化學(xué)反應(yīng)工程習(xí)題及答案二(20210401001903)

1、1 .化學(xué)反應(yīng)過(guò)程按操作方法分為 、操作。（分批式操作、連續(xù)式操作、半 間歇式）2 .反應(yīng)器的型式主要為（釜）式、 （管）式、（塔）式、（固定）床和（流化）床。3 .理想流動(dòng)模型是指（平推流）模型和（全混流）模型。5 .間歇釜式反應(yīng)器有效體積不但與（反應(yīng)時(shí)間）有關(guān)，還與（非生產(chǎn)時(shí)間）有關(guān)。6 .對(duì)于平行反應(yīng)，提高反應(yīng)物濃度，有利于（級(jí)數(shù)高）的反應(yīng)，降低反應(yīng)物濃度有利于（級(jí)數(shù)低）的反應(yīng)?；どa(chǎn)中應(yīng)用于均相反應(yīng)過(guò)程的化學(xué)反應(yīng)器主要有（釜式）反應(yīng)器和（管式）反應(yīng)器。 P（主）A "'7 .平行反應(yīng)S（副）均為一級(jí)不可逆反應(yīng)，若 E > E副，選擇性Sp與 無(wú)關(guān)，僅是的函數(shù)。

2、（濃度、溫度）主-副大于0,是吸熱反應(yīng)！8 .如果平行反應(yīng) At ”王）均為一級(jí)不可逆反應(yīng)，若E主E副，提高選擇性 Sp應(yīng)At S（副）一_。（提高溫度）9 .理想反應(yīng)器是指 、。理想混合（完全混合）反應(yīng)器、平推流（活塞流或擠出流） 反應(yīng)器10 全混流反應(yīng)器的返混 。（最大） 平推流反應(yīng)器的返混為 。（零）11 對(duì)于循環(huán)操作的平推流反應(yīng)器，當(dāng)循環(huán)比3-0時(shí)為 反應(yīng)器，而當(dāng)3 時(shí)則相當(dāng)于反應(yīng)器。12 .反應(yīng)器物料的停留時(shí)間的分布曲線是通過(guò)物理示蹤法來(lái)測(cè)定的，根據(jù)示蹤劑的輸入方式不同分為、。（脈沖法、階躍法、周期示蹤法）11.平推流管式反應(yīng)器t =t 時(shí)，E (t)=。©)12.平推流管

3、式反應(yīng)器t :f 時(shí)，E (t)=。 (0)13.平推流管式反應(yīng)器t時(shí),F (t)=。（1 ）14.平推流管式反應(yīng)器t v t 時(shí),F (t)=。 (0)15.平推流管式反應(yīng)器其E ( 0，曲線的方差_ 2_ =16.平推流管式反應(yīng)器其E (t)曲線的方差_ 2仃t 二t_。（0）。（0） IH17 .全混流反應(yīng)器t=0時(shí)E （t） =。（ t ）218 .全混流反應(yīng)器其E （。）曲線的方差_ 。（1）2,219 .全混流反應(yīng)器其E（t）曲線的方差 。（t2）（活性好、選擇性高、壽20 .工業(yè)催化劑所必備的三個(gè)主要條件是： 、命長(zhǎng)）21 .氣體在固體表面上的吸附中物理吸附是靠 結(jié)合的，而化學(xué)吸

4、附是靠 結(jié)合的。（范 德華力、化學(xué)鍵力）22 .氣體在固體表面上的吸附中物理吸附是 分子層的，而化學(xué)吸附是 分子層的。（多、 單）23 .對(duì)于氣一固相催化反應(yīng)，要測(cè)定真實(shí)的反應(yīng)速率，必須首先排除 和 的影響。（內(nèi)擴(kuò)散、外擴(kuò)散）24 .催化劑在使用過(guò)程中，可能因晶體結(jié)構(gòu)變化、融合等導(dǎo)致表面積減少造成的 失活，也可 能由于化學(xué)物質(zhì)造成的中毒或物料發(fā)生分解而造成的 失活。（物理、化學(xué)）25 .催化作用的本質(zhì)是參與反應(yīng)（歷程），降低反應(yīng)（活化能），提高反應(yīng)（速度），因而在工業(yè)化生產(chǎn)時(shí)能提高（生產(chǎn)能力）、降低（能量消耗）。26催化劑“三性”是指（活性）、（選擇性）和（壽命）。27 .催化作用與熱力學(xué)無(wú)關(guān)

5、，因此催化劑不能催化（在熱力學(xué)上不可能發(fā)生的反應(yīng)）；催化劑不能改變（化學(xué)平衡）。28 .催化劑失活的主要原因有（化學(xué)失活）、（物理失活）和（結(jié)構(gòu)變化）。29 .凡是流體通過(guò)不動(dòng)的固體物料所形成的床層而進(jìn)行反應(yīng)的裝置都稱作 。（固定床反應(yīng)器）30 .固定床反應(yīng)器的主要結(jié)構(gòu)型式有 （絕熱式）、（換熱式）和（徑向固定床反應(yīng)器）。31 .流化床的結(jié)構(gòu)型式很多，但無(wú)論什么型式，一般都由（氣體分布裝置）、（內(nèi)部構(gòu)件）、（換 熱裝置）、（氣體分離裝置）等組成。32 .當(dāng)流體通過(guò)固體顆粒床層時(shí)，隨著氣速的改變，分別經(jīng)歷（固定床）、（流化床）和（氣流輸送）三個(gè)階段。33 .固定床階段，流速較低，床層壓力降A(chǔ) p

6、隨著流速u的增加而（增加）；流化床階段，床層不斷（膨脹），床層的壓力降（保持不變）。34 .實(shí)際流化床的壓降 A p與流速u關(guān)系較為復(fù)雜，通過(guò)壓力降與流速關(guān)系圖看出，氣-固系 統(tǒng)、液-固系統(tǒng)的固定床和流化床區(qū)間都有一個(gè)（駝峰）35 .造成大氣泡和騰涌現(xiàn)象的主要原因有（床高與床直徑之比較大）、（顆粒粒度大）、（床內(nèi)氣速較高）。36 .化學(xué)反應(yīng)工程的兩大內(nèi)容是反應(yīng)動(dòng)力了和反應(yīng)器的設(shè)計(jì)與分析。37 .化學(xué)反應(yīng)速率式為 -rA=KCCACBP,用濃度表示的速率常數(shù)為Kc，假定符合理想氣體狀態(tài)方程，、（，:':':）如用壓力表示的速率常數(shù)KP,則Kc =KP。（RT） 平 ）38 .活化

7、能的大小直接反映了 對(duì)溫度的敏感程度。（反應(yīng)速率）40.脈沖示蹤法測(cè)定停留時(shí)間分布對(duì)應(yīng)曲線為 。（E （t）曲線）.階躍示蹤法測(cè)定停留時(shí)間分 布對(duì)應(yīng)曲線為。 （F（t）曲線）。1 .化學(xué)反應(yīng)CO+3H2仁CH4十小0,其中化學(xué)反應(yīng)計(jì)量系數(shù)為-1的是哪種物質(zhì) 。（A）A. COB.H2 C.CH4 D.H2O2 .氣相反應(yīng) 4A + B 3R + S 進(jìn)料時(shí)無(wú)惰性氣體，A與B以3： 1的摩爾比進(jìn)料，則膨脹因子*=。 （C）A. 1/4 B. 2/3C.- 1/4 D.- 2/33.氣相反應(yīng)CO + 3H2CH4 + H2O進(jìn)料時(shí)無(wú)惰性氣體，CO與H2以1 ： 2摩爾比進(jìn)料，則膨脹因子尾。=。 （

8、A）A. - 2 B. -1 C. 1D. 24化學(xué)反應(yīng)速率式為一rA =KcCacb0, 如用濃度表示的速率常數(shù)為KC ,用壓力表示的速率常數(shù)為Kp,則 Kp=Kc。（D）A. （RT）奇* b.（RT）（.c.（RT）（通8.一級(jí)連串反應(yīng)A 一 P - S在間歇式反應(yīng)器中進(jìn)行，使目的產(chǎn)物D.(RT)P濃度最大時(shí)的反應(yīng)時(shí)間topt 二(D)1A4K1K2B.ln(K1/K2)K2 -K1C.ln(K2/K1).K1K2D.9.分批式操作的完全混合反應(yīng)器非生產(chǎn)性時(shí)間t0不包括下列哪一項(xiàng)A.加料時(shí)間B. 反應(yīng)時(shí)間 C.物料冷卻時(shí)間D.ln（K2/K、）K2。 （B）清洗釜所用時(shí)間10.在間歇反應(yīng)

9、器中進(jìn)行等溫二級(jí)反應(yīng)2A 一 b , a =0.01CAmol /1 s ,當(dāng) Ca° =1mol /l 時(shí)，求反應(yīng)至CA =0.01mo1”所需時(shí)間t=秒。（D）A.8500B.8900C.9000D.990011 .在間歇反應(yīng)器中進(jìn)行等溫一級(jí)反應(yīng)A 一 B, rA =0.01cAmol/l 6,當(dāng)CA0=1mol/l時(shí)，求反應(yīng)至CA =0.01mol 所需時(shí)間t=秒。(B)A. 400 B. 460C. 500 D. 56012 .對(duì)于 的反應(yīng)器在恒容反應(yīng)過(guò)程的平均停留時(shí)間、反應(yīng)時(shí)間、空時(shí)是一致的。(D)A.間歇式反應(yīng)器B.全混流反應(yīng)器C.攪拌釜式反應(yīng)器D.平推流管式反應(yīng)器313

10、 .一級(jí)不可逆液相反應(yīng)A => 2R, CA0 = 2-30kmol/m ,出口轉(zhuǎn)化率xA = 07 ,每批操作時(shí) 間t H0 =2.06h ,裝置的生產(chǎn)能力為50000 kg產(chǎn)物R/天，MR=60,則反應(yīng)器的體積 V為 m3。(C)A. 19.6 B. 20.2 C. 22.2 D. 23.414.對(duì)于可逆放熱反應(yīng)，為提高反應(yīng)速率應(yīng) 。 (C)A.提高壓力B.降低壓力C.提高溫度。 (A)D.降低溫度15.脈沖示蹤法測(cè)定停留時(shí)間分布對(duì)應(yīng)曲線為_(kāi)A. E (t)曲線B. F(t )曲線C. I(t)曲線D. y(t)曲線16.階躍示蹤法測(cè)定停留時(shí)間分布對(duì)應(yīng)曲線為_(kāi)A. E (t)曲線B.

11、 F(t )曲線C. I。 (B)(t)曲線D. y(t)曲線217 .平推流流動(dòng)的E (t)曲線的方差_&_A. 0B. 01C. 1218 .全混流流動(dòng)的E (t)曲線的方差a0-A. 0B. 01C. 119 .下列不屬于Langmuir型等溫吸附的假te的是A.均勻表面B.多分子層吸附C._。(A)D._。(QD.。 (B)分子間無(wú)作用D.>1>1吸附機(jī)理相同20 .下列屬于理想吸附等溫方程的是 。 (A)A. Langmuir 型 B. Freundlich 型 C. Temkin 型 D. BET 型21 .對(duì)于反應(yīng) aA + bBA pP + sS,則 rP

12、=(_rA)o (A)Ppg回A. laiB.aC.PD.P1 .能用質(zhì)量作用定律表示的速率方程不一定是基元反應(yīng)。(速率方程與質(zhì)量作用定律得到的形式相同，不能說(shuō)明該反應(yīng)一定是基元反應(yīng))。2 .動(dòng)力學(xué)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與速率方程相符合，僅是證明機(jī)理正確的必要條件而不是充要條件。3 .化學(xué)計(jì)量數(shù)是速率控制步驟出現(xiàn)的次數(shù)，它不等同化學(xué)計(jì)量系數(shù)。4 .無(wú)論哪種反應(yīng)，反應(yīng)速率總是隨著轉(zhuǎn)化率的升高而降低的，但不是所有反應(yīng)的反應(yīng)速率隨著溫度的升高而加快的。5 .對(duì)于平行反應(yīng)，濃度增加，其瞬時(shí)選擇性不一定增加；溫度增加，其瞬時(shí)選擇性不一定增加。6 .溫度提高時(shí)，正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率都會(huì)增加，但其(凈)速率不一定 會(huì)

13、增加。7 .平行反應(yīng)中，Cp/Cq=k1/k2,這個(gè)關(guān)系只有當(dāng)各反應(yīng)的速率方程形式相同時(shí)才成立的。8 .對(duì)于正常動(dòng)力學(xué)，使用多釜串聯(lián)總是比單釜有利的。對(duì)于反常動(dòng)力學(xué)，使用單釜總是比多釜串聯(lián)有利的。9 .對(duì)于瞬時(shí)選擇性隨轉(zhuǎn)化率的增加而單調(diào)下降的情況來(lái)說(shuō)，在相同最終轉(zhuǎn)化率中，最終收率的大小是：間歇釜 多個(gè)連續(xù)釜串聯(lián) 單一連續(xù)釜。但如果 對(duì)于瞬時(shí)選擇性隨轉(zhuǎn)化率的增加而單調(diào)上升的情況來(lái)說(shuō)，上述順序正好相反。10 .由于反應(yīng)器太長(zhǎng)而改用多管并聯(lián)的方法是可取的，這樣可以使壓力降大為減少。11 .對(duì)于正常動(dòng)力學(xué)， 管式反應(yīng)器要優(yōu)于釜式反應(yīng)器；反常動(dòng)力學(xué) 相反12 .真密度 顆粒密度 堆密度（p t p pp

14、 b）1寫出復(fù)合反應(yīng)收率和選擇率的定義式及它們之間的關(guān)系式。答案.收率定義式. Y=生成目的產(chǎn)物消耗關(guān)鍵 組分的摩爾數(shù)口 ,進(jìn)入反應(yīng)系統(tǒng)關(guān)鍵組分的摩爾數(shù)選擇率定義式. 中=生成目的產(chǎn)物消耗關(guān)鍵 組分的摩爾數(shù)十反應(yīng)消耗關(guān)鍵組分的摩爾數(shù)收率與選擇率之間的關(guān)系：Y= xIn k - In A - 12關(guān)系式RTJ只適用于一定的溫度范圍， 不能外推的原因：（1）所假設(shè)的速率方程不合適；（2）傳質(zhì)（內(nèi)外擴(kuò)散）的影響與溫度有關(guān)；（3） A與溫度有關(guān)。使得Ink與1/T呈非線性關(guān)系3連串反應(yīng)的特點(diǎn)是什么？提高中間產(chǎn)物收率的措施有哪些？4多相催化與吸附的三個(gè)要點(diǎn)是什么？催化劑的特征是？5反應(yīng)器的串并聯(lián)對(duì)反應(yīng)及

15、操作有何影響？答案：?jiǎn)蝹€(gè)反應(yīng)器串聯(lián)操作（反應(yīng)器大小、類型、操作條件可各不相同），能夠提高反應(yīng)深度。單個(gè)反應(yīng)器并聯(lián)操作 （一般為相同的操作條件、相同的結(jié)構(gòu)尺寸），能夠增大處理能力。6停留時(shí)間分布密度函數(shù) E （t）的含義？答：在定常態(tài)下的連續(xù)穩(wěn)定流動(dòng)系統(tǒng)中，相對(duì)于某瞬間 t=0流入反應(yīng)器內(nèi)的流體，在反應(yīng)器出口流 體的質(zhì)點(diǎn)中，在器內(nèi)停留了t到t+dt之間的流體的質(zhì)點(diǎn)所占的分率為E（t） dt （分）（E出=1.0。7.停留時(shí)間分布函數(shù) F （t）的含義？答：在定常態(tài)下的連續(xù)穩(wěn)定流動(dòng)系統(tǒng)中，相對(duì)于某瞬間 t=0流入反應(yīng)器內(nèi)的流體8釜式反應(yīng)器中復(fù)合反應(yīng)的收率與選擇性的規(guī)律是怎樣的？9理想流動(dòng)模型有哪兩

16、種類型？其基本假定和特點(diǎn)各是怎樣的？10停留時(shí)間分布的基本概念是？分哪兩種類型？這兩種類型的區(qū)別在哪里？11停留時(shí)間分布的測(cè)定中，脈沖法和階躍法的特點(diǎn)是什么？還有他們的區(qū)別在哪里？選擇示蹤劑的基本原則是什么？12流化床反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)主要由哪幾個(gè)部分組成？各部分作用如何？答案：.結(jié)構(gòu)組成：分布裝置、內(nèi)部構(gòu)件、換熱裝置、氣體分離裝置。.作用：氣體分布裝置一一包括氣體預(yù)分布器和氣體分布板兩部分，使氣體均勻分布，以形成良好的初始流化條件，同時(shí)支撐固體顆粒。內(nèi)部構(gòu)件一一包括擋網(wǎng)、 擋板和填充物等，破碎氣體形成大氣泡，增大氣固的接觸機(jī)會(huì)， 減少返混，增加反應(yīng)速度和提高轉(zhuǎn)化率。換熱裝置一一分為外夾套換熱器和內(nèi)

17、管換熱器，也可采用電感加熱或載熱體換熱。用來(lái)取出或供給反應(yīng)所需要的熱量。固分離裝置一一回收因氣流上升而帶有的大量細(xì)粒和粉塵，使其返回床層，并避免帶出的粉塵影響產(chǎn)品的濃度。13.選擇操作速度的原則是什么？答案：催化劑強(qiáng)度差，易于粉碎，反應(yīng)熱不大，反應(yīng)速度較慢或床層又高窄等情況下， 宜選擇較低的操作速度。 反應(yīng)速度較快，反應(yīng)熱效應(yīng)較大，顆粒強(qiáng)度好或床層要求等溫，床層內(nèi)設(shè)構(gòu)件改 善了流化質(zhì)量，盡可能選擇較高的操作速度。一般認(rèn)為，操作速度在臨界流化速度和帶出速度之間，但實(shí)際上顆粒大部分存在于乳化相中，所以有些工業(yè)裝置盡管操作速度高于帶出速度，由于受向下的固體循環(huán)速度的影響，使得乳化相中的流速仍然很低，

18、顆粒夾帶并不嚴(yán)重。 在實(shí)際生產(chǎn)中，操作氣速是根據(jù)具體情況確定的，流化數(shù)一般在 1.510的范圍內(nèi)，也有高達(dá)幾十甚至幾百的。簡(jiǎn)要說(shuō)明催化劑失活的主要原因有哪些？14簡(jiǎn)要說(shuō)明催化劑失活的主要原因有哪些？答案：化學(xué)失活、物理失活和結(jié)構(gòu)變化?；瘜W(xué)失活主要是由于原料中夾帶的雜質(zhì)引起催化劑中毒或催化劑毒物在活性部位上的吸附造成的。物理失活主要是由于催化劑活性表面積減小而引起活性下降的不可逆物理過(guò)程，包括載體上金屬晶粒變大或非負(fù)載催化劑表面積的減??；結(jié)構(gòu)變化主要是由于沉積粉塵或積炭（或結(jié)焦）而引起的活性與選擇性的下降。15蘭格繆爾（Langmuir）吸附等溫方程的幾個(gè)基本假設(shè)是什么？16反應(yīng)器設(shè)計(jì)最基本的內(nèi)

19、容是什么？17氣固催化反應(yīng)過(guò)程步驟有哪些？怎樣提高控制步驟的速率？18什么叫熱點(diǎn)溫度？在實(shí)際生產(chǎn)中它有何指導(dǎo)意義？19流化床中不正常的操作現(xiàn)象有哪些？怎樣才能避免這些現(xiàn)象的發(fā)生？2059.簡(jiǎn)述流化床反應(yīng)器中操作氣速U0是如何選取的？答：實(shí)用的操作氣速 U0是根據(jù)具體情況選取的。一般 U0 /Umf之值（稱作流化數(shù)）在 1.510范圍 的，另外也有按U0/Ut =0-10.4左右來(lái)選取。通常所用的氣速為0.150.5m/s左右，對(duì)于熱效應(yīng)不大，反應(yīng)速度慢，催化劑粒度細(xì)，篩分寬，床內(nèi)無(wú)內(nèi)部構(gòu)件和要求催化劑的帶出量少的情況， 宜選用較低氣速，反之，則用較高氣速?；瘜W(xué)反應(yīng)工程期中自測(cè)試卷（3 ）科 目

20、：化學(xué)反應(yīng)工程適用對(duì)象：化學(xué)工程與工藝本科2004-7-6I.填空題1 .(3)化學(xué)反應(yīng)工程中的三傳一反”中的三傳是指 、。2 .(3)化學(xué)反應(yīng)過(guò)程按操作方法分為 、操作。3 .(1)活化能的大小直接反映了 對(duì)溫度的敏感程度。4 .(2)一級(jí)連串反應(yīng)A -, P 2 A S在全混流釜式反應(yīng)器中，則目的產(chǎn)物P的最大濃度optC P,max5 .(2)生成主產(chǎn)物的反應(yīng)稱為,其它的均為。6 .(1)P (主) A如果平行反應(yīng)S(副)均為一級(jí)不可逆反應(yīng)，若E主£副，提高選擇性sp應(yīng)O7 .(3)對(duì)于恒容的平推流管式反應(yīng)器 、一致。8 .(2)全混流反應(yīng)器的空時(shí) T是 與 之比。9 .(1)k

21、1A r R對(duì)于可逆的放熱反應(yīng)k2,使反應(yīng)速率最大的反應(yīng)溫度TOPt 。10 .(2)對(duì)于循環(huán)操作的平推流反應(yīng)器，當(dāng)循環(huán)比3 -0時(shí)反應(yīng)器內(nèi)返混為 ，而當(dāng)3一8時(shí)則反應(yīng)器內(nèi)返混為。11 .單項(xiàng)選擇12 (2).h p住)E主 E副，提高選擇性Sp應(yīng)A.、如果平行反應(yīng)S(前均為一級(jí)不可逆反應(yīng)，若OA.提高濃度 B. 提高溫度 C.降低濃度D.降低溫度13 (2)氣相反應(yīng)2A + B - 3P + S進(jìn)料時(shí)無(wú)惰性氣體，A與B以2 ： 1摩爾比進(jìn)料，則膨脹因子"a =A.-1B.-1/2 C. 1/2 D. 13.(2)氣相反應(yīng)CO + 3H2 0 CH4 + H2O進(jìn)料時(shí)無(wú)惰，f氣體，C

22、O與H2以1 ： 2摩爾比進(jìn)料，則膨脹因子&。=A. -2B. -1 C. 1 D. 24.(2)全混流釜式反應(yīng)器最多可能有 個(gè)定常態(tài)操作點(diǎn)。A. 1B. 2C. 3 D. 45.(2)對(duì)于反應(yīng)級(jí)數(shù)n>0的不可逆等溫反應(yīng)，為降低反應(yīng)器容積，應(yīng)選用 A.平推流反應(yīng)器B.全混流反應(yīng)器C.循環(huán)操作的平推流反應(yīng)器D.全混流串接平推流反應(yīng)器6.(2)全混流反應(yīng)器的容積效率刀=1.0時(shí)，該反應(yīng)的反應(yīng)級(jí)數(shù)nA. <0 B. =0C.7.(2)>0 D.>0K1K2一級(jí)連串反應(yīng) A A PA S在全混流釜式反應(yīng)器中，則目的產(chǎn)物P的最大濃度P ,maxK2Caok1A. K2 B

23、.CA0K2K2 K2 KCao ()K1Cao(K2/K1)1/212C.D.1/22(K1/K2)18.(2)在間歇反應(yīng)器中進(jìn)彳r等溫二級(jí)反應(yīng) a - b,2一a =0.01CAmol /1 s當(dāng) CA0 =1mol / l 時(shí)，求反應(yīng)至Ca =0.01mo1 /l所需時(shí)間t=秒。A. 8500 B.8900 C. 9000 D.99009.(2)在間歇反應(yīng)器中進(jìn)彳r等溫一級(jí)反應(yīng)A - B, -rAMUOICAmol/l 'S,當(dāng)CAO =1m°l/l時(shí)，求反應(yīng)至Ca =0.01mol /l所需時(shí)間t=秒。A. 400 B. 460C. 500 D. 56010.(2)對(duì)

24、于自催化反應(yīng)，最合適的反應(yīng)器為 。A.全混流反應(yīng)器B.平推流反應(yīng)器C.循環(huán)操作的平推流反應(yīng)器D.全混流串接平推流反應(yīng)器III .簡(jiǎn)答題1.(5)簡(jiǎn)述均相反應(yīng)及其動(dòng)力學(xué)的研究?jī)?nèi)容？2.(5)簡(jiǎn)述理想反應(yīng)器的種類？3.(5)ki RA ：k . c 2對(duì)于反應(yīng)S ,rR =k1cA,其活化能為E1；rS =k2cA,其活化能為E2,當(dāng)Ei>E2時(shí)如何選擇操作溫度可以提高產(chǎn)物的收率？4.(5)簡(jiǎn)述等溫恒容平推流反應(yīng)器空時(shí)、反應(yīng)時(shí)間、停留時(shí)間三者關(guān)系？5.(5)簡(jiǎn)述分批式操作的完全混合反應(yīng)器？IV .計(jì)算題1.(10)醋酸在高溫下可分解為乙烯酮和水，而副反應(yīng)生成甲烷和二氧化碳：_ - -k. _

25、 _k_-CH 3COOH 1CH 2 - CO H 2OCH 3COOH 2CH 4 CO2已知在916c時(shí)k1 = 4.65s,*2 =3.74s,，試計(jì)算：1) 99%勺醋酸反應(yīng)掉的時(shí)間；(6分)2)在此反應(yīng)條件下醋酸轉(zhuǎn)化成乙烯酮的選擇性。(4分)2.(10)在1000K于恒溫恒壓反應(yīng)器中進(jìn)行下述分解反應(yīng)：RCH20H (g) > RCHO(g) Hz(g)反應(yīng)速率常數(shù)0.082 l/mol min,初始時(shí)含純的 RCHOH其初始?jí)毫?.026 x 105Pa,求1)將20%RCHO冷解所需時(shí)間；2) RCHOH勺濃度降低20慚需的時(shí)間。4.(5)2設(shè)某反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)方程為 一rA

26、 nOBSCAm。1/1 s,當(dāng)a的濃度為1mol/l時(shí)，達(dá)到A的殘余濃度0.01mo|/| ,需多少時(shí)間？化學(xué)反應(yīng)工程期中自測(cè)試卷答案(3 )1 .(3)質(zhì)量傳遞、熱量傳遞、動(dòng)量傳遞2 .(3)分批式操作、連續(xù)式操作、半分批式3 .(1)反應(yīng)速率4 .(2)Ca011/222(K2/K1)+1、/25 .(2)主反應(yīng)、副反應(yīng)6 .(1)提高溫度7 .(3)平均停留時(shí)間、反應(yīng)時(shí)間、空時(shí)8 .(2)反應(yīng)器的有效容積、進(jìn)料流體的容積流速9 .(1)-任2 -E1)k0 E1C A0 (1 一人a)Rln 'k0E2 (CR0CA0 A)10 .(2)令、取大1 .(2)B2 .(2)C3

27、.(2)A4 .(2)C5 .(2)A6 .(2)B7 .(2)B8 .(2)D9 .(2)B10 .(2)D1.(5)（分）均相反應(yīng)動(dòng)力 反應(yīng)產(chǎn)物分布的影響, （分）參與反應(yīng)的各物質(zhì)均處于同一個(gè)相內(nèi)進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)稱為均相反應(yīng)。學(xué)是研究各種因素如溫度、催化劑、反應(yīng)物組成和壓力等對(duì)反應(yīng)速率、 （分）并確定表達(dá)這些影響因素與反應(yīng)速率之間定量關(guān)系的速率方程。2.（5）通常所指的理想反應(yīng)器有兩類：理想混合（完全混合）反應(yīng)器和平推流（活塞流或擠出流）反應(yīng)器。（分）所謂完全混合流反應(yīng)器是指器內(nèi)的反應(yīng)流體瞬間達(dá)到完全混合，器內(nèi)物料與反應(yīng)器出口物料具有相同的溫度和濃度。（分）所謂平推流反應(yīng)器是指器內(nèi)反應(yīng)物料以

28、相同的流速和一致的方向進(jìn)行移動(dòng)，不存在不同停留時(shí)間的物料的混合，所有的物料在器內(nèi)具有相同的停留時(shí)間。（分）3.（5）對(duì)于平行反應(yīng)SRki0e*1/RTC 曦I上2/RT ca _ Ik20ek20E2 -Eie RT Ca（分），所以，當(dāng)Ei> E2時(shí)應(yīng)盡可能提高反應(yīng)溫度,（分）方可提高R的選擇性，提高 幫收率。（分）4.（5）（分）反應(yīng)時(shí)間是反應(yīng)物料進(jìn)入反空時(shí)是反應(yīng)器的有效容積與進(jìn)料流體的容積流速之比。應(yīng)器后從實(shí)際發(fā)生反應(yīng)的時(shí)刻起到反應(yīng)達(dá)某一程度所需的反應(yīng)時(shí)間。 （分）停留時(shí)間是指 反應(yīng)物進(jìn)入反應(yīng)器的時(shí)刻算起到離開(kāi)反應(yīng)器內(nèi)共停留了多少時(shí)間。 （分）由于平推流反應(yīng) 器內(nèi)物料不發(fā)生返混，

29、具有相同的停留時(shí)間且等于反應(yīng)時(shí)間， 恒容時(shí)的空時(shí)等于體積流速之 比，所以三者相等。（分）5.（5） 反應(yīng)物料一次性投入反應(yīng)器內(nèi)，（分）在反應(yīng)過(guò)程中，不再向器內(nèi)投料，也不出料，（分）待達(dá)到反應(yīng)要求的轉(zhuǎn)化率后，一次性出料，（分）每批操作所需生產(chǎn)時(shí)間為反應(yīng)時(shí)間與非生產(chǎn)性時(shí)間之和，（分）非生產(chǎn)性時(shí)間包括加料、排料和物料加熱、冷卻等用于非反應(yīng)的一切輔助時(shí)間。（分）1.（10）解：設(shè)在時(shí)間t時(shí)乙烯酮和甲烷的濃度分別為 x和y,初始為ca。，則相加得將其積分dx =Ki(Cao -x - y) dtdy , ,八、而二 k2(CA0 -x-y)d(x y)dt= (kik2)(CA0 -x-y)d(x y)

30、Cao -(x y)二 (k1k2 )dtlnca。二出 k2)t Cao -(x y) ,分分分分1）當(dāng)轉(zhuǎn)化率為99%寸t=4Wn1c -=0.549 s1 -0.99分2）瞬時(shí)選擇性為- dxSp =-dy分積分得xk1yk24.653.74分55.4%分2.(10)解:RCHzOH(g)，RCHO(g) H2(g)t=0t=tA0A0-Xn 總=nA0分由k可知該反應(yīng)為二級(jí)反應(yīng)分2dx21nA-k°A - k 7VdtA V2分V =理想氣體n巧RT心、分2dx _ k(nAo - x) dt (nAo x)RT/P(nA。x)dx (nAo - x)2kPdtRT分將其積分x

31、I -0 IL(nA0 -x)(nA0 -x)2dx二改0 RT分RT ： 2x 】 xt =一 |+ln(1 -一)kP Ja。-x口人。一分x= 20%油 lnA0,帶入得t=138min分分x y = 0.99CA0nA0nAo -xJ =0.8Ca0一(、0-/口對(duì)于 VA0,應(yīng)有(nA0 +x)RT/P0.8nA0nAoRT/P分nA0x 二當(dāng) 9 ,帶入得t=66.1min分3.(10)解：1)計(jì)算反應(yīng)溫度TCa 1Cao - 1 k分根據(jù)C A0Ca-1)0.220.75=(-1) ()=180.04395525.9k =1.0788 10 exp-TT -308.6K分分To

32、=T -2)V(-a)(- Hr) -UA(T -Tm)Vo :Cp分T0 =308.6 -18 0.04 0.75 20921 209.2 5 (308.6 -298.16)二 306.2K3 1050 2.929分4.(5)t解：Ca dCA =-CA 01 Aa dCA 2A0 0.35CA1,11 、()0.35 Ca Cao分1)-283s帶入得分0.35 0.01 11、氣相反應(yīng)CO + 3H2 - CH4 + H2O進(jìn)料時(shí)無(wú)惰，性氣體，CO與H2以1 ： 2摩爾比進(jìn)料，則膨脹因子隈=A oA. -2B. -1 C. 1 D. 2K1K22、一級(jí)連串反應(yīng) A » PA S

33、在間歇式反應(yīng)器中，則目的產(chǎn)物P的最大濃度CP,max 二 一A.K2-K1 K2 K1Ca0 ()一K2C A03、串聯(lián)反應(yīng)Anp - npoB.T722(K2/K1)1K2K2 卜2 -K1CA0 ()C.K1p （目的）-R + S,目的產(chǎn)物p與副產(chǎn)物S的選擇性np - npoD.SP =A.n A0 一 nAB.nA0C. nsn S0D.4、全混流反應(yīng)器的容積效率=1.0時(shí)，該反應(yīng)的反應(yīng)級(jí)數(shù)B_.A.<0B. =0C.>0D.5、對(duì)于單一反應(yīng)組分的平行反應(yīng)合的反應(yīng)器為B_.A.平推流反應(yīng)器C.多釜串聯(lián)全混流反應(yīng)器6、A.C.7、B.D.其瞬間收率全混流反應(yīng)器CA0(K1/K

34、2)1/2 12>0np 一 np0*P隨CA增大而單調(diào)下降，則最適全混流串接平推流反應(yīng)器對(duì)于反應(yīng)級(jí)數(shù)n>0的不可逆等溫反應(yīng)，為降低反應(yīng)器容積，應(yīng)選用平推流反應(yīng)器循環(huán)操作的平推流反應(yīng)器B.D.全混流反應(yīng)器全混流串接平推流反應(yīng)器一級(jí)不可逆液相反應(yīng) A2R3-一Ca0 =2.30kmo1/m ,出口轉(zhuǎn)化率xa =0.7,每批操作時(shí)間t +t。=2.06h,裝置的生產(chǎn)能力為50000 kg產(chǎn)物R/天，M R=60,則反應(yīng)器的體積 四_C_m3 。A. 19.6B. 20.2C. 22.2D. 23.48、在間歇反應(yīng)器中進(jìn)行等溫一級(jí)反應(yīng) A - B, rA =0.01CAmol/l'

35、;S,當(dāng)Ca0 =1mo1/1時(shí)，求反應(yīng)至ca =°.°1mo1”所需時(shí)間t= B秒。A. 400B. 460C. 500D. 5609、一級(jí)連串反應(yīng)A - pS在全混流釜式反應(yīng)器中進(jìn)行，使目的產(chǎn)物p濃度最大時(shí)的最優(yōu)空時(shí)1n(K2/K1)A. K2-K1B.ln(K1 /K2)K2 KiC.1n(K2/K1),K1K2D.10、分批式操作的完全混合反應(yīng)器非生產(chǎn)性時(shí)間t。不包括下列哪一項(xiàng)A.加料時(shí)間 B.反應(yīng)時(shí)間C.物料冷卻時(shí)間D.11、一級(jí)連串反應(yīng)A - p - S在全混流釜式反應(yīng)器中進(jìn)行，使目的產(chǎn)物=_D.ln(K2/K)ln(K /K2)ln(K2/K1)K1K2清洗釜

36、所用時(shí)間p濃度最大時(shí)的最優(yōu)空時(shí)A.。一K1B.K2 -K1C.K1K2D.1KK12、全混流反應(yīng)器的容積效率 7小于1.0時(shí)，且隨著A的增大而減小，此時(shí)該反應(yīng)的反應(yīng)級(jí)數(shù)n_D_。A. <0 B. =0C.>0 D.>013、當(dāng)反應(yīng)級(jí)數(shù)n_D_時(shí)，微觀流體具有比宏觀流體高的出口轉(zhuǎn)化率。A. =0B. =1C.>1 D.<114、軸向分散模型的物料衡算方程的初始條件和邊界條件與g_無(wú)關(guān)。A.示蹤劑的種類B.示蹤劑的輸入方式C.管內(nèi)的流動(dòng)狀態(tài) D.檢測(cè)位置15、對(duì)于氣-液相反應(yīng)幾乎全部在液相中進(jìn)行的極慢反應(yīng)，為提高反應(yīng)速率，應(yīng)選用C裝置。A.填料塔 B. 噴灑塔 C.鼓

37、泡塔 D. 攪拌釜-kdCim,. d16、催化劑在使用過(guò)程中會(huì)逐漸失活，其失活速率式為dt,當(dāng)平行失活對(duì)反應(yīng)物有強(qiáng)內(nèi)擴(kuò)散阻力時(shí)，d為_(kāi)C_。A. =0B. =1C.f3 D.=117、不屬于氣固相催化反應(yīng)固定床反應(yīng)器擬均相二維模型的特點(diǎn)是_A_oA.粒子與流體間有溫度差B.粒子與流體間無(wú)溫度差C.床層徑向有溫度梯度D.床層軸向有溫度梯度18、不屬于氣固相催化反應(yīng)固定床反應(yīng)器擬均相二維模型的特點(diǎn)是_A_OA.粒子與流體間有濃度差B.粒子與流體間無(wú)濃度差C.床層徑向有溫度梯度D.床層徑向有濃度梯度19、下列哪一項(xiàng)不屬于流化床反應(yīng)器按深度而分的第口級(jí)模型的特點(diǎn)_C_oA.各參數(shù)均為恒值B.參數(shù)值不

38、隨床高而變C.參數(shù)值與氣泡大小無(wú)關(guān)D.參數(shù)值與氣泡大小有關(guān)20、流化床反應(yīng)器中的操作氣速U 0是根據(jù)具體情況定的，一般取流化數(shù) U 0/U mf在_B_范圍內(nèi)。A. 0.1 0.4 B. 1.510 C. 1015 D. 0.41.5二、填空題1、化學(xué)反應(yīng)工程是一門研究 化學(xué)反應(yīng)的工程問(wèn)題 的科學(xué)。2、化學(xué)反應(yīng)速率式為 一rA =KcCacbB如用濃度表示的速率常數(shù)為Kc ,用壓力表示的速率常數(shù) Kp ,則Kc = （RT產(chǎn) Kp。一 P （主）A 一3、平行反應(yīng)''S（副）均為一級(jí)不可逆反應(yīng)，若E±> E副，選擇性Sp與濃度無(wú)關(guān),僅是溫度的函數(shù)。4、對(duì)于反應(yīng)級(jí)

39、數(shù)n>0的反應(yīng)，為降低反應(yīng)器容積，應(yīng)選用平推流反應(yīng)器為宜。5、對(duì)于恒容的平推流管式反應(yīng)器 平均停留時(shí)間、反應(yīng)時(shí)間、空時(shí) 一致。6、若流體是分子尺度作為獨(dú)立運(yùn)動(dòng)單元來(lái)進(jìn)行混合，這種流體稱為微觀流體。7、流體的混合程度常用調(diào)勻度S、流體的混合態(tài)來(lái)描述。8、催化劑在使用過(guò)程中，可能因晶體結(jié)構(gòu)變化、融合等導(dǎo)致表面積減少造成的 物理失活,也可能由于化學(xué)物質(zhì)造成的中毒或物料發(fā)生分解而造成的一化學(xué)失活。9、對(duì)于多孔性的催化劑，分子擴(kuò)散很復(fù)雜，當(dāng)微孔孔徑在約_0.1um 時(shí),分子與孔壁的碰撞為擴(kuò)散阻力的主要因素。10、絕熱床反應(yīng)器由于沒(méi)有徑向床壁傳熱，一般可以當(dāng)作平推流處理，只考慮流體流動(dòng)方向上有溫度和

40、濃 度的變化，因此一般可用擬均相一維模型來(lái)計(jì)算。11、對(duì)于可逆的放熱反應(yīng)，存在著使反應(yīng)速率最大的最優(yōu)溫度T0Pt和平衡溫度Teq,二者的關(guān)系為leq-lopt R E2=ln -UmfTeq ToptE2 - ElEl 12、描述流化床的氣泡兩相模型，以 U 0的氣速進(jìn)入床層的氣體中，一部分在乳相中以起始流化速度通過(guò)，而其余部分U0 -U mf則全部以氣泡的形式通過(guò)。13、描述流化床的數(shù)學(xué)模型，對(duì)于氣、乳兩相的流動(dòng)模式一般認(rèn)為_(kāi)氣_相為平推流，而對(duì)_里_相則有種種不同的流型。14、多相反應(yīng)過(guò)程是指同時(shí)存在兩個(gè)或更多相態(tài)的反應(yīng)系統(tǒng)所進(jìn)行的反應(yīng)過(guò)程。15、三傳一反是化學(xué)反應(yīng)工程的基礎(chǔ)。16、不論是

41、設(shè)計(jì)、放大或控制，都需要對(duì)研究對(duì)象作出定量的描述，也就要用數(shù)學(xué)式來(lái)表達(dá)個(gè)參數(shù)間的關(guān) 系，簡(jiǎn)稱數(shù)學(xué)本II型。K1K217、一級(jí)連串反應(yīng) A » P S在平推流反應(yīng)器中，則目的產(chǎn)物 P的最大濃度CP，max =k2/(k2 ±1 ),kLln(k2/k1)10Pt =。1k2 J、k2 -k1 )nK0 - nKK 二18、著眼反應(yīng)組分K的轉(zhuǎn)化率的定義式為 nK019、一級(jí)連串反應(yīng)A -'P - 廣正/如國(guó))&topt =。1k2 )» S 在間歇式全混流反應(yīng)器中,ln(k2/k1)k2 -k1)則目的產(chǎn)物p的最大濃度CP,max20、化學(xué)反應(yīng)速率式為

42、 一rA=KCCACBP如用濃度表示的速率常數(shù)為Kc ,用壓力表示的速率常數(shù)Kp貝U Kc =KP 。21、理想反應(yīng)器是指全混流反應(yīng)器、平推流反應(yīng)器。22、具有良好攪拌裝置的釜式反應(yīng)器按全混流反應(yīng)器處理,而管徑小，管子較長(zhǎng)和流速較大的管式反應(yīng)器 按平推流反應(yīng)器處理。Qg =QrdT dTdQr dQG23、全混流反應(yīng)器穩(wěn)定的定常態(tài)操作點(diǎn)的判據(jù)為24、平推流反應(yīng)器的返混為 0 o三、分析解答題 1、簡(jiǎn)述等溫恒容平推流反應(yīng)器空時(shí)、反應(yīng)時(shí)間、停留時(shí)間三者關(guān)系?空時(shí)是反應(yīng)器的有效容積與進(jìn)料流體的容積流速之比。（分）反應(yīng)時(shí)間是反應(yīng)物料進(jìn)入反應(yīng)器后從實(shí)際發(fā)生反應(yīng)的時(shí)刻起到反應(yīng)達(dá)某一程度所需的反應(yīng)時(shí)間。（分

43、）停留時(shí)間是指反應(yīng)物進(jìn)入反應(yīng)器的時(shí)刻算起到離開(kāi)反應(yīng)器內(nèi)共停留了多少時(shí)間。（分）由于平推流反應(yīng)器內(nèi)物料不發(fā)生返混， 具有相同的停留時(shí)間且等于反應(yīng)時(shí)間，恒容時(shí)的空時(shí)等于體積流速之比，所以三者相等。（分） 2、簡(jiǎn)述階躍示蹤法測(cè)停留時(shí)間分布的實(shí)驗(yàn)方法及其對(duì)應(yīng)曲線？階躍示蹤法是對(duì)于定常態(tài)的連續(xù)流動(dòng)系統(tǒng)，（分）在某瞬間t=0將流入系統(tǒng)的流體切換為含 有示蹤劑A1濃度為CA0的流體，（分）同時(shí)保持系統(tǒng)內(nèi)流動(dòng)模式不變，并在切換的同時(shí)，在出口處測(cè)出出口流體中示蹤劑A的濃度隨時(shí)間的變化。（分）對(duì)應(yīng)的曲線為F（t）,F(t)=CaCa0。(分)3、簡(jiǎn)述均相反應(yīng)及其動(dòng)力學(xué)的研究?jī)?nèi)容？答：參與反應(yīng)的各物質(zhì)均處于同一個(gè)相內(nèi)進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)稱為均相反應(yīng)。均相反應(yīng)動(dòng)力學(xué)是研究各