18秋 西南大學0751化學反應工程習題答案

1、1、平推流反應器中， 。反應器中任一橫截面上各質點濃度或轉化率不同 濃度或轉化率沿軸向不變 濃度或轉化率沿軸向變化 反應器中沿軸向反應速度不變 2、反應A + B C，已知，則反應級數(shù)n=_。1 2 0 3 3、對于一非恒容均相化學反應，反應產物B的化學反應速率=_。4、如果平行反應均為一級不可逆反應，若，提高收率 應 。降低濃度 提高溫度 提高濃度 降低溫度 5、一級連串反應A P S在平推流管式反應器中進行，使目的產物P濃度最大時的反應時間_。6、對于一非恒容均相化學反應，反應組分A的化學反應速率_。7、管式反應器的特點是 。返混小，所需反應器容積較小，比傳熱面積大，但對慢速反應，管要很長

2、，壓降大 溫度、濃度容易控制，產品質量可調 結構簡單，返混程度與高徑比及攪拌有關，軸向溫差大 流體與固體（催化劑）顆粒呈逆流流動 8、反應，已知，則反應級數(shù)n=_。F. 2 3 0 1 9、下列哪些現(xiàn)象不屬于非理想流動現(xiàn)象？活塞流 循環(huán)流 溝流 短路 10、下面幾種操作過程中， 不能按恒容過程處理?？偰枖?shù)不發(fā)生變化的等溫氣相反應 均相的液相反應 間歇操作的液相反應或氣相反應 體系中有少量惰性氣體的等溫氣相反應 11、如果平行反應 均為一級不可逆反應，若 ，提高選擇性應_。提高濃度 提高溫度 降低溫度 降低濃度 12、在理想全混流反應器中，物料 。濃度相同，溫度不同 濃度不同，溫度也不同 濃度

3、不同，溫度相同 濃度相同，溫度也相同 13、如果連續(xù)操作的反應器達到定態(tài)，那么反應器中的濃度、溫度等參數(shù)（ ）隨時間變化，也隨位置變化 不隨時間變化，可能隨位置變化 不隨時間變化，也不隨位置變化 隨時間變化，但不隨位置變化 14、測量氣固相催化反應速率，在確定有無外擴散影響時是在沒有改變_的條件下進行實驗的。催化劑裝置 進料流量 催化劑裝量 15、下列屬于理想吸附等溫方程的是_。BET型 Freundlich型 Temkin型 Langmuir型 16、反應，已知k=0.8 L/(s·mol)，則反應級數(shù)n= 。3 1 2 0 17、氣相反應進料時無惰性氣體，與以23摩爾比進料，則膨

4、脹因子=_。C. -1 -2/3 2/3 1 18、如果平行反應均為一級不可逆反應，若，提高收率 應_。提高濃度 提高溫度 降低溫度 降低濃度 19、對于反應，則_。20、“三傳一反”是化學反應工程的基礎，其中所謂的一反是指_。D. 反應工程 化學反應 反應熱力學 反應動力學 21、對于_的反應器在恒容反應過程的平均停留時間、反應時間、空時是一致的。間歇式反應器 全混流反應器 攪拌釜式反應器 平推流管式反應器 22、對于可逆放熱反應，為提高反應速率應_。提高壓力 降低壓力 提高溫度 23、反應級數(shù)n=_時微觀流體和宏觀流體具有相同的反應結果。0 0.5 1 2 24、如果平行反應均為一級不可逆

5、反應，若E主>E副，提高選擇性S p應 。提高濃度 提高溫度 降低濃度 降低溫度 25、對于單一反應組分的平行反應，其瞬間收率隨增大而單調增大，則最適合的反應器為_。平推流反應器 全混流反應器 多釜串聯(lián)全混流反應器 全混流串接平推流反應器 26、27、下列屬于均相反應的是_。催化重整 催化裂解 HCl與NaOH的中和 水泥制造 28、氣相反應進料時無惰性氣體，與以13摩爾比進料，則膨脹因子=_。2/3 1 -1 -2/3 29、不論可逆反應還是不可逆反應，反應速率總是隨轉化率的升高而 。不變 升高 降低 不清楚 30、下列流動模型為理想流動模型的是 。軸向擴散模型 離析流模型 活塞流模型

6、 多釜串聯(lián)模型 31、“三傳一反”是化學反應工程的基礎，下列不屬于三傳的是_。熱量傳遞 能量傳遞 動量傳遞 質量傳遞 32、一級連串反應A P S在間歇式反應器中進行，使目的產物P濃度最大時的反應時間_。33、氣相反應進料時無惰性氣體，與以12摩爾比進料，則膨脹因子=_。-1/2 -1 1 1/2 34、反應，已知，則反應級數(shù)n=_。1 3 2 0 35、當反應級數(shù)n_時，微觀流體具有比宏觀流體高的出口轉化率。>1 <1 =0 =1 判斷題36、固體催化劑的組成包括活性組份、助催化劑和載體。A. B.×37、溫度對放熱反應和吸熱反應正反應速度常數(shù)的影響相同，而對平衡常數(shù)的

7、影響相反。A. B.×38、一般情況下均相反應器的設計可采用本征動力學。A. B.×39、反應過程的本征動力學就是宏觀動力學。A.B.× 40、氣固相催化反應本征動力學的基礎是物理吸附。A.B.× 41、只有一種相態(tài)的反應才是均相反應。A.B.× 42、在絕熱式換熱中，如果反應的熱效應相當大，導致出口處催化劑超溫或反應物系的出口組成受平衡組成的影響很大，可采用多段絕熱式。A. B.×43、流體的混合程度和混合的早晚對一級反應的反應結果無影響。A. B.×44、由于吸附表面有理想表面與非理想的表面兩類不同假定，吸附等溫線的方程

8、形式亦因此而異，所以導得的動力學方程式也不相同。A. B.×主觀題45、采用脈沖示蹤法測得的濃度與E(t)的關系式 。參考答案：46、為了模擬返混所導致流體偏離平推流效果，可借助這種軸向返混與擴散過程的相似性，在平推流的基礎上疊加上軸向返混擴散相來加以修正，并認為的假定該軸向返混過程可以用費克定律加以定量描述，所以，該模型稱為_。參考答案：軸向分散模型 47、反應速率 的單位為 ，速率常數(shù)k的因次為 。參考答案：48、全混流反應器其E（t）曲線的方差=_。參考答案：49、偏離全混流、平推流這兩種理想流動的非理想流動，E（）曲線的方差 為_。參考答案：01 50、固定床中顆粒的體積當量

9、直徑定義為具有相同體積的球粒子直徑，表達式=_。參考答案：51、階躍示蹤法根據(jù)檢測到的濃度變化曲線可以直接得到 曲線。參考答案：F(t) 52、主反應級活化能大于副反應活化能的平行反應，宜采用 溫操作。參考答案：高 53、一級連串反應 在平推流反應器中，則目的產物P的最大濃度=_。參考答案：54、對于特定的活化能，溫度越低溫度對反應速率的影響越 。參考答案：大 55、非等分子反應 的膨脹因子 等于 。參考答案：2/3 56、一級連串反應 在平推流反應器中，為提高目的產物P的收率，應_。參考答案：降低 57、反應中= = 參考答案：1/3 、 1/2 58、描述固定床反應器的數(shù)學模型，考慮了粒子

10、與流體之間溫度與濃度的差別的模型稱之為_。參考答案：非均相模型 59、不論是設計、放大或控制，都需要對研究對象作出定量的描述，也就要用數(shù)學式來表達個參數(shù)間的關系，簡稱_。參考答案：數(shù)學模型 60、氣固相催化串聯(lián)反應，內擴散的存在會使中間產物的選擇性 。參考答案：下降 61、反應活化能E越 ，反應速率對溫度越敏感。參考答案：大 62、反應速率 的單位為 ，速率常數(shù)k的因次為 。參考答案：63、一級連串反應 在間歇式全混流反應器中，則目的產物P的最大濃度_。（）參考答案：64、采用階躍示蹤法測得的濃度 與F(t)的關系式為 。參考答案：65、固體顆粒中氣體擴散方式主要有 和 。參考答案：分子擴散

11、、努森擴散 66、軸向分散模型中，Pe準數(shù)越 ，返混越大。參考答案：小 67、脈沖示蹤法根據(jù)檢測到的濃度變化曲線可以直接得到 曲線。參考答案：E(t) 68、全混流反應器其E（）曲線的方差_。參考答案：1 69、化學反應的總級數(shù)為n，如用濃度表示的速率常數(shù)為，用氣體摩爾分率表示的速率常數(shù)，則=_。參考答案：70、 要提高串聯(lián)反應中間產物P收率，優(yōu)先選擇 反應器。參考答案：平推流 71、在軸向分散模型中，模型的唯一參數(shù)彼克萊準數(shù)Pe= 。參考答案：uL/Ez72、在建立數(shù)學模型時，根據(jù)基礎資料建立物料、熱量和動量衡算式的一般式為_。參考答案：累積量=輸入量-輸出量73、化學反應工程中的“三傳一反

12、”中的三傳是指_、_、_。參考答案：傳質；傳熱；動量傳遞74、在氣固相催化反應中測定本征動力學可以通過提高氣體流速消除 、通過 減小催化劑顆粒粒度消除 。參考答案：外擴散、內擴散 75、平推流管式反應器其E（t）曲線的方差 _。參考答案：0 76、 相同轉化率下，可逆放熱反應的平衡溫度 最優(yōu)溫度。參考答案：高于 77、氣固相催化平行反應，內擴散的存在會使高級數(shù)反應產物的選擇性 。參考答案：下降 78、為什么均相液相反應過程的動力學方程實驗測定采用間歇反應器?參考答案：在間歇反應器中可以直接得到反應時間和反應程度的關系，而這種關系僅是動力學方程的直接積分，與反應器大小和投料量無關。 79、簡述等

13、溫恒容平推流反應器空時、反應時間、停留時間三者關系？參考答案：空時是反應器的有效容積與進料流體的容積流速之比。反應時間是反應物料進入反應器后從實際發(fā)生反應的時刻起到反應達某一程度所需的反應時間。停留時間是指反應物進入反應器的時刻算起到離開反應器內共停留了多少時間。由于平推流反應器內物料不發(fā)生返混，具有相同的停留時間且等于反應時間，恒容時的空時等于體積流速之比，所以三者相等。 80、何謂基元反應?基元反應的動力學方程中活化能與反應級數(shù)的含義是什么?何謂非基元反應?非基元反應的動力學方程中活化能與反應級數(shù)含義是什么?參考答案：如果反應物嚴格按照化學反應式一步直接轉化生成產物，該反應是基元反應?；?/p>

14、反應符合質量作用定律?；磻幕罨苤?摩爾活化分子的平均能量比普通分子的平均能量的高出值?；磻姆磻墧?shù)是該反應的反應分子數(shù)。一切不符合質量作用定律的反應都是非基元反應。非基元反應的活化能沒有明確的物理意義，僅決定了反應速率對溫度的敏感程度。非基元反應的反應級數(shù)是經(jīng)驗數(shù)值，決定了反應速率對反應物濃度的敏感程度。 81、簡述流化床反應器的優(yōu)點？參考答案：流化床反應器的主要優(yōu)點為：1）傳熱效能高，而且床內溫度易維持均勻；2） 大量固體粒子可方便的往來輸送，對于催化劑迅速失活而需隨時再生的過程來說，能夠實現(xiàn)大規(guī)模的連續(xù)生產。3） 由于粒子細，可以消除內擴散阻力，能充分發(fā)揮催化劑的效能。82、

15、簡述固定床反應器的優(yōu)缺點？參考答案：凡是流體通過不動的固體物料所形成的床層而進行反應的裝置都稱作固定床反應器。1） 催化劑在床層內不易磨損；2） 床層內流體的流動接近于平推流，與返混式反應器相比，用較少的催化劑和較小的反應器容積來獲得較大的生產能力；3） 固定床中的傳熱較差；4） 催化劑的更換必須停產進行。83、簡述Langmuir等溫吸附方程的基本特點？參考答案：Langmuir等溫吸附方程具有以下基本特點：1）均勻表面（或理想表面）：即催化劑表面各處的吸附能力是均一的，吸附熱與表面已被吸附的程度如何無關；2） 單分子層吸附；3）被吸附的分子間互不影響，也不影響別的分子；4）吸附的機理均相同

16、，吸附形成的絡合物均相同。85、計算物料的流量。解：86、計算轉化率液相一級不可逆分解反應AB+C于常溫下在一個2m3全混流反應器（CSTR，MFR，連續(xù)攪拌槽式反應器）中等溫進行。進口反應物濃度為1 kmol·m-3，體積流量為1m3hr-1，出口轉化率為80%。因后續(xù)工段設備故障，出口物流中斷。操作人員為此緊急停止反應器進料。半小時后故障排除，生產恢復。試計算生產恢復時反應器內物料的轉化率為多少？解：87、求停留時間分布規(guī)律有一有效容積VR=1m3，送入液體的流量為1.8m3hr-1的反應器，現(xiàn)用脈沖示蹤法測得其出口液體中示蹤劑質量濃度變化關系為：t/min01020304050

17、607080c/kg·m-3036543210求其停留時間分布規(guī)律，即F(t)，E(t)，解：示蹤法求停留時間分布規(guī)律t/minc/kg·m-3cF(t)E(t)t·ct2c000000010330.1250.01253030020690.37500.02501202400305140.58330.02081504500404180.750.01671606400503210.8750.01251507500602230.95830.00831207200701241.00.0042704900800241.000024803320088、催化劑的效率因子常壓下正

18、丁烷在鎳鋁催化劑上進行脫氫反應。已知該反應為一級不可逆反應。在500時，反應的速率常數(shù)為k=0.94cm3s-1gcat-1，若采用直徑為0.32cm的球形催化劑，其平均孔徑d0=1.110-8m，孔容為0.35cm3g-1，空隙率為0.36，曲折因子等于2.0。試計算催化劑的效率因子。解：89、計算轉化率和反應器體積反應A+BR+S，已知VR=0.001m3，物料進料速率V0=0.5×10-3m3min-1，cA0=cB0=5mol·m3，動力學方程式為rA=kcAcB，其中k=100m3kmol-1min-1。求：(1)反應在平推流反應器中進行時出口轉化率為多少？(2)欲用全混流反應