催化剂的,在恒定的下

测________看两者的变化关系。［粒度（直径）、转化率］

13.测定气固相催化速率检查内扩散影响时;可改变催化剂的粒度（直径），在恒定

的______下测转化率，看两者的变化关系。（）

14.催化剂回转式反映器是把催化剂夹在框架中快速回转，从而排除影响和达

成气相及反映器的目的。（外扩散、完全混合、等温）

15.流动循环（无梯度）式反映器是指消除、的存在，使实验的准确性

提高。（温度梯度、浓度梯度）

16.对于多孔性的催化剂，分子扩散很复杂，当孔径较大时，扩散阻力是由所

致。（分子间碰撞）

17.对于多孔性的催化剂，分子扩散很复杂，当孔径较大时，扩散阻力是由分子间碰

撞所致，这种扩散通常称为。［分子扩散（容积扩散）］

18.对于多孔性的催化剂，分子扩散很复杂,当微孔孔径在约时，分子与孔壁

的碰撞为扩散阻力的重要因素。（O.lum）

19.对于多孔性的催化剂，分子扩散很复杂,当微孔孔径在约O.lum时，为扩

散阻力的重要因素。（分子与孔壁的碰撞）

20.对于多孔性的催化剂，分子扩散很复杂,当微孔孔径在约0.lum时，分子与孔壁的

碰撞为扩散阻力的重要因素，这种扩散称为。（努森扩散）

21.等温催化剂的有效系数n为催化剂粒子的与催化剂内部的

之比。（实际反映速率、浓度和温度与其外表面上

的相等时的反映速率）

22.气一固相催化反映的内扩散模数_____,它是表征内扩散影响的重要参数。

（）

23.气一周相催化反映的内扩散模数，它是表征内扩散影响的重要参数，数值平

方的大小反映了与之比。（表面反映速率、内扩散速率）

24.气一固相催化反映的由扩散模数的大小可判别内扩散的影响限度，愈大，则粒

内的浓度梯度就,反之，愈小，内外浓度愈近于o（愈大、均一）

25.催化剂在使用过程中，也许因晶体结构变化、融合等导致表面积减少导致的

_______失活，也也许由于化学物质导致的中毒或物料发生分解而导致的______失

活。（物理、化学）

26.催化剂的失活也许是白于某些化学物质的中毒引起的，关于中毒的两种极端情况

是与_______o（均匀中毒、孔口中毒）

27.描述气一固相非催化反映的模型有：—、_______、_______。（整体均匀转化

模型、粒径不变的缩核模型、粒径缩小的缩粒模型）

28.对于气一周相非催化反映的缩核模型，反映从粒子外表面逐渐向内核部分推动，

但粒子体积o（不变）

29.煤炭燃烧属于气一固相非催化反映，粒径随着反映进行而不断的缩小，这种模型

属于粒径缩小的模型。（缩粒）

30.硫化矿的燃烧、氧化铁的还原都属于气一固相非催化反映，反映从粒子外表面逐渐

向内核部分推动，但粒子体积不变，这种模型属于粒径不变的模型。（缩核）

31.膜内转化系数Y值的大小反映了在膜内进行的那部分反映也许占的比例，因而可

以用来判断的限度。（反映快慢）

32.测定气一液相反映速率的方法与均相反映时不同之点是实验时要排除气相和液相

中的,使反映在动力学区域内进行。（扩散阻力）

1.凡是流体通过不动的固体物料所形成的床层而进行反映的装置都称作_____o