化學(xué)反應(yīng)工程綜合復(fù)習(xí)資料(有答案)

1、-作者xxxx-日期xxxx化學(xué)反應(yīng)工程綜合復(fù)習(xí)資料(有答案)【精品文檔】化學(xué)反應(yīng)工程模擬題答案一、填空題：1. 所謂“三傳一反”是化學(xué)反應(yīng)工程學(xué)的基礎(chǔ)，其中“三傳”是指 質(zhì)量傳遞、熱量傳遞和動(dòng)量傳遞，“一反”是指 反應(yīng)動(dòng)力學(xué) 。2. 各種操作因素對(duì)于復(fù)雜反應(yīng)的影響雖然各不相同，但通常溫度升高有利于活化能 高 的反應(yīng)的選擇性，反應(yīng)物濃度升高有利于反應(yīng)級(jí)數(shù) 大 的反應(yīng)的選擇性。3. 測(cè)定非理想流動(dòng)的停留時(shí)間分布函數(shù)時(shí)，兩種最常見的示蹤物輸入方法為 脈沖示蹤法 和 階躍示蹤法 。4. 在均相反應(yīng)動(dòng)力學(xué)中，利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)求取化學(xué)反應(yīng)速度方程式的兩種最主要的方法為 積分法 和 微分法 。5. 多級(jí)混合模

2、型的唯一模型參數(shù)為 串聯(lián)的全混區(qū)的個(gè)數(shù)N ，軸向擴(kuò)散模型的唯一模型參數(shù)為 Pe（或Ez / uL） 。6. 工業(yè)催化劑性能優(yōu)劣的三種最主要的性質(zhì)是 活性、選擇性 和 穩(wěn)定性。7. 平推流反應(yīng)器的E函數(shù)表達(dá)式為 ，其無(wú)因次方差= 0 ，而全混流反應(yīng)器的無(wú)因次方差 1 。8. 某反應(yīng)速率常數(shù)的單位為m3 / (mol hr )，該反應(yīng)為 2 級(jí)反應(yīng)。9. 對(duì)于反應(yīng)，各物質(zhì)反應(yīng)速率之間的關(guān)系為 (-rA)：(-rB)：rR 1：2：2 。10. 平推流反應(yīng)器和全混流反應(yīng)器中 平推流 更適合于目的產(chǎn)物是中間產(chǎn)物的串聯(lián)反應(yīng)。11. 某反應(yīng)的計(jì)量方程為，則其反應(yīng)速率表達(dá)式 不能確定 。12. 物質(zhì)A按一級(jí)

3、不可逆反應(yīng)在一間歇反應(yīng)器中分解，在67 時(shí)轉(zhuǎn)化50 需要30 min, 而在80 時(shí)達(dá)到同樣的轉(zhuǎn)化率僅需20秒，該反應(yīng)的活化能為 105 (J / mol ) 。13. 反應(yīng)級(jí)數(shù) 不可能 （可能/不可能）大于3。14. 對(duì)于單一反應(yīng)，在相同的處理量和最終轉(zhuǎn)化率條件下，選擇反應(yīng)器時(shí)主要考慮 反應(yīng)器的大小 ；而對(duì)于復(fù)合反應(yīng)，選擇反應(yīng)器時(shí)主要考慮的則是 目的產(chǎn)物的收率 ；15. 完全混合反應(yīng)器（全混流反應(yīng)器）內(nèi)物料的溫度和濃度 均一 ，并且 等于 （大于/小于/等于）反應(yīng)器出口物料的溫度和濃度。二、多項(xiàng)選擇題：1關(guān)于理想的間歇式反應(yīng)器、平推流反應(yīng)器和全混流反應(yīng)器，下列描述正確的是 A, C, D A

4、. 三者同為理想反應(yīng)器，但理想的內(nèi)涵是不同的；B. 理想的間歇式反應(yīng)器和全混流反應(yīng)器的理想的內(nèi)涵是一樣的，都是反應(yīng)器內(nèi)溫度和組成處處相同；C. 理想的間歇式反應(yīng)器和全混流反應(yīng)器的理想的內(nèi)涵是不一樣的，雖然都是反應(yīng)器內(nèi)溫度和組成處處相同，但前者隨著時(shí)間的變化溫度和組成可能都發(fā)生變化，而后者則不隨時(shí)間變化；D. 平推流和全混流反應(yīng)器都是連續(xù)流動(dòng)式反應(yīng)器，前者的返混為零，后者為無(wú)窮大2 關(guān)于積分法和微分法，認(rèn)識(shí)正確的是 A, B A. 積分法和微分法是兩種求取動(dòng)力學(xué)參數(shù)的數(shù)據(jù)處理方法，前者對(duì)數(shù)據(jù)的精度要求比后者低；B. 積分法不能處理動(dòng)力學(xué)較為復(fù)雜的（反應(yīng)物和產(chǎn)物不止一種、正反應(yīng)和逆反應(yīng)的反應(yīng)級(jí)數(shù)不

5、同）可逆反應(yīng)；C. 積分法得到的動(dòng)力學(xué)參數(shù)比微分法可靠3 對(duì)于一級(jí)恒容和一級(jí)變?nèi)莶豢赡娣磻?yīng)，下面敘述正確的是 C A. 在同一平推流反應(yīng)器內(nèi)、在同樣條件下進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率是一樣的；B. 在同一全混流反應(yīng)器內(nèi)、在同樣條件下進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率是一樣的；C. 在同一間歇式反應(yīng)器內(nèi)、在同樣條件下進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率是一樣的；D. 在同一平推流反應(yīng)器或間歇式反應(yīng)器內(nèi)、在同樣條件下進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率是一樣的4 對(duì)于瞬時(shí)收率和總收率，下列正確的判斷是 A, C A. 對(duì)于全混流反應(yīng)器，反應(yīng)的瞬時(shí)收率與總收率相等；B. 對(duì)于平推流反應(yīng)器，反應(yīng)的瞬時(shí)收率與總收率相等；C. 對(duì)于平推流反應(yīng)器，反應(yīng)

6、的瞬時(shí)收率與總收率之間是積分關(guān)系；D. 對(duì)于全混流反應(yīng)器，反應(yīng)的瞬時(shí)收率與總收率之間是積分關(guān)系；5 氣相變?nèi)莘磻?yīng)，原料中混入了一定量的惰性氣體（惰性氣體與A和B的轉(zhuǎn)化率為零時(shí)的初始總摩爾數(shù)比為1：1，A與B的比例為計(jì)量比），則膨脹率為 C A. -0.5；B. -1/3；C. -1/6；D. -5/66 純氣體A (濃度2 mol / L，摩爾流率100 mol / min) 在平推流反應(yīng)器里分解生成一系列產(chǎn)物，其動(dòng)力學(xué)為：，在一個(gè)9.8 L的反應(yīng)器里進(jìn)行反應(yīng)所能達(dá)到的轉(zhuǎn)化率為 A A. 70%；B. 80%；C. 90%；D. 100%7 關(guān)于E函數(shù)和F函數(shù)，下面正確的是 B, C, D A

7、. F(t)= E(t)；B. ；C. ；D. 8 軸向分散系數(shù)與擴(kuò)散系數(shù)，下面論述正確的是 B, C, D A. 兩者實(shí)質(zhì)上是相同的，都符合Fick定律；B. 兩者實(shí)質(zhì)上是不同的，軸向分散系數(shù)的定義實(shí)際上是借用了Fick定律的形式；C. 軸向分散系數(shù)是與流動(dòng)有關(guān)系的；D. 擴(kuò)散系數(shù)是物質(zhì)本身的一種屬性9 宏觀流體和微觀流體是流體凝集態(tài)的兩種極端形式，流體的凝集態(tài)不同，對(duì)反應(yīng)結(jié)果一般有明顯的影響，但對(duì)于 A, B 是例外。A. 一級(jí)不可逆反應(yīng)；B. 在平推流反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)；C. 在全混流反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)；D. 零級(jí)反應(yīng)10 對(duì)于一個(gè)氣固相催化反應(yīng)，減小外擴(kuò)散和內(nèi)擴(kuò)散影響的措施正確的是 A A

8、. 提高反應(yīng)器內(nèi)氣體的流速，減小催化劑顆粒的直徑；B. 降低反應(yīng)器內(nèi)氣體的流速，減小催化劑顆粒的直徑；C. 降低反應(yīng)器內(nèi)氣體的流速，增大催化劑顆粒的直徑；D. 增加催化劑顆粒的直徑，提高反應(yīng)器內(nèi)氣體的流速11 關(guān)于基元反應(yīng)的認(rèn)識(shí)，正確的是 A, B A. 分子數(shù)是針對(duì)基元反應(yīng)的概念；B. 基元反應(yīng)的計(jì)量系數(shù)與對(duì)應(yīng)物種的反應(yīng)級(jí)數(shù)之間存在一一對(duì)應(yīng)關(guān)系；C. 基元反應(yīng)和意義是一樣的；D. 有的基元反應(yīng)的總反應(yīng)級(jí)數(shù)可能是小數(shù)12 對(duì)于一個(gè)均相變?nèi)莘磻?yīng)，針對(duì)反應(yīng)物A的反應(yīng)速率，下面表述正確的是 B,D A. ；B. ；C. ；D. 13 對(duì)于平行反應(yīng)，活化能E1 E2，反應(yīng)級(jí)數(shù)n1 n2，如果目的產(chǎn)物是

9、R的話，我們應(yīng)該在 D 條件下操作。A. 高溫、反應(yīng)物A高濃度； B. 高溫、反應(yīng)物A低濃度；C. 低溫、反應(yīng)物A高濃度； D. 低溫、反應(yīng)物A低濃度14 對(duì)于化學(xué)反應(yīng)的認(rèn)識(shí)，下面正確的是 B, D A. 化學(xué)反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率、目的產(chǎn)物的收率僅與化學(xué)反應(yīng)本身和使用的催化劑有關(guān)系；B. 化學(xué)反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率、目的產(chǎn)物的收率不僅與化學(xué)反應(yīng)本身和使用的催化劑有關(guān)，而且還與反應(yīng)器內(nèi)流體的流動(dòng)方式有關(guān)；C. 反應(yīng)器僅僅是化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的場(chǎng)所，與反應(yīng)目的產(chǎn)物的選擇性無(wú)關(guān)；D. 反應(yīng)器的類型可能直接影響到一個(gè)化學(xué)反應(yīng)的產(chǎn)物分布15 對(duì)于一個(gè)串聯(lián)反應(yīng)，目的產(chǎn)物是中間產(chǎn)物，適宜的反應(yīng)器是 B A. 全混流反應(yīng)器；B. 平

10、推流反應(yīng)器；C. 循環(huán)反應(yīng)器；D. 平推流與全混流串聯(lián)在一起的反應(yīng)器16 關(guān)于非理想流動(dòng)與停留時(shí)間分布，論述正確的是 A, C A. 一種流動(dòng)必然對(duì)應(yīng)著一種停留時(shí)間分布；B. 一種停留時(shí)間分布必然對(duì)應(yīng)著一種流動(dòng)；C. 一種停留時(shí)間分布可能對(duì)應(yīng)著多種流動(dòng)；D. 流動(dòng)與停留時(shí)間分布存在一一對(duì)應(yīng)關(guān)系17 是 B A. 平推流的E函數(shù)；B. 全混流的E函數(shù)；C. 平推流串聯(lián)全混流的E函數(shù)；D. 全混流串聯(lián)平推流的E函數(shù)18 對(duì)于軸向分散模型，選擇不同的邊界條件，計(jì)算公式和結(jié)果都有所不同，這說明 D A. 邊界條件是人為設(shè)定的，是為了便于有關(guān)公式的推導(dǎo)；B. 邊界條件可以自由選?。籆. 邊界條件決定于操

11、作條件和反應(yīng)裝置的本身；D. 邊界條件不同，直接影響到反應(yīng)器內(nèi)的流動(dòng)和反應(yīng)。19 對(duì)于一個(gè)氣固相催化反應(yīng)過程，下列屬于動(dòng)力學(xué)因素的是 C, D A. 氣膜擴(kuò)散；B. 孔內(nèi)擴(kuò)散；C. 反應(yīng)物的吸附和產(chǎn)物的脫附；D. 表面反應(yīng)20 Langmuir吸附模型的四個(gè)假定：均勻表面、單層吸附、吸附機(jī)理相同和無(wú)相互作用這幾點(diǎn)應(yīng)該說是非常苛刻的，實(shí)際情況很難滿足上述要求。然而，對(duì)于多數(shù)的化學(xué)反應(yīng)，應(yīng)用這幾點(diǎn)假定進(jìn)行有關(guān)的推導(dǎo)，結(jié)果一般是可以接受的，其主要原因在于 A A. 實(shí)際反應(yīng)過程中催化劑表面吸附物種的覆蓋度很低；B. 實(shí)際的催化劑表面一般很平整；C. 實(shí)際的催化劑表面上活性位間的距離較遠(yuǎn)；D. 實(shí)際的

12、催化劑表面上活性位的數(shù)量有限21 關(guān)于指前因子和活化能描述正確的是 B A. 指前因子理論上與溫度無(wú)關(guān)，活化能的取值永遠(yuǎn)都是正的，活化能大、溫度低，反應(yīng)速率對(duì)溫度的變化更敏感；B. 指前因子理論上與溫度有關(guān)，但與指數(shù)項(xiàng)相比其隨溫度的變化可以忽略，活化能的取值永遠(yuǎn)都是正的，活化能大、溫度低，反應(yīng)速率對(duì)溫度的變化更敏感；C. 指前因子理論上與溫度有關(guān)，活化能的取值不可能永遠(yuǎn)都是正的，活化能小、溫度高，反應(yīng)速率對(duì)溫度的變化更敏感；22 對(duì)于一級(jí)不可逆反應(yīng)，產(chǎn)物R的最大濃度通常 C A. 只與速率常數(shù)的大小有關(guān)；B. 只與反應(yīng)溫度有關(guān)；C. 與A的初始濃度和速率常數(shù)的大小有關(guān)；D. 只與A的初始濃度有

13、關(guān)23 測(cè)定停留時(shí)間分布常用的方法有脈沖示蹤法和階躍示蹤法，關(guān)于這兩種方法，下列描述正確的是 A，B，D A. 這兩種方法都是物理示蹤法；B. 根據(jù)脈沖示蹤法得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以直接得到E函數(shù)；C. 根據(jù)階躍示蹤法得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以直接得到E函數(shù)；D. 根據(jù)階躍示蹤法得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以直接得到F函數(shù)三、計(jì)算題：1. 某一級(jí)液相反應(yīng)在一只全混流反應(yīng)器中進(jìn)行，轉(zhuǎn)化率為95，如果再串聯(lián)一只同樣的全混流反應(yīng)器，使轉(zhuǎn)化率仍維持在95，試問處理量應(yīng)增加多少？【解】： 當(dāng)反應(yīng)在一個(gè)全混流反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行時(shí)，根據(jù)全混流反應(yīng)器的設(shè)計(jì)方程，有 .(1)當(dāng)兩個(gè)等體積全混流反應(yīng)器串聯(lián)時(shí)，轉(zhuǎn)化率不變，則有 .(2)根據(jù)

14、式（1），得=19；根據(jù)式（2），得6.94。進(jìn)料體積流率之比等于空時(shí)的反比，即。也就是說，串聯(lián)后進(jìn)料體積流率應(yīng)為原來(lái)的5.48倍，即需增加4.48倍。2. 某速率常數(shù)為0.15 min-1的一級(jí)不可逆反應(yīng)在一非理想反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)，示蹤結(jié)果表明，和 分別為15 min和0.21。求用多級(jí)混合流模型預(yù)測(cè)的轉(zhuǎn)化率。解：根據(jù)多級(jí)混合流模型無(wú)因次方差與N之間的關(guān)系，有 = 4.76 根據(jù)一級(jí)不可逆反應(yīng)多級(jí)混合流模型轉(zhuǎn)化率的表達(dá)式，有 3. 反應(yīng)物A反應(yīng)首先生成R (k1 = 6 hr-1)，R進(jìn)一步反應(yīng)生成S (k2 = 3 hr-1)和T (k3 = 1 hr-1)。如果濃度為1.0 mol /

15、L的純A在一個(gè)全混流反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)，求R濃度達(dá)到最大值的空時(shí)及R的最大濃度。解：根據(jù)一級(jí)不可逆串聯(lián)反應(yīng)在全混流反應(yīng)器中進(jìn)行反應(yīng)時(shí)中間物種最大濃度及達(dá)到最大濃度空時(shí)的公式，有： 0.2 hr說明：上述兩公式也可通過對(duì)反應(yīng)物A和產(chǎn)物R兩次應(yīng)用全混流反應(yīng)器設(shè)計(jì)方程，求得產(chǎn)物R的濃度表達(dá)式，然后令，求出 topt 和CR, max的值。4某一級(jí)恒容反應(yīng)AP在一平推流和一全混流反應(yīng)器所組成的串聯(lián)反應(yīng)器組中進(jìn)行，兩反應(yīng)器的有效容積均為Vr，進(jìn)料為純A，初始體積流率為v0，試證明最后的總轉(zhuǎn)化率與這兩個(gè)反應(yīng)器的串聯(lián)順序無(wú)關(guān)。（假設(shè)兩反應(yīng)器的溫度相等且保持恒定，反應(yīng)器被反應(yīng)物全部充滿）解: 反應(yīng)速率方程：(a

16、) 全混流在前，平推流在后由全混流的設(shè)計(jì)方程，得：故：由平推流的設(shè)計(jì)方程得：則：其中（b）平推流在前，全混流在后對(duì)平推流： 得：對(duì)全混流：得：即：兩各反應(yīng)器的排列順序不影響反應(yīng)結(jié)果化學(xué)反應(yīng)工程名詞解釋在大型裝置中，傳熱和控溫往往是頭等難題，甚至根本不可能達(dá)到與小裝置相同的溫度條件，因此，就出現(xiàn)“放大效應(yīng)”。間歇式反應(yīng)器：一次性加料，經(jīng)過一段時(shí)間出料的反應(yīng)器。膨脹因子：當(dāng)反應(yīng)物A（或產(chǎn)物P）每消耗（或生成）1mol時(shí)，所引起的整個(gè)物系總物質(zhì)的量（mol）的增加或減少值。膨脹率：表征變?nèi)莩潭鹊膮?shù)，僅適用于物系體積隨轉(zhuǎn)化率變化呈線性關(guān)系的情況。返混：停留時(shí)間不同的流體顆粒之間的混合。平推流：指反應(yīng)物料以一致的方向向前移動(dòng)，在整個(gè)截面上各處的流速完全相等。全混流：指剛進(jìn)入反應(yīng)器的新鮮物料與已存留在反應(yīng)器中的物料能達(dá)到瞬間的完全混合，以致在整個(gè)反應(yīng)器內(nèi)各處物料的濃度和溫度完全相同，且等于反應(yīng)物出口物料的溫度和濃度。停留時(shí)間：指從反應(yīng)物進(jìn)入反應(yīng)器時(shí)算起至離開反應(yīng)器時(shí)為止所經(jīng)歷的時(shí)間。停留時(shí)間分布：由于同時(shí)進(jìn)入反應(yīng)器的物料顆粒在反應(yīng)器中的停留時(shí)間可能有長(zhǎng)有短，因而形成一個(gè)分布。空時(shí)：在規(guī)定的條件下，進(jìn)入反應(yīng)器的物料通過反應(yīng)器體積所需的時(shí)間?？账伲涸谝?guī)定的條件下，單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入反應(yīng)器的物料體積相當(dāng)于幾個(gè)反應(yīng)器的空積，或單位時(shí)間內(nèi)通過單位反應(yīng)器的物料體積。工業(yè)