反應(yīng)工程考試習(xí)題庫

第一章緒論1.化學(xué)反應(yīng)工程是一門研究______________的科學(xué)。（化學(xué)反應(yīng)的工程問題）2.化學(xué)反應(yīng)工程是一門研究化學(xué)反應(yīng)的工程問題的科學(xué)，既以_______作為研究對象，又以_______為研究對象的學(xué)科體系。（化學(xué)反應(yīng)、工程問題）3._______是化學(xué)反應(yīng)工程的基礎(chǔ)。（三傳一反）4.化學(xué)反應(yīng)過程按操作方法分為_______、_______、_______操作。（分批式操作、連續(xù)式操作、半分批式）5.化學(xué)反應(yīng)工程中的“三傳一反”中的三傳是指_______、_______、_______。（傳質(zhì)、傳熱、動量傳遞）6.不論是設(shè)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(xué)式來表達(dá)個參數(shù)間的關(guān)系，簡稱_______。（數(shù)學(xué)模型）7.在建立數(shù)學(xué)模型時，根據(jù)基礎(chǔ)資料建立物料、熱量和動量衡算式的一般式為_______。（累積量=輸入量-輸出量）8.“三傳一反”是化學(xué)反應(yīng)工程的基礎(chǔ)，其中所謂的一反是指_______。（D）A．化學(xué)反應(yīng)B.反應(yīng)工程C.反應(yīng)熱力學(xué)D.反應(yīng)動力學(xué)9.“三傳一反”是化學(xué)反應(yīng)工程的基礎(chǔ)，下列不屬于三傳的是_______。（A）A.能量傳遞B.質(zhì)量傳遞C.熱量傳遞D.動量傳遞第二章均相反應(yīng)動力學(xué)1.均相反應(yīng)是指_。（參與反應(yīng)的物質(zhì)均處于同一相）2.對于反應(yīng)，則_______。（）3.著眼反應(yīng)組分K的轉(zhuǎn)化率的定義式為_______。（）4.當(dāng)計量方程中計量系數(shù)的代數(shù)和等于零時，這種反應(yīng)稱為_______，否則稱為_______。（等分子反應(yīng)、非等分子反應(yīng)）5.化學(xué)反應(yīng)速率式為，用濃度表示的速率常數(shù)為，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)，則=_______。（）6.化學(xué)反應(yīng)的總級數(shù)為n，如用濃度表示的速率常數(shù)為，用逸度表示的速率常數(shù)，則=_______。（）7.化學(xué)反應(yīng)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=_______。（）8.在構(gòu)成反應(yīng)機(jī)理的諸個基元反應(yīng)中，如果有一個基元反應(yīng)的速率較之其他基元反應(yīng)慢得多，他的反應(yīng)速率即代表整個反應(yīng)的速率，其他基元反應(yīng)可視為處于_______。（擬平衡常態(tài)）9.當(dāng)構(gòu)成反應(yīng)機(jī)理的諸個基元反應(yīng)的速率具有相同的數(shù)量級時，既不存在速率控制步驟時，可假定所有各步基元反應(yīng)都處于_______。（擬定常態(tài)）10.活化能的大小直接反映了______________對溫度的敏感程度。（反應(yīng)速率）11.一個可逆的均相化學(xué)反應(yīng)，如果正、逆兩向反應(yīng)級數(shù)為未知時，采用______________法來求反應(yīng)級數(shù)。（初始速率法）12.生成主產(chǎn)物的反應(yīng)稱為_______，其它的均為_______。（主反應(yīng)、副反應(yīng)）13.平行反應(yīng)均為一級不可逆反應(yīng)，若＞，選擇性Sp與_______無關(guān)，僅是_______的函數(shù)。（濃度、溫度）14.如果平行反應(yīng)均為一級不可逆反應(yīng)，若＞，提高選擇性應(yīng)_____。(提高溫度)15.一級連串反應(yīng)在全混流釜式反應(yīng)器中，則目的產(chǎn)物P的最大濃度______、______。（、）16.一級連串反應(yīng)在平推流反應(yīng)器中，則目的產(chǎn)物P的最大濃度_______、______。（、）17.一級連串反應(yīng)在間歇式全混流反應(yīng)器中，則目的產(chǎn)物P的最大濃度_______、______。（、）18.一級連串反應(yīng)在平推流反應(yīng)器中，為提高目的產(chǎn)物P的收率，應(yīng)______。（降低）19.鏈反應(yīng)的三個階段為_______、_______、_______。（鏈的引發(fā)、鏈的傳播、鏈的終止）20.下列屬于均相反應(yīng)的是_______。（B）A.煤炭燃燒B.氫氣燃燒C.離子交換D.加氫裂解21.下列屬于均相反應(yīng)的是_______。（A）A.乙酸乙酯水解B.CuO的還原C.加氫脫硫D.電石水解22.下列屬于均相反應(yīng)的是_______。（C）A.催化重整B.催化裂解C.HCl與NaOH的中和D.水泥制造23.下列屬于非均相反應(yīng)的是_______。（D）A.乙酸乙酯水解B.氫氣燃燒C.HCl與NaOH的中和D.催化裂解24.下列屬于非均相反應(yīng)的是_______。（B）A.乙酸和乙醇的酯化B.加氫脫硫C.氫氣燃燒D.烴類氣相裂解25.化學(xué)反應(yīng)，其中化學(xué)反應(yīng)計量系數(shù)為-1的是哪種物質(zhì)______。（A）A.B.C.D.26.化學(xué)反應(yīng)，其中化學(xué)反應(yīng)計量系數(shù)為+2的是哪種物質(zhì)______。（D）A.B.C.D.27.對于一非恒容均相化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)組分A的化學(xué)反應(yīng)速率_______。（A）A.B.C.D.28.對于一非恒容均相化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物B的化學(xué)反應(yīng)速率_______。（B）A.B.C.D.29.對于反應(yīng)，則_______。（A）A.B.C.D.30.對于反應(yīng)，則_______。（C）A.B.C.D.31.氣相反應(yīng)4A+B→3R+S進(jìn)料時無惰性氣體，A與B以3∶1的摩爾比進(jìn)料，則膨脹因子=_______。（C）A.1/4B.2/3C.–1/4D.–2/332.氣相反應(yīng)A+B→3P+S進(jìn)料時無惰性氣體，A與B以1∶1摩爾比進(jìn)料，則膨脹因子=_______。（D）A.–2B.–1C.1D.233.氣相反應(yīng)2A+B→3P+S進(jìn)料時無惰性氣體，A與B以2∶1摩爾比進(jìn)料，則膨脹因子=_______。（C）A.–1B.–1/2C.1/2D.134.氣相反應(yīng)2A+B→3P+S進(jìn)料時無惰性氣體，A與B以3∶2摩爾比進(jìn)料，則膨脹因子=_______。（D）A.–1B.1/3C.2/3D.135.氣相反應(yīng)進(jìn)料時無惰性氣體，與以1∶2摩爾比進(jìn)料，則膨脹因子=_______。（A）A.–2B.-1C.1D.236.氣相反應(yīng)進(jìn)料時無惰性氣體，與以1∶2摩爾比進(jìn)料，則膨脹因子=_______。（B）A.–1B.–1/2C.1/2D.137.氣相反應(yīng)進(jìn)料時無惰性氣體，與以2∶3摩爾比進(jìn)料，則膨脹因子=_______。（B）A.–1B.–2/3C.2/3D.138.化學(xué)反應(yīng)速率式為，如用濃度表示的速率常數(shù)為，用壓力表示的速率常數(shù)為，則=_______。（B）A.B.C.D.39.化學(xué)反應(yīng)速率式為，如用濃度表示的速率常數(shù)為，用壓力表示的速率常數(shù)為，則=_______。（D）A.B.C.D.40.反應(yīng)，，則反應(yīng)級數(shù)n=_______。（B）A.0B.1C.2D.341.反應(yīng)A+B→C，已知，則反應(yīng)級數(shù)n=_______。（B）A.0B.1C.2D.342.反應(yīng)3A→P，已知，則反應(yīng)級數(shù)n=_______。（A）A.0B.1C.2D.343.反應(yīng)，已知，則反應(yīng)級數(shù)n=_______。（C）A.0B.1C.2D.344.反應(yīng)，已知，則反應(yīng)級數(shù)n=_______。（C）A.0B.1C.2D.345.反應(yīng)，已知，則反應(yīng)級數(shù)n=_______。（C）A.0B.1C.2D.346.反應(yīng)A+B→C，已知，則反應(yīng)級數(shù)n=_______。（A）A.0B.1C.2D.347.下列屬于平行反應(yīng)的是_______。（C）A.A+B→PB.C.D.A+B→P=R+S

48.串聯(lián)反應(yīng)A→P（目的）→R+S，目的產(chǎn)物P的得率=_______。（B）A.B.C.D.49.串聯(lián)反應(yīng)A→P（目的）→R+S，目的產(chǎn)物P與副產(chǎn)物S的選擇性=_______。（C）A.B.C.D.50.串聯(lián)反應(yīng)A→P（目的）→R+S，目的產(chǎn)物P的總收率=_______。（A）A.B.C.D.

51.如果平行反應(yīng)均為一級不可逆反應(yīng)，若＞，提高選擇性應(yīng)_______。（B）A.提高濃度B.提高溫度C.降低濃度D.降低溫度52.如果平行反應(yīng)均為一級不可逆反應(yīng)，若＞，提高收率應(yīng)_______。（C）A.提高濃度B.降低濃度C.提高溫度D.降低溫度53.一級連串反應(yīng)A→P→S在全混流釜式反應(yīng)器中進(jìn)行，使目的產(chǎn)物P濃度最大時的最優(yōu)空時_______。（D）A.B.C.D.54.一級連串反應(yīng)在全混流釜式反應(yīng)器中，則目的產(chǎn)物P的最大濃度_______。（B）A.B.C.D.55.一級連串反應(yīng)在間歇式反應(yīng)器中，則目的產(chǎn)物P的最大濃度_______。（A）A.B.C.D.56.一級連串反應(yīng)在平推流管式反應(yīng)器中，則目的產(chǎn)物P的最大濃度_______。（A）A.B.C.D.57.一級連串反應(yīng)A→P→S在間歇式反應(yīng)器中進(jìn)行，使目的產(chǎn)物P濃度最大時的反應(yīng)時間_______。（D）A.B.C.D.58.一級連串反應(yīng)A→P→S在平推流管式反應(yīng)器中進(jìn)行，使目的產(chǎn)物P濃度最大時的反應(yīng)時間_______。（C）A.B.C.D.59.下列反應(yīng)沒有涉及到鏈反應(yīng)的是_______。（B）A.石油裂解B.酯化反應(yīng)C.烴類氧化D.聚合反應(yīng)60.簡述均相反應(yīng)及其動力學(xué)的研究內(nèi)容？答：參與反應(yīng)的各物質(zhì)均處于同一個相內(nèi)進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)稱為均相反應(yīng)。均相反應(yīng)動力學(xué)是研究各種因素如溫度、催化劑、反應(yīng)物組成和壓力等對反應(yīng)速率、反應(yīng)產(chǎn)物分布的影響，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。61.簡述鏈鎖反應(yīng)所具有的基本特征？答：1）鏈反應(yīng)具有三個階段：鏈的引發(fā)、鏈的傳播和鏈的終止；2）鏈的引發(fā)和傳播均需要通過游離原子或游離基；3）游離原子和游離基均具有較高活性，容易受器壁或其它惰性物的作用而重新生成穩(wěn)定的分子，從而使鏈反應(yīng)終止。62.反應(yīng)2NO+2H2=N2+2H2O，實(shí)驗測得速率方程為：。試設(shè)定能滿足實(shí)驗結(jié)果的反應(yīng)機(jī)理。解：機(jī)理（1）：（慢）①（快）②所以與實(shí)驗結(jié)果相同機(jī)理（2）：（快速）③（慢速）④（快）⑤③達(dá)擬平衡態(tài)，④為速控步驟由③得代入此機(jī)理與實(shí)驗結(jié)果相同，選機(jī)理（2），因其無叁分子反應(yīng)，而機(jī)理（1）是。63.由A和B進(jìn)行均相二級不可逆反應(yīng)A+B=S，速率方程：=。求：（1）當(dāng)時的積分式（2）當(dāng)時的積分式解：（1）CA與CB之比保持恒定所以積分得寫成轉(zhuǎn)化率時（2）式中：積分得64.反應(yīng)A→B為n級不可逆反應(yīng)。已知在300K時要使A的轉(zhuǎn)化率達(dá)到20%需12.6分鐘，而在340K時達(dá)到同樣的轉(zhuǎn)化率僅需3.20分鐘，求該反應(yīng)的活化能E。解：即達(dá)20%時，式中M為常數(shù)∴E=29.06（kJ/mol）65.考慮下述連串反應(yīng):，已知上述反應(yīng)中每一步均為一級反應(yīng)，試求A、B和C的濃度隨間變化的函數(shù)式。解:對于反應(yīng)物A，應(yīng)有:積分得對于B,應(yīng)有將上式兩端乘以可得即將上式積分得,第三章理想反應(yīng)器1.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]2.具有良好攪拌裝置的釜式反應(yīng)器按_______反應(yīng)器處理，而管徑小，管子較長和流速較大的管式反應(yīng)器按_______反應(yīng)器處理。（理想混合反應(yīng)器、平推流）3.分批式完全混合反應(yīng)器操作的優(yōu)化分析是以_______、_______為目標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化的。（平均生產(chǎn)速率最大、生產(chǎn)經(jīng)費(fèi)最低）4.全混流反應(yīng)器的空時τ是_______與_______之比。（反應(yīng)器的有效容積、進(jìn)料流體的容積流速）5.全混流反應(yīng)器的容積效率η為_______與_______之比。（反應(yīng)時間t、空時τ）6.全混流反應(yīng)器的放熱速率=______________。（）7.全混流反應(yīng)器的移熱速率=______________。（）8.全混流反應(yīng)器的定常態(tài)操作點(diǎn)的判據(jù)為_______。（）9.全混流反應(yīng)器穩(wěn)定的定常態(tài)操作點(diǎn)的判據(jù)為_______、_______。（、）10.全混流反應(yīng)器的返混_______。（最大）11.平推流反應(yīng)器的返混為_______。（零）12.對于恒容的平推流管式反應(yīng)器_______、_______、_______一致。（平均停留時間、反應(yīng)時間、空時）13.對于恒容的_______管式反應(yīng)器平均停留時間、反應(yīng)時間、空時一致。（平推流）14.如果將平推流反應(yīng)器出口的產(chǎn)物部分的返回到入口處與原始物料混合，這類反應(yīng)器為_______的平推流反應(yīng)器。（循環(huán)操作）1對于循環(huán)操作的平推流反應(yīng)器，當(dāng)循環(huán)比β→0時為_______反應(yīng)器，而當(dāng)β→∞時則相當(dāng)于_______反應(yīng)器。（平推流、全混流16.對于循環(huán)操作的平推流反應(yīng)器，當(dāng)循環(huán)比β→0時反應(yīng)器內(nèi)返混為_______，而當(dāng)β→∞時則反應(yīng)器內(nèi)返混為_______。（零、最大）17.對于絕熱操作的放熱反應(yīng)，最合適的反應(yīng)器類型為_______。（全混流串平推流）18.對于反應(yīng)級數(shù)n＜0的反應(yīng)，為降低反應(yīng)器容積，應(yīng)選用_______反應(yīng)器為宜。（全混流）19.對于反應(yīng)級數(shù)n＞0的反應(yīng)，為降低反應(yīng)器容積，應(yīng)選用_______反應(yīng)器為宜。（平推流）20.對于自催化反應(yīng)，最合適的反應(yīng)器為_______。（全混流串平推流）21.對于可逆的放熱反應(yīng)，使反應(yīng)速率最大的反應(yīng)溫度_______。（）22.對于可逆的放熱反應(yīng)，達(dá)到化學(xué)反應(yīng)平衡時的溫度_______。（）23.分批式操作的完全混合反應(yīng)器非生產(chǎn)性時間不包括下列哪一項_______。（B）A.加料時間B.反應(yīng)時間C.物料冷卻時間D.清洗釜所用時間

24.在間歇反應(yīng)器中進(jìn)行等溫二級反應(yīng)A→B，，當(dāng)時，求反應(yīng)至所需時間t=_______秒。（D）A.8500B.8900C.9000D.990025.在間歇反應(yīng)器中進(jìn)行等溫一級反應(yīng)A→B，，當(dāng)時，求反應(yīng)至所需時間t=_______秒。（B）A.400B.460C.500D.56026.在全混流反應(yīng)器中，反應(yīng)器的有效容積與進(jìn)料流體的容積流速之比為_______。（A）A.空時τB.反應(yīng)時間tC.停留時間tD.平均停留時間27.全混流反應(yīng)器的容積效率η大于1.0時，且隨著的增大而增大，此時該反應(yīng)的反應(yīng)級數(shù)n_______。（A）A.＜0B.=0C.≥0D.＞028.全混流反應(yīng)器的容積效率η小于1.0時，且隨著的增大而減小，此時該反應(yīng)的反應(yīng)級數(shù)n_______。（D）A.＜0B.=0C.≥0D.＞029.全混流反應(yīng)器的容積效率η=1.0時，該反應(yīng)的反應(yīng)級數(shù)n_______。（B）A.＜0B.=0C.≥0D.＞030.全混流釜式反應(yīng)器最多可能有_______個定常態(tài)操作點(diǎn)。（C）A.1B.2C.3D.431.全混流反應(yīng)器中有_______個穩(wěn)定的定常態(tài)操作點(diǎn)。（B）A.1B.2C.3D.432.對于_______的反應(yīng)器在恒容反應(yīng)過程的平均停留時間、反應(yīng)時間、空時是一致的。（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33.一級不可逆液相反應(yīng)，，出口轉(zhuǎn)化率，每批操作時間，裝置的生產(chǎn)能力為50000kg產(chǎn)物R/天，=60，則反應(yīng)器的體積V為_______。（C）A.19.6B.20.2C.22.2D.23.434.對于自催化反應(yīng)，最合適的反應(yīng)器為_______。（D）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35.對于絕熱操作的放熱反應(yīng)，最合適的反應(yīng)器為_______。（D）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36.對于反應(yīng)級數(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_______。（B）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37.對于反應(yīng)級數(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）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38.對于可逆放熱反應(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D.降低溫度

39.對于單一反應(yīng)組分的平行反應(yīng)，其瞬間收率隨增大而單調(diào)增大，則最適合的反應(yīng)器為_______。（A）A.平推流反應(yīng)器B.全混流反應(yīng)器C.多釜串聯(lián)全混流反應(yīng)器D.全混流串接平推流反應(yīng)器

40.對于單一反應(yīng)組分的平行反應(yīng)，其瞬間收率隨增大而單調(diào)下降，則最適合的反應(yīng)器為_______。（B）A.平推流反應(yīng)器B.全混流反應(yīng)器C.多釜串聯(lián)全混流反應(yīng)器D.全混流串接平推流反應(yīng)器41.簡述理想反應(yīng)器的種類？答：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。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。所謂平推流反應(yīng)器是指器內(nèi)反應(yīng)物料以相同的流速和一致的方向進(jìn)行移動，不存在不同停留時間的物料的混合，所有的物料在器內(nèi)具有相同的停留時間。42.簡述分批式操作的完全混合反應(yīng)器？答：反應(yīng)物料一次性投入反應(yīng)器內(nèi)，在反應(yīng)過程中，不再向器內(nèi)投料，也不出料，待達(dá)到反應(yīng)要求的轉(zhuǎn)化率后，一次性出料，每批操作所需生產(chǎn)時間為反應(yīng)時間與非生產(chǎn)性時間之和，非生產(chǎn)性時間包括加料、排料和物料加熱、冷卻等用于非反應(yīng)的一切輔助時間。43.簡述等溫恒容平推流反應(yīng)器空時、反應(yīng)時間、停留時間三者關(guān)系？答：空時是反應(yīng)器的有效容積與進(jìn)料流體的容積流速之比。反應(yīng)時間是反應(yīng)物料進(jìn)入反應(yīng)器后從實(shí)際發(fā)生反應(yīng)的時刻起到反應(yīng)達(dá)某一程度所需的反應(yīng)時間。停留時間是指反應(yīng)物進(jìn)入反應(yīng)器的時刻算起到離開反應(yīng)器內(nèi)共停留了多少時間。由于平推流反應(yīng)器內(nèi)物料不發(fā)生返混，具有相同的停留時間且等于反應(yīng)時間，恒容時的空時等于體積流速之比，所以三者相等。44.對于可逆放熱反應(yīng)如何選擇操作溫度？答：1）對于放熱反應(yīng)，要使反應(yīng)速率盡可能保持最大，必須隨轉(zhuǎn)化率的提高，按最優(yōu)溫度曲線相應(yīng)降低溫度；2）這是由于可逆放熱反應(yīng)，由于逆反應(yīng)速率也隨反應(yīng)溫度的提高而提高，凈反應(yīng)速率出現(xiàn)一極大值；3）而溫度的進(jìn)一步提高將導(dǎo)致正逆反應(yīng)速率相等而達(dá)到化學(xué)平衡。45.對于反應(yīng)，，；，，當(dāng)＞時如何選擇操作溫度可以提高產(chǎn)物的收率？答：對于平行反應(yīng)，所以，當(dāng)＞時應(yīng)盡可能提高反應(yīng)溫度，方可提高R的選擇性，提高R的收率。46.在間歇釜中一級不可逆反應(yīng)，液相反應(yīng)A→2R，kmol/m3·h，k=9.52×109exp[-7448.4/T]h-1，2.3kmol/m3，60，0，若轉(zhuǎn)化率0.7，裝置的生產(chǎn)能力為50000kg產(chǎn)物R/天。求50℃等溫操作所需反應(yīng)器的有效容積？（用于非生產(chǎn)性操作時間t0=0.75h）解：反應(yīng)終了時R的濃度為47.該反應(yīng)在全混流反應(yīng)器中進(jìn)行，以AlCl3為催化劑，反應(yīng)溫度20℃，液料的體積流速為0.5m3/h，丁二烯和丙烯酸甲酯的初始濃度分別為96.5mol/m3，184mol/m3，催化劑的濃度為6.63mol/m3。速率方程，式中k=1.15×10-3m3/mol·ks，若要求丁二烯轉(zhuǎn)化率為40%。求：1）反應(yīng)器的體積V；2）容積效率η。解：1）A+B→C對于全混流反應(yīng)器∵∴∵∴2）在分批式反應(yīng)器內(nèi)的反應(yīng)時間為48.在全混流反應(yīng)器中一級不可逆反應(yīng)，液相反應(yīng)A→2R，kmol/m3·h，k=9.52×109exp[-7448.4/T]h-1，2.3kmol/m3，60，0，若轉(zhuǎn)化率0.7，裝置的生產(chǎn)能力為50000kg產(chǎn)物R/天。求50℃等溫操作所需反應(yīng)器的有效容積和它的容積效率？（用于非生產(chǎn)性操作時間t0=0.75h）解：（1）進(jìn)料速度v0 （2）反應(yīng)器有效容積V(3)49.現(xiàn)有一有效容積為0.75m3的攪拌釜反應(yīng)器，其內(nèi)設(shè)置有換熱面積為5.0m2的冷卻盤管。欲利用改反應(yīng)器來進(jìn)行A→R的一級不可逆的液相反應(yīng)，其速率常數(shù)，反應(yīng)熱，原料液中A的濃度，但不含反應(yīng)產(chǎn)物R。此原料液的密度ρ=1050g/l；定壓比熱（J/g·℃）。要求原料液的進(jìn)料流率為，反應(yīng)器出口的反應(yīng)液中?？倐鳠嵯禂?shù)U=209.2（KJ/m2·h·℃）。所用的冷卻介質(zhì)的溫度為25℃。試求滿足上述反應(yīng)要求所需的反應(yīng)溫度以及料液的起始溫度T0。解：1)計算反應(yīng)溫度T根據(jù)2）50.乙酸酐發(fā)生水解，反應(yīng)溫度25℃，k=0.1556min-1，采用三個等體積的串聯(lián)全混流釜進(jìn)行反應(yīng)，每個釜體積為1800cm3，求使乙酸酐的總轉(zhuǎn)化率為60%時，進(jìn)料速度。解：初始濃度為，離開第一釜為，依次為、?！摺鄬Φ诙獙τ诘润w積釜串聯(lián)同理∴τ=2.3（min）51.串聯(lián)全混流反應(yīng)器進(jìn)行一級不可逆反應(yīng)，假定各釜容積、溫度相同，試計算N為1，2，3的反應(yīng)有效容積，如不考慮非生產(chǎn)性操作時間的條件下分批式反應(yīng)器的有效容積。解：利用N(個)123V（）97.847.037.6若采用分批式52.應(yīng)用兩個按最優(yōu)容積比串聯(lián)的全混流釜進(jìn)行不可逆的一級液相反應(yīng)，假定各釜的容積和操作溫度都相同，已知此時的速率常數(shù)k=0.92h-1，原料液的進(jìn)料速度=10m3/h，要求最終轉(zhuǎn)化率0.9，試求V1、V2和總?cè)莘eV。解：對于一級不可逆反應(yīng)應(yīng)有代入得整理得∵，∴∴總?cè)莘e53.用兩串聯(lián)全混流反應(yīng)器進(jìn)行一個二級不可逆等溫反應(yīng)，已知在操作溫度下要求出口xA=0.9，計算該操作最優(yōu)容積比和總?cè)莘eV。解：代入 總?cè)莘e54.應(yīng)用管徑為D=12.6cm的管式反應(yīng)器來進(jìn)行一級不可逆的氣體A的熱分解反應(yīng)，其計量方程為A=R+S；速率方程為；而k=7.8×109exp[-19220/T](s-1),原料為純氣體A,反應(yīng)壓力P=5atm下恒壓反應(yīng),T=5000C。0.9,=1.55kmol/h,求所需反應(yīng)器的管長L,停留時間t，空時τ（理想氣體）。解：反應(yīng)氣體的進(jìn)料體積流速為：反應(yīng)流體在管內(nèi)的體積流速為：此處：（純氣體）；，，∴而∴55.液相原料中反應(yīng)物A進(jìn)入平推流反應(yīng)器中進(jìn)行的反應(yīng)，已知。求：1）當(dāng)出口濃度時的進(jìn)料流。2)當(dāng)進(jìn)料流量時出口濃度。解：1）2）56.自催化反應(yīng)A+R→2R，其速率方程為：，在70℃下等溫地進(jìn)行此反應(yīng)，在此溫度下k=1.512m3/kmol·h；其它數(shù)據(jù)如下：0.99kmol/m3；0.01kmol/m3；10m3/h；要求反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率0.99。試求：1）在全混流反應(yīng)器中反應(yīng)所需的容積；2）在平推流反應(yīng)器中反應(yīng)所需的容積。解：令∴1）全混流反應(yīng)器所需的容積2）平推流反應(yīng)器所需的容積57.(A)(P)(S)反應(yīng)速度；，在恒溫恒容下求(a)平推流(b)全混流,求，其中,,。解:(a)()=(=0.477mol/=0.155mol/l==3.08(b)==()∴==0.5mol/l=0.333mol/l=0.167mol/l=2.058.(A)(P)(S)反應(yīng)速度；，在恒溫恒容下求等容積的兩釜串聯(lián)全混流反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行這一反應(yīng)時,求目的產(chǎn)物P的選擇性，其中,,。解：等容積釜串聯(lián)應(yīng)有對第二個全混流反應(yīng)器作物料衡算∴=對于P:∴+=0.444mol/l+∴=1-(0.444+0.391)=0.165mol/l==2.3759.醋酸甲酯的水解反應(yīng)如下：CH3COOCH3+H2O→CH3COOH+CH3OH，產(chǎn)物CH3COOH在反應(yīng)中起催化劑的作用，已知反應(yīng)速度與醋酸甲酯和醋酸的濃度積成正比。（1）

在間歇反應(yīng)器中進(jìn)行上述反應(yīng)。醋酸甲酯和醋酸的初始濃度分別為500和50mol/m3。實(shí)驗測得當(dāng)反應(yīng)時間為5400s時，醋酸甲酯的轉(zhuǎn)化率為70%，求反應(yīng)速率數(shù)和最大反應(yīng)速度。（5分）（2）

如果反應(yīng)改在連續(xù)攪拌釜中進(jìn)行，=0.8時停留時間應(yīng)為多少。（3）

如果采用管式流動反應(yīng)器，=0.8時停留時間。解：A+B→C+D（1）=對求導(dǎo)（2）（3）對于PFR60.在一定的反應(yīng)溫度下A發(fā)生下述平行反應(yīng)：其中R是主產(chǎn)物，S是副產(chǎn)物。反應(yīng)原料為純的反應(yīng)物A，其初始濃度為10kmol/m3。在反應(yīng)器出口A的轉(zhuǎn)化率為80%。反應(yīng)在連續(xù)攪拌釜中進(jìn)行時，A轉(zhuǎn)化為R的選擇性、R的收率以及反應(yīng)物的停留時間。解：1）使用連續(xù)攪拌釜∵∴∴當(dāng)時，有V恒定，停留時間與空時相等61.已知的反應(yīng)速率式分別為：；；，且在反應(yīng)的操作溫度下=1.0，1.5；5mol/l，，要求反應(yīng)流體的進(jìn)料速率為5m3/h，出口轉(zhuǎn)化率0.9。試求用單一的全混流反應(yīng)器在等溫下進(jìn)行此反應(yīng)時所能獲得的產(chǎn)物P的濃度以及所需的反應(yīng)容積V。解：62.環(huán)氧乙烷在450℃的氣相分解反應(yīng)如下：C2H4O（g）→CH4（g）+CO（g）已知在此反應(yīng)溫度下反應(yīng)的速率常數(shù)為0.0212min-1，反應(yīng)在恒溫恒容反應(yīng)器中完成，初始時原料為純的環(huán)氧乙烷，初始壓力為2.026×105Pa，試求在反應(yīng)時間為50min時反應(yīng)器的總壓力。解：由k=0.0212min-1可知該反應(yīng)為一級反應(yīng)t時反應(yīng)物分壓為PAC2H4O（g）→CH4（g）+CO（g）PA000PAPA0-PAPA0-PA總壓∴即當(dāng)t=50min時63.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：已知在916℃時，試計算：1）

99%的醋酸反應(yīng)掉的時間；2）

在此反應(yīng)條件下醋酸轉(zhuǎn)化成乙烯酮的選擇性。解：設(shè)在時間t時乙烯酮和甲烷的濃度分別為x和y，初始為，則相加得將其積分1）

當(dāng)轉(zhuǎn)化率為99%時2）64.在1000K于恒溫恒壓反應(yīng)器中進(jìn)行下述分解反應(yīng)：反應(yīng)速率常數(shù)0.082l/mol·min，初始時含純的RCH2OH，其初始壓力為2.026×105Pa，求1）

將20%的RCH2OH分解所需時間；2）

RCH2OH的濃度降低20%所需的時間。解：ABCt=0nA000t=tnA0-xxx由k可知該反應(yīng)為二級反應(yīng)理想氣體∴將其積分當(dāng)，帶入得t=138min對于，應(yīng)有當(dāng)，帶入得t=66.1min①分65.等溫間歇反應(yīng)器反應(yīng)時間與反應(yīng)物濃度的關(guān)系在間歇反應(yīng)器中進(jìn)行等溫二級反應(yīng)當(dāng)為1時，求反應(yīng)至所需時間。解:t=9900s66.對于aA+bB→cC反應(yīng)，以濃度則其二者關(guān)系如何？解：理想氣體67.平行反應(yīng)，其中，，已知，，求在平推流反應(yīng)器中的？解：對上式進(jìn)行積分得當(dāng)時，產(chǎn)物P的濃度最大∴68.一級連串反應(yīng)，，，進(jìn)料流率為，，反應(yīng)在恒溫恒容的條件下進(jìn)行，求在全混流釜式反應(yīng)器中目的產(chǎn)物P的最大濃度？解：全混釜對物料P作物料衡算則有當(dāng)時，產(chǎn)物P有極大值69.液相反應(yīng)A→R在一全混釜中進(jìn)行，，反應(yīng)速率常數(shù)求：1）

平均停留時間為1S時該反應(yīng)器的；2）

若A的，，求反應(yīng)器的體積。解：1）∴2）帶入得70.液相反應(yīng)A+B→P+S在一全混釜中進(jìn)行，速率常數(shù)，求：1）時，反應(yīng)器的容積；2）若進(jìn)料流量為，求進(jìn)口料液中A的濃度。解：1）由可知該反應(yīng)為二級反應(yīng)且二者的反應(yīng)按1：1的比例進(jìn)行反應(yīng)2）帶入得71.磷化氫的均相氣相分解4PH3→P4+6H2，在310℃時2atm時速率方程，磷化氫以200kg/h的速率在平推流反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)，求轉(zhuǎn)化率為80%時所需反應(yīng)器體積？解：∴

第四章非理想流動1.停留時間分布的密度函數(shù)在t＜0時，E（t）=_______。（0）2.停留時間分布的密度函數(shù)在t≥0時，E（t）_______。（＞0）3.當(dāng)t=0時，停留時間分布函數(shù)F（t）=_______。（0）4.當(dāng)t=∞時，停留時間分布函數(shù)F（t）=_______。（1）5.停留時間分布的密度函數(shù)E（θ）=_______E（t）。（）6.表示停留時間分布的分散程度的量_______。（）7.反應(yīng)器物料的停留時間的分布曲線是通過物理示蹤法來測定的，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、隨機(jī)輸入示蹤法）8.平推流管式反應(yīng)器時，E（t）=_______。（∞）9.平推流管式反應(yīng)器時，E（t）=_______。（0）10.平推流管式反應(yīng)器時，F(xiàn)（t）=_______。（1）11.平推流管式反應(yīng)器＜時，F(xiàn)（t）=_______。（0）12.平推流管式反應(yīng)器其E（θ）曲線的方差_______。（0）13.平推流管式反應(yīng)器其E（t）曲線的方差_______。（0）14.全混流反應(yīng)器t=0時E（t）=_______。（）15.全混流反應(yīng)器其E（θ）曲線的方差_______。（1）16.全混流反應(yīng)器其E（t）曲線的方差_______。（）17.偏離全混流、平推流這兩種理想流動的非理想流動，E（θ）曲線的方差為_______。（0～1）18.當(dāng)流體在半徑為R的管內(nèi)作層流流動時，在徑向存在流速分布，軸心處的流速以記，則距軸心處距離為r的流速_______。（）19.當(dāng)流體在半徑為R的管內(nèi)作層流流動時，管壁處的流速_______。（0）20.流體在半徑為R的管內(nèi)作層流流動的停留時間分布密度函數(shù)E（t）=_______。（）21.流體在半徑為R的管內(nèi)作層流流動的停留時間分布函數(shù)F（t）=_______。（）22.脈沖示蹤法測定停留時間分布對應(yīng)曲線為_______。（E（t）曲線）23.階躍示蹤法測定停留時間分布對應(yīng)曲線為_______。（F(t)曲線）24.非理想流動不一定是由_______造成的。（返混）25.非理想流動不一定是由返混造成的，但返混造成了_______。（停留時間分布）26.為了模擬返混所導(dǎo)致流體偏離平推流效果，可借助這種軸向返混與擴(kuò)散過程的相似性，在_______的基礎(chǔ)上疊加上軸向返混擴(kuò)散相來加以修正，并認(rèn)為的假定該軸向返混過程可以用費(fèi)克定律加以定量描述，所以，該模型稱為_______。（平推流、軸向分散模型）27.在軸向分散模型中，模型的唯一參數(shù)彼克萊準(zhǔn)數(shù)_______。（）28.在軸向分散模型中，模型的唯一參數(shù)彼克萊準(zhǔn)數(shù)愈大軸向返混程度就_______。（愈?。?9.軸向分散模型的偏微分方程的初始條件和邊界條件取決于采用示蹤劑的_______、_______、_______的情況。（輸入方式、管內(nèi)的流動狀態(tài)、檢測位置）30.軸向分散模型的四種邊界條件為_______、_______、_______、_______。（閉—閉式邊界、開—閉式邊界、閉—開式邊界、開—開式邊界）31.誤差函數(shù)erf的定義式為______________。（）32.誤差函數(shù)的定義式為，則_______，_______。（、0）33.軸向分散模型的數(shù)學(xué)期望值_______，方差_______。[，]34.流體的混合程度常用_______、_______來描述。（調(diào)勻度S、流體的混合態(tài)）35.流體的混合程度常用調(diào)勻度S來衡量，如果S值偏離_______，則表明混合不均勻。（1）36.微觀流體混合的混合態(tài)稱為_______。（非凝集態(tài)）37.若流體是分子尺度作為獨(dú)立運(yùn)動單元來進(jìn)行混合，這種流體稱為_______。（微觀流體）38.若流體是以若干分子所組成的流體微團(tuán)作為單獨(dú)的運(yùn)動單元來進(jìn)行微團(tuán)之間的混合，且在混合時微團(tuán)之間并不發(fā)生物質(zhì)的交換，微團(tuán)內(nèi)部則具有均勻的組成和相同停留時間，這種流體稱為_______。（宏觀流體）39.宏觀流體混合的混合態(tài)稱為_______。（完全凝集態(tài)）40.介于非凝集態(tài)與完全凝集態(tài)之間的混合態(tài)稱為_______。（部分凝集態(tài)）41.在氣—液鼓泡攪拌裝置中，氣體以氣泡方式通過裝置，_______是宏觀流體，而_______為微觀流體。（氣體、液體）42.在氣—液噴霧塔中液體以液滴形式的分散相，_______是宏觀流體，而_______為微觀流體。（液體、氣體）43.反應(yīng)級數(shù)n=_______時微觀流體和宏觀流體具有相同的反應(yīng)結(jié)果。（1）44.對于_______反應(yīng)器，微觀流體與宏觀流體具有相同的反應(yīng)結(jié)果。（平推流）45.當(dāng)反應(yīng)級數(shù)n＞1時，宏觀流體具有比微觀流體_______的出口轉(zhuǎn)化率。（高）46.當(dāng)反應(yīng)級數(shù)n_______1時，宏觀流體具有比微觀流體高的出口轉(zhuǎn)化率。（＞）47.當(dāng)反應(yīng)級數(shù)n＜1時，宏觀流體具有比微觀流體_______的出口轉(zhuǎn)化率。（低）48.當(dāng)反應(yīng)級數(shù)n_______1時，宏觀流體具有比微觀流體低的出口轉(zhuǎn)化率。（＜〉49.脈沖示蹤法測定停留時間分布對應(yīng)曲線為_______。（A）A.E（t）曲線B.F（t）曲線C.I（t）曲線D.y（t）曲線50.階躍示蹤法測定停留時間分布對應(yīng)曲線為_______。（B）A.E（t）曲線B.F（t）曲線C.I（t）曲線D.y（t）曲線51.平推流流動的E（t）曲線的方差_______。（A）A.0B.0～1C.1D.＞152.全混流流動的E（t）曲線的方差_______。（C）A.0B.0～1C.1D.＞153.軸向分散模型的物料衡算方程在_______式邊界條件下有解析解。（D）A.閉—閉B.開—閉C.閉—開D.開—開54.軸向分散模型的物料衡算方程的初始條件和邊界條件與_______無關(guān)。（C）A.示蹤劑的種類B.示蹤劑的輸入方式C.管內(nèi)的流動狀態(tài)D.檢測位置55.反應(yīng)級數(shù)n=_______時微觀流體和宏觀流體具有相同的反應(yīng)結(jié)果。(C)A.0B.0.5C.1D.256.當(dāng)反應(yīng)級數(shù)n_______時，宏觀流體具有比微觀流體高的出口轉(zhuǎn)化率。（C）A.=0B.=1C.＞1D.＜157.當(dāng)反應(yīng)級數(shù)n_______時，宏觀流體具有比微觀流體低的出口轉(zhuǎn)化率。（D）A.=0B.=1C.＞1D.＜158.當(dāng)反應(yīng)級數(shù)n_______時，微觀流體具有比宏觀流體高的出口轉(zhuǎn)化率。（D）A.=0B.=1C.＞1D.＜159.當(dāng)反應(yīng)級數(shù)n_______時，微觀流體具有比宏觀流體低的出口轉(zhuǎn)化率。（C）A.=0B.=1C.＞1D.＜160停留時間分布密度函數(shù)E（t）的含義？答：在定常態(tài)下的連續(xù)穩(wěn)定流動系統(tǒng)中，相對于某瞬間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（②分）。。61.停留時間分布函數(shù)F（t）的含義？答：在定常態(tài)下的連續(xù)穩(wěn)定流動系統(tǒng)中，相對于某瞬間t=0流入反應(yīng)器內(nèi)的流體，在出口流體中停留時間小于t的物料所占的分率為F（t）。。62.簡述描述停留時間分布函數(shù)的特征值？答：用兩個最重要的特征值來描述——平均停留時間和方差。1）

定義式為：，平均停留時間是E（t）曲線的分布中心，是E（t）曲線對于坐標(biāo)原點(diǎn)的一次矩，又稱E（t）的數(shù)學(xué)期望。2）

是表示停留時間分布的分散程度的量，在數(shù)學(xué)上它是指對于平均停留時間的二次矩。63.簡述尋求停留時間分布的實(shí)驗方法及其分類？答：通過物理示蹤法來測反應(yīng)器物料的停留時間的分布曲線。所謂物理示蹤是指采用一種易檢測的無化學(xué)反應(yīng)活性的物質(zhì)按一定的輸入方式加入穩(wěn)定的流動系統(tǒng)，通過觀測該示蹤物質(zhì)在系統(tǒng)出口的濃度隨時間的變化來確定系統(tǒng)物料的停留時間分布。根據(jù)示蹤劑輸入方式的不同大致分為四種：脈沖法、階躍法、周期示蹤法和隨機(jī)輸入法。64.簡述脈沖示蹤法測停留時間分布的實(shí)驗方法及其對應(yīng)曲線？答：脈沖示蹤法是在定常態(tài)操作的連續(xù)流動系統(tǒng)的入口處在t=0的瞬間輸入一定量M克的示蹤劑A，并同時在出口處記錄出口物料中示蹤劑的濃度隨時間的變化。對應(yīng)的曲線為E(t)曲線，。65.簡述階躍示蹤法測停留時間分布的實(shí)驗方法及其對應(yīng)曲線？答：階躍示蹤法是對于定常態(tài)的連續(xù)流動系統(tǒng)，在某瞬間t=0將流入系統(tǒng)的流體切換為含有示蹤劑A且濃度為的流體，同時保持系統(tǒng)內(nèi)流動模式不變，并在切換的同時，在出口處測出出口流體中示蹤劑A的濃度隨時間的變化。對應(yīng)的曲線為F（t），。66.簡述建立非理想流動的流動模型的步驟？答：1）通過冷態(tài)模型實(shí)驗測定實(shí)驗裝置的停留時間分布；2）

根據(jù)所得的有關(guān)E（t）或F（t）的結(jié)果通過合理的簡化提出可能的流動模型，并根據(jù)停留時間分布的實(shí)驗數(shù)據(jù)來確定所提出的模型中所引入的模型參數(shù)；3）

結(jié)合反應(yīng)動力學(xué)數(shù)據(jù)通過模擬計算來預(yù)測反應(yīng)結(jié)果；4）

通過一定規(guī)模的熱模實(shí)驗來驗證模型的準(zhǔn)確性。67.簡述非理想流動軸向擴(kuò)散模型的特點(diǎn)？答：1）在管內(nèi)徑向截面上流體具有均一的流速；2）在流動方向上流體存在擴(kuò)散過程，該過程類似于分子擴(kuò)散，符合Fick定律；3）軸向混合系數(shù)EZ在管內(nèi)為定值；4）徑向不存在擴(kuò)散；5）管內(nèi)不存在死區(qū)或短路流。68.簡述非理想流動軸向擴(kuò)散模型的定義？答：為了模擬返混所導(dǎo)致流體偏離平推流效果，可借助這種返混與擴(kuò)散過程的相似性，在平推流的基礎(chǔ)上疊加上軸向返混擴(kuò)散相來加以修正，并人為的假定該軸向返混過程可以用費(fèi)克（Fick）定律加以定量描述。所以，該模型稱為“軸向分散模型”（或軸向擴(kuò)散模型）69.簡述非理想流動多級混合模型的特點(diǎn)？答：把實(shí)際的工業(yè)反應(yīng)器模擬成由n個容積相等串聯(lián)的全混流區(qū)所組成，來等效的描述返混和停留時間分布對反應(yīng)過程內(nèi)的影響。設(shè)反應(yīng)器容積為V，物料流入速率為v0，則，。70.舉例說明微觀流體和宏觀流體的區(qū)別？答；若流體是分子尺度作為獨(dú)立運(yùn)動單元來進(jìn)行混合，這種流體稱為微觀流體；若流體是以若干分子所組成的流體微團(tuán)作為單獨(dú)的運(yùn)動單元來進(jìn)行微團(tuán)之間的混合，且在混合時微團(tuán)之間并不發(fā)生物質(zhì)的交換，微團(tuán)內(nèi)部具有均勻的組成和相同的停留時間，這種流體稱為宏觀流體。如在氣—液鼓泡攪拌裝置中，氣體以氣泡方式通過裝置，此時氣體是宏觀流體，而液體為微觀流體。71.應(yīng)用脈沖示蹤法測定一容積為12l的反應(yīng)裝置，進(jìn)入此反應(yīng)器的流體流速=0.8（l/min），在定常態(tài)下脈沖的輸入80克的示蹤劑A，并同時測其出口物料中A的濃度CA隨時間的變化，實(shí)測數(shù)據(jù)如下：t（min）05101520253035CA（g/l）03554210試根據(jù)實(shí)驗數(shù)據(jù)確定E（t）曲線的方差和。解：首先對實(shí)驗數(shù)據(jù)進(jìn)行一致性檢驗，此時應(yīng)滿足：∴實(shí)驗數(shù)據(jù)的一致性檢驗是滿足的。∵其中