反應(yīng)項目工程考試習(xí)題集庫及其答案解析

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、、o（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

個參數(shù)間的關(guān)系，簡稱o（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_____o（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）

P

2.aA+bB--ApP+sS對于反應(yīng)，則小=（/）。（|。|）

_幾K0_11K

A.K~

3.著眼反應(yīng)組分K的轉(zhuǎn)化率的定義式為o（nK。）

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-G=KcC；C2,用濃度表示的速率常數(shù)為底，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)除，則七=_______J（4T嚴(yán)+⑶）

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)K/,則

___________Kf。（（RT）"）

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)為右，用氣體摩爾分率表示的速率常

8.在構(gòu)成反應(yīng)機理的諸個基元反應(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0（擬平衡常態(tài)）

9.當(dāng)構(gòu)成反應(yīng)機理的諸個基元反應(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，采用一

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o（主反應(yīng)、副反應(yīng)）

P主（）

A

13.平行反應(yīng)s（副）均為一級不可逆反應(yīng)，若%>/，選擇性S.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“主〉“副，提高選擇性Sp應(yīng)—

AT5（副）

_o（提高溫度）

15.一級連串反應(yīng)S在全混流釜式反應(yīng)器中，則目的產(chǎn)物P的最大濃度

_______QM_______]

Gmax=_____、%,=0（[（K/4嚴(yán)+lf、病用'）

16.一級連串反應(yīng)S在平推流反應(yīng)器中，則目的產(chǎn)物P的最大濃度

Kjln（◎/K）

Cp,max=、，opl=o（k^2J、&一％）

K[Ko

17.一級連串反應(yīng)A-AP—AS在間歇式全混流反應(yīng)器中，則目的產(chǎn)物P的最大濃度

（j、[42/（%-&）]..[]、

k[ln（&/A]）

Cp,max=、'opi-o（\^2J、上2-）

K]K

18.一級連串反應(yīng)A-AP—2AS在平推流反應(yīng)器中，為提高目的產(chǎn)物P的收率，應(yīng)

k/k\。（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o（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_____o（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o(C)

A.催化重整B,催化裂解C.HC1與NaOH的中和D.水泥制造

23.下列屬于非均相反應(yīng)的是o(D)

A.乙酸乙酯水解B.氫氣燃燒C.HC1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.燒類氣相裂解

25.化學(xué)反應(yīng)C°+3“2oCH4+H.其中化學(xué)反應(yīng)計量系數(shù)為-1的是哪種物質(zhì)______。

(A)

A.COB.%C.CH,D.

26.化學(xué)反應(yīng)2NO+2H2QN?+2H2O,其中化學(xué)反應(yīng)計量系數(shù)為+2的是哪種物質(zhì)。

(D)

A.NOB.%C.N2D,也。

RB反應(yīng)組分

27.對于一非恒容均相化學(xué)反應(yīng)*AAOB,A的化學(xué)反應(yīng)速率

一心=o(A)

dfldn_=_"c2

_r-A-r=----Rr

4A

A.VdtB.VdtC.*dtD.Adt

28.對于一非怛容均相化學(xué)反應(yīng)aAA一□Bb,反應(yīng)產(chǎn)物B的化學(xué)反應(yīng)速率，8-。

(B)

dndndC

,Ar=---BA

A「二VdtB.RVdtC."FD.Bdt

29.對于反應(yīng)aA+bBpP+sS,貝(-乙)。(A)

pp_a|o_l

A1.B.aC.pD.P

30.對于反應(yīng)aA+bBf-pP+sS,貝=______(一七)。(C)

b_pp\b\

A.PB.bc.wD.P

31.氣相反應(yīng)4A+B-*3R+S進料時無惰性氣體，A與B以3：11的摩爾比進料，則膨脹

因子之=_______o(C)

A.1/4B.2/3C.-1/4D.-2/3

32.氣相反應(yīng)A+B-3P+S進料時無惰性氣體，A與B以1：1摩爾比進料，則膨脹因子

SA=。(D)

A.-2B.-1C.1D.2

33.氣相反應(yīng)2A+B3P+S進料時無惰性氣體，A與B以2：1摩爾比進料，則膨脹因

子"=o(C)

A.-1B.-1/2C.1/2D.1

34.氣相反應(yīng)2A+B—3P+S進料時無惰性氣體，A與B以3：2摩爾比進料，則膨脹因

子盤=o(D)

A.-1B.1/3C.2/3D.1

35.氣相反應(yīng)8+3%。匕+比。進料時無惰性氣體，C°與“2以1：2摩爾比進料，則

膨脹因子%。=o(A)

A.-2B.-1C.1D.2

36.氣相反應(yīng)2N°+H2'N2+H2O2進料時無惰性氣體，NO與H?以1：2摩爾比進料，

則膨脹因子“。=o(B)

A.-1B.-1/2C.1/2D.1

37.氣相反應(yīng)N2+3H2=>2NH3進料時無惰性氣體，M與小以2：3摩爾比進料，則膨脹

因子。(B)

A.-1B.-2/3C.2/3D.1

38.化學(xué)反應(yīng)速率式為一。=如用濃度表示的速率常數(shù)為右，用壓力表示的速率常

數(shù)為勺,則Kc=_______七。(B)

a+fi

A(H7T("+mB(RT)<"+mc(RT)(a-mD(RT)-

39.化學(xué)反應(yīng)速率式為一G=Kc/Cg,如用濃度表示的速率常數(shù)為右，用壓力表示的速率

常數(shù)為Kp,則降=九。(D)

A(網(wǎng)廠加"B.(RT)3mc.D.(/?r)-(a+z?)

40.反應(yīng)C4H10----A2c2H4+H2>左=2.0S\則反應(yīng)級數(shù)n=o(B)

A.0B.1C.2D.3

41.反應(yīng)A+BfC,已知％=0.155-，則反應(yīng)級數(shù)11=o(B)

A.0B.1C.2D.3

42.反應(yīng)3A—P,已知左=0.15，w〃/?s,則反應(yīng)級數(shù)n=。(A)

A.0B.1C.2D.3

43.反應(yīng)CH3coOH+CH3cH20HCH3coOC2H5+40,已知k=231?SImol,則反應(yīng)級數(shù)

n=o(C)

A.0B.1C.2D.3

44.反應(yīng)N2+3H2=>2NH3,已知k=O.81/-s/7〃“/,則反應(yīng)級數(shù)n=_______0(C)

A.0B.1C.2D.3

45.反應(yīng)NaOH+HCl—?NaCl+^O,已知k=0.11?s/mol,則反應(yīng)級數(shù)n=°(C)

A.0B.1C,2D.3

46.反應(yīng)A+B-?C,已知k=U.45moi/l-s,則反應(yīng)級數(shù)n=_______。(A)

A.0B.1C.2D.3

47.下列屬于平行反應(yīng)的是。（C）

一^^P住)

A+B^PA

A.A+B-PB[P+Bf/?c.S(副)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Xp=_______。（B）

〃p―葭PO%—〃廠

n

A.〃A0—"AB.AoC,"s—"soD.〃R-幾RO

49.串聯(lián)反應(yīng)A--P（目的）fR+S,目的產(chǎn)物P與副產(chǎn)物S的選擇性＞=______o（C）

△p-幾p()孔P一nPOhp_nPO

n

A.~AB.〃人0C.%—"soD.—幾RO

50.串聯(lián)反應(yīng)A--P（目的）fR+S,目的產(chǎn)物P的總收率落=______o（A）

-幾PO九p一Hponp_77Po..一八PO

A.nA0~nAB.nA0C,"s-nsoD.—幾R°

一p住)

A-

51.如果平行反應(yīng)S（副）均為一級不可逆反應(yīng)，若EE＞E副，提高選擇性%應(yīng)

_______o（B）

A.提高濃度B.提高溫度C.降低濃度D.降低溫度

一^P（主）

A

52.如果平行反應(yīng)S（副）均為一級不可逆反應(yīng)，若%＞鼎，提高收率必應(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-PfS在全混流釜式反應(yīng)器中進行，使目的產(chǎn)物P濃度最大時的最

優(yōu)空時力廣o(D)

皿勺/5)m(KJKz)ln(K?/KJ

C."WT

A.KB.K「K\D.次陷

K|Ko

54.一級連串反應(yīng)A-AP—AS在全混流釜式反應(yīng)器中，則目的產(chǎn)物p的最大濃度

Cpmax=o(B)

_________—AO____Cao

B.[(勺/5產(chǎn)+1]2.[(&/(嚴(yán)+蜃

C.D

K,K，

55.一級連串反應(yīng)A-AP-^S在間歇式反應(yīng)器中，則目的產(chǎn)物P的最大濃度

o(A)

______CAO____C；o

B.[(3/4)”2+1『D.[(&/勺嚴(yán)+1]2

56.一級連串反應(yīng)S在平推流管式反應(yīng)器中，則目的產(chǎn)物P的最大濃度

Jmax=0(A)

____Co

D[(&/勺產(chǎn)+1]2

57.一級連串反應(yīng)A-P-S在間歇式反應(yīng)器中進行，使目的產(chǎn)物P濃度最大時的反應(yīng)時

間％，=o(D)

1_ln(&/K?)?(&/4)ln(KJ&)

A.B,K「K；C,JK、K；D.K

58.一級連串反應(yīng)AfP-S在平推流管式反應(yīng)器中進行，使目的產(chǎn)物P濃度最大時的反

應(yīng)時間。(C)

1_ln(KJK?)ln(K/儲)3&/4)

A.〃鳥B.K「用C.K「K、D.JK、K；

59.下列反應(yīng)沒有涉及到鏈反應(yīng)的是o(B)

A.石油裂解B.酯化反應(yīng)C.炫類氧化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)2N0+2H2=N2+2H,0,實驗測得速率方程為：=”臉。/。試設(shè)定能

滿足實驗結(jié)果的反應(yīng)機理。

2NO+H>N+HO

解：機理(1)：2*>222（慢）①

k2

H2O2+H2>2H2O（快）②

N2

Y2=%=k\C^0cH

所以與實驗結(jié)果相同

機理(2)：ZNOoNQ（快速）③

N2O2+H2—!^N2+H2O2（慢速）④

H2O2+H2^-^2H2O（快）⑤

③達擬平衡態(tài)，④為速控步驟

YN.=75

c2

^N2O2beNO

由③得k&CN0=自，。

人發(fā)CW。人

代入

此機理與實驗結(jié)果相同，選機理（2）,因其無叁分子反應(yīng)，而機理（1）是。

63.由A和B進行均相二級不可逆反應(yīng)。AK+aBB=?ss,速率方程：

空k

%

寫成轉(zhuǎn)化率時g。1一力八

（2）匕=。（1-心）

aC

CB=CB。（1—J六％A）=CB。（1一%力”）

aB“o

a_aBgo_%]

式中：%。8（）%

kt=—i

積分得（i-?,）cB0Li-%A.

64.反應(yīng)AfB為n級不可逆反應(yīng)。已知在300K時要使A的轉(zhuǎn)化率達到20%需12.6分鐘,

而在340K時達到同樣的轉(zhuǎn)化率僅需3.20分鐘，求該反應(yīng)的活化能Eo

達20%時，CA=0.8CA（）

k=-------（1.25-l）xl=A/xl

（?-DC：；o'tt

式中M為常數(shù)

Xnn=MX----------KAC—MX--------

30012.634。3.2

]n皿=]nM/3.2E（1___L）

*300M/12.68.314300340

E=29.06（kJ/mol）

65.考慮下述連串反應(yīng)：A—A-B—Jc,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C,=CAOexp（一左/）

,,,—――=k}CA—k2CB—kyCA0exp(——k2CB

對于B,應(yīng)有dt

將上式兩端乘以e*(z2f)可得

eyp(k2t)dCB+k2cBeyp(k2t)dt=kxCA{}e?q)[(k2-k1)t]dt

即d[CBe?qp(k2t)=k1CA0exp[(k2-kl)t]dt

將上式積分得，

k

CBexp(女2。=;、-go{expK屋一人”]—1}

k2-Kj

k

CB=7'7CAQ{exp(-kxt)-exp(-k2t)}

k2一h

TC/i+CB+金=CAO

kk

=C[l-------------exp(一女/)+---'—e邛(一

M40

Cc=CA0-(CA+CB)&一占斗k「k,”

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)進行優(yōu)化的。(平均

生產(chǎn)速率5最大、生產(chǎn)經(jīng)費最低)

4.全混流反應(yīng)器的空時丁是__與之比。(反應(yīng)器的有效容積、進料流體的容積

流速)

5.全混流反應(yīng)器的容積效率T1為與之比。(反應(yīng)時間t、空時T)

-AH,）

6.全混流反應(yīng)器的放熱速率o（玲/，）

r（i+-^-）-（"+^2L）

7.全混流反應(yīng)器的移熱速率。，=o（%叫v。吟）

8.全混流反應(yīng)器的定常態(tài)操作點的判據(jù)為o

dQdQ

9.全混流反應(yīng)器穩(wěn)定的定常態(tài)操作點的判據(jù)為_____、o（。。=0、萬r〉方（;）

10.全混流反應(yīng)器的返混。（最大）

n.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B-0時為反應(yīng)器，而當(dāng)8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B-0時反應(yīng)器內(nèi)返混為,而當(dāng)

8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)nVO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)溫度乙=<,

D|"O"CAO（1—力A）

Kin,——

（《）石2（CRO+go/A））

一（瑪一瓦）

Rin勺魚士"

22.對于可逆的放熱反應(yīng)，達到化學(xué)反應(yīng)平衡時的溫度4=_____。（％O（CRO+CU）%A））

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o（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)器中進行等溫二級反應(yīng)A—B,-G=0.01C>>///-5,當(dāng)時，求

反應(yīng)至g=0.01，如/〃所需時間t=秒。(D)

A.8500B.8900C.9000D.9900

25.在間歇反應(yīng)器中進行等溫一級反應(yīng)A~B,-乙=（）。1孰，雨/〃一，當(dāng)CM'=時，求

反應(yīng)至C,=（）Ol”/〃所需時間t=秒。（B）

A.400B.460C.500D.560

26.在全混流反應(yīng)器中，反應(yīng)器的有效容積與進料流體的容積流速之比為。（A）

A.空時TB.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n大于L0時，且隨著的增大而增大，此時該反應(yīng)的反應(yīng)級

數(shù)n______o（A）

A.<0B.=0C.20D.>0

28.全混流反應(yīng)器的容積效率n小于L0時，且隨著然的增大而減小，此時該反應(yīng)的反應(yīng)級

數(shù)n。（D）

A.<0B.=0C.20D.>0

29.全混流反應(yīng)器的容積效率n=1.0時，該反應(yīng)的反應(yīng)級數(shù)n_____o（B）

A.<0B.=0C.20D.>0

30.全混流釜式反應(yīng)器最多可能有個定常態(tài)操作點。（C）

A.1B.2C.3D.4

31.全混流反應(yīng)器中有個穩(wěn)定的定常態(tài)操作點。（B）

A.1B.2C.3D.4

32.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)人=>2R,以。=2.30幻必///，出口轉(zhuǎn)化率4=0-7,每批操作

時間f+r°=2.06/7,裝置的生產(chǎn)能力為50000kg產(chǎn)物R/天，例R=60,則反應(yīng)器的體積V為

/。（C）

A.19.6B,20.2C.22.2D.23.4

34.對于自催化反應(yīng)，最合適的反應(yīng)器為o（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)nVO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

一P住）

A-

39.對于單一反應(yīng)組分的平行反應(yīng)s（副），其瞬間收率W隨g增大而單調(diào)增大,

則最適合的反應(yīng)器為o（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

P住）

A-

40.對于單一反應(yīng)組分的平行反應(yīng)7"^S（副），其瞬間收率8P隨G增大而單調(diào)下降,

則最適合的反應(yīng)器為o（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

有效容積與進料流體的容積流速之比。反應(yīng)時間是反應(yīng)物料進入反應(yīng)器后從實際發(fā)生反應(yīng)的

時刻起到反應(yīng)達某一程度所需的反應(yīng)時間。停留時間是指反應(yīng)物進入反應(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）而溫度的進一

步提高將導(dǎo)致正逆反應(yīng)速率相等而達到化學(xué)平衡。

.對于反應(yīng)，々=占《，片；飛=「,當(dāng)為＞當(dāng)時如何選擇操作溫度可以提高產(chǎn)

45E2J

物的收率？

rkLET女旦出

S口=衛(wèi)'R=cC=-^10-eeRTC

答：對于平行反應(yīng)"勺七）/％的"A&oA\所以，當(dāng)居〉后2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)Af2R,一心="Gkmol/m"?h,k=9.52X

109exp[-7448.4/T]hc^=2.3kmol/m3,以=60,c??=0,若轉(zhuǎn)化率%=0.7,裝置的生

產(chǎn)能力為50000kg產(chǎn)物R/天。求50C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to=O.75h）

解：反應(yīng)終了時R的濃度為

CR=2CAOXA=3.22(kmol/m')

VCKMK_50000

f+~24

CH2=CH_CH=CH2(A)+“CH—C00CHHB)f。.COOCH3?該反應(yīng)在全混流反應(yīng)器

中進行，以A1C13為催化劑，反應(yīng)溫度201,液料的體積流速為0.5m7h,丁二烯和丙烯酸

甲酯的初始濃度分別為C。=96.5mol/m3,5。=184mol/n?,催化劑的濃度為C。=6.63mol/m\

速率方程一%=女「4,式中k=l.15X10"m3/mol?ks,若要求丁二烯轉(zhuǎn)化率為40虬求：1）

反應(yīng)器的體積V；2）容積效率n。

解：1）A+B—C

-勺=-學(xué)=2G）=匕。（1-4）C。

at

T_。機4=C4EA=x.

r

對于全混流反應(yīng)器~Ak（\-xA）CD

__________04__________

=87.4(ks)=24.28(?

1.15xlO-3x(1-04)x6.63

V

T=&

?.?v0v0=0.5m/h

...V=TV?=24.28X0.5=12.14/

2)在分批式反應(yīng)器內(nèi)的反應(yīng)時間為

也'=67(3

10

加-rAkCDl-xA

/67_

77=—=------=0.766

T87.4

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,~rA=^c，4kmol/m3,h,k=9.52

X109exp[-7448.4/T]h[=2.3kmol/m3,必=60,c??=0,若轉(zhuǎn)化率4=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to=O.75h）

解：（1）進料速度V。

:CR=2CA0XA

50000

V()CR=2CVX

A00A24x%

以CAO~2.3,xA=QJ,MR=60

vQ=50000/(24x60x2x2.3x0.7)=10.78//h

(2)反應(yīng)器有效容積V

；T=上=￡^=^4_

%kCAk(\-xA)

V=%%=27.34/

攵(1一4)

7448.4

k=9.52x109e*-=0.92

273+50

r=-Lln-*=1.31(〃)

0.921-0.7

49.現(xiàn)有一有效容積為0.75n?的攪拌釜反應(yīng)器，其內(nèi)設(shè)置有換熱面積為5.On?的冷卻盤管。

欲利用改反應(yīng)器來進行A-R的一級不可逆的液相反應(yīng)，其速率常數(shù)

A:=1.0788x109exp――（?。?/p>

LT」，反應(yīng)熱（-兇,.）=20921〃加。/4,原料液中A的濃度

C,\o=02mol〃,但不含反應(yīng)產(chǎn)物R。此原料液的密度p=1050g/l；定壓比熱G>=2.929

（J/g-℃）o要求原料液的進料流率為%=3加'/〃，反應(yīng)器出口的反應(yīng)液中=0.皿，如/〃。

2

總傳熱系數(shù)U=209.2（KJ/m-h-℃）o所用的冷卻介質(zhì)的溫度為25℃0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Too

解：1）計算反應(yīng)溫度T

55?5Q

女=1.0788x109exp[------]

根據(jù)T

T=308.6K

A)=T---------------------J

2)VOPCP

18x0.04x0.75x20921+209.2x5x(308.6-298.16)

穌=308.6-297.4K

3x1050x2.929

50.（CH3CO）2（A）+H2O（B）一?2cH3COOH（c）乙酸酎發(fā)生水解，反應(yīng)溫度25（,k=0.1556min

采用三個等體積的串聯(lián)全混流釜進行反應(yīng)，每個釜體積為1800cm,求使乙酸肝的總轉(zhuǎn)化率

為60%時,進料速度一。

解：初始濃度為C">,離開第一釜為Ci,依次為GU、C?O

7_go-C“|

,/（-*（-rj,=kCM

1

CA2_]

對第二釜以一1十七

對于等體積釜串聯(lián)1=匯2=「

C1.1

—A2=-----7n=1-------r

2

CA0（1+kT）（1+H）2

“A3=]-------------；-------T

同理（1+丘）-

/.T=2.3（min）

V1800r…/3,

%=—=---=782.6（。4/min.）、

T2.3

51.串聯(lián)全混流反應(yīng)器進行一級不可逆反應(yīng)，假定各釜容積、溫度相同，

Z=().92(〃T),yo=l()加3/〃,XA=O.9,試計算N為l,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。

XA.N=]一~/

解：利用（1+S）

N（個）123

V（加3）97,847.037.6

若采用分批式

-In―--=——In---=2.503/?

0.921-0.9

t=k1-ZA

工=%,其中7為N=1時

rV

97.8

9.78〃

10

V..=上巴X97.8=25.03疝

9.78

52.應(yīng)用兩個按最優(yōu)容積比串聯(lián)的全混流釜進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\原料液的進料速度%=10m7h,要求最終

轉(zhuǎn)化率4=0.9,試求明、V?和總?cè)莘eV。

解：對于一級不可逆反應(yīng)應(yīng)有

2(----------)r-I

a]i

Mu&A1/Cu)(l—九Al)_&°A0(l—“Al)?

a(——)

一九二111

代入八/~XA.i-lrA,M_rA.i_

]_]r]_____________i______'

得“。八0。一41)2X/U—X/U)_"Go(l—X人2)"Go(l-%)_

整理得式-2。+%=°

?.?/2=0.9,,XAI=0.6838

r,=——=————=2.35(A)

1

k(l-x川)0.92(1-0.6838)

K=31=23.5(/)

-9-”838

2

k(\-xA2)0.92(1-0.9)

V,=vor2=23.5(〃r')

總?cè)莘e-=匕+匕=47(加)

53.用兩串聯(lián)全混流反應(yīng)器進行一個二級不可逆等溫反應(yīng)，已知在操作溫度下

}

k=0.92(mkmol'h'),CA0=2.30kmol/m\v0=\0m^h,要求出口x-0.9,計算該操作最優(yōu)容

積比(匕/匕)和總?cè)莘e丫。

3(一-~)

5=。[1]=2

解：CXA\^XA\《CAO(1—5)2"Co(1—工小)3

]

kcA；(y-xAy—短八，2(1-丸)2―kCA0\l-xAy

與「一3%2+3.0卜4_0.99=0

xM=0.741

0.741

工*―XAO=5.22/?

2

“CAOU—%A1)1.92x2.3x(l-0.741)

%-。川_0.9—0.741

2

kCM(1—x.2『-0§2x2.3x(l-0.9)

VJY,=%=522=0695

/r27.51

總?cè)莘e丫=匕+匕=八％

...V=10X(7.51+5.22)=127,3m3

54.應(yīng)用管徑為D=12.6cm的管式反應(yīng)器來進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；速率方程為一J="C\；而k=7.8Xl()9exp[T9220/T](s'),原料為純氣體A,

反應(yīng)壓力P=5atm下恒壓反應(yīng),T=500°C。XA=0.9,匕。=1.55kmol/h,求所需反應(yīng)器的管長L,停

留時間3空時T(理想氣體)。

解：反應(yīng)氣體的進料體積流速為：

%=?="等空=母66小)

反應(yīng)流體在管內(nèi)的體積流速為：

FRT

v=-r=F.(\+3AyMxA)RTIP

3-_2_-_1!.-1--1-=——RT

此處：尸。=匕。(純氣體)；加"0,A]，勒。尸

二V=%(l+4)/go

Q=FA=.0(1_XA)C,">=(I-XACO

而"V40(1+與)(1+xJ

r=上=j_r(l+x4)此

"丁"。(I-4)