化學(xué)反應(yīng)工程試題庫和答案

化學(xué)反應(yīng)工程考試題庫(分三個(gè)部分)

(―)(綜合章節(jié))復(fù)習(xí)題

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上

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)混合模型的唯一模型參數(shù)為串聯(lián)的全混區(qū)的個(gè)數(shù)力，軸向擴(kuò)散模型的唯一模

型參數(shù)為Pe(或Ez/心。

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。

00,/=t2

7.平推流反應(yīng)器的E函數(shù)表達(dá)式為后(/)=彳-，其無因次方差%=

-Q,t^t-------

o_,而全混流反應(yīng)器的無因次方差1。

8.某反應(yīng)速率常數(shù)的單位為/(mol-hr),該反應(yīng)為2級(jí)反應(yīng)。

9.對(duì)于反應(yīng)A+23—>27?,各物質(zhì)反應(yīng)速率之間的關(guān)系為(f):(-m):rn=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A-R+S,則其反應(yīng)速率表達(dá)式不能確定。

12.物質(zhì)A按一級(jí)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30min,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3.46義1。5(J/

mol)。

13.反應(yīng)級(jí)數(shù)不可能(可能/不可能)大于3。

1

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?。欢鴮?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。

16.下圖是某連串反應(yīng)在各轉(zhuǎn)化率下的產(chǎn)物濃度分布曲線，那么當(dāng)轉(zhuǎn)化率達(dá)70%時(shí)，中間產(chǎn)

物R的化學(xué)反應(yīng)工程定義總收率為64%,按煉廠或化工廠慣用的收率和選擇性的

定義，在該轉(zhuǎn)化率條件下的收率是45%,選擇性是64%。

I.填空題*(綜合多個(gè)章節(jié))

1.(1)化學(xué)反應(yīng)工程是一門研究的科學(xué)。

1.(1)

化學(xué)反應(yīng)的工程問題

2.(1)化學(xué)反應(yīng)速率式為如用濃度表示的速率常數(shù)為"c,用壓力表示的速

率常數(shù)&■,則<c=Kp。

2.(1)

(RT)(a+夕)

_P(主)

A-

3.(2)平行反應(yīng)S(副)均為一級(jí)不可逆反應(yīng)，若旦k>E刷，選擇性，與無關(guān),

僅是的函數(shù)。

3.(2)

儂度、溫度

2

4.(1)

對(duì)于反應(yīng)級(jí)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。

4.(1)

平推流

5.(3)

對(duì)于恒容的平推流管式反應(yīng)器、、一致。

5.(3)

平均停留時(shí)間、反應(yīng)時(shí)間、空時(shí)

6.(1)

若流體是分子尺度作為獨(dú)立運(yùn)動(dòng)單元來進(jìn)行混合，這種流體稱為。

6.(1)

微觀流體

7.(2)

流體的混合程度常用、來描述。

7.(2)

調(diào)勻度S、流體的混合態(tài)

8.(2)

催化劑在使用過程中，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。

8.(2)

物理、化學(xué)

9.(1)

對(duì)于多孔性的催化劑，分子擴(kuò)散很復(fù)雜，當(dāng)微孔孔徑在約時(shí)，分子與孔壁的碰撞為

擴(kuò)散阻力的主要因素。

9.(1)

0.1um

10.(1)

絕熱床反應(yīng)器由于沒有徑向床壁傳熱，一般可以當(dāng)作平推流處理，只考慮流體流動(dòng)方向上有

溫度和濃度的變化，因此一般可用模型來計(jì)算。

10.(1)

擬均相一維

11.(1)

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)溫度和平衡溫度I",二者的關(guān)系

為O

11.(1)

Q_T°pt_R卜E?

Teq-Topl~E2-E,兀

12.(1)

描述流化床的氣泡兩相模型，以“。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"而通過，而其余部分則全部以氣泡的形式通過。

3

12.(1)

ULU.,

13.(2)

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)為相為平推流，而對(duì)

相則有種種不同的流型。

13.(2)

氣、乳

14.(1)

多相反應(yīng)過程是指同時(shí)存在相態(tài)的反應(yīng)系統(tǒng)所進(jìn)行的反應(yīng)過程。

14.(1)

兩個(gè)或更多

二、填空題

1、化學(xué)反應(yīng)工程是一門研究化學(xué)反應(yīng)的工程問題

的科學(xué)。

2、化學(xué)反應(yīng)速率式為一以如用濃度表示的速率常數(shù)為*c,用壓力表示的速率

常數(shù)則K,=(RT)…J

P(主)

A

3、平行反應(yīng)S(副)均為一級(jí)不可逆反應(yīng)，若E至〉E副，選擇性SB與巡晝無關(guān)，僅

是溫度的函數(shù)。

4、對(duì)于反應(yīng)級(jí)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)來描述。

8、催化劑在使用過程中，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也引失活，

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/空失活。

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

上有溫度和濃度的變化，因此一般可用擬均相一維模型來計(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)溫度和平衡溫度4",二者的

幾_R1n當(dāng)

關(guān)系為%%G-鳥E]O

12、描述流化床的氣泡兩相模型，以“。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”時(shí)通過，而其余部分一u時(shí)則全部以氣泡的形式通過。

4

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3相為平推流，而對(duì)

乳相則有種種不同的流型。

14、多相反應(yīng)過程是指同時(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)過程。

15、三傳一反是化學(xué)反應(yīng)工程的基礎(chǔ)。

16、不論是設(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)式來表達(dá)

個(gè)參數(shù)間的關(guān)系，簡(jiǎn)稱數(shù)學(xué)模型。

K,K2

17、一級(jí)連串反應(yīng)A----AP-------AS在平推流反應(yīng)器中，則目的產(chǎn)物P的最大濃度

_^i_一出/:)

CPt,一、k，)—k,x

18、著眼反應(yīng)組分K的轉(zhuǎn)化率的定義式為"K。

K,6

19、一級(jí)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

/_、&/(七一4[)]

Cp.maxU、k2-kx)

20、化學(xué)反應(yīng)速率式為-%=KcC；C1,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)勺，則兒=不。

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。

dQr.dQc

23、全混流反應(yīng)器穩(wěn)定的定常態(tài)操作點(diǎn)的判據(jù)為°。=,dT，dT

24、平推流反應(yīng)器的返混為0。

二.單項(xiàng)選擇

1.(2)

一級(jí)連串反應(yīng)ATPTS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)

山(KJK?)In(個(gè)/KJ_

A.K「降gK「K\QJ-，D展、

1.(2)

D

2.(2)

全混流反應(yīng)器的容積效率n小于1.0時(shí)，且隨著力A的增大而減小，此時(shí)該反應(yīng)的反應(yīng)級(jí)數(shù)

no

A.<0B.二0C.20D.>0

5

2.(2)

D

3.(2)

當(dāng)反應(yīng)級(jí)數(shù)n時(shí)，微觀流體具有比宏觀流體高的出口轉(zhuǎn)化率。

A.=0B.=1C.>1D.<1

3.(2)

D

4.(2)

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)。

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

4.(2)

C

5.(2)

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)選用裝置。

A.填料塔B.噴灑塔C.鼓泡塔D.攪拌釜

5.(2)

C

6.(2)

催化劑在使用過程中會(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o

A.B.=1C.T3D.

6.(2)

C

7.(2)

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O

A.粒子與流體間有溫度差B.粒子與流體間無溫度差

C.床層徑向有溫度梯度D.床層軸向有溫度梯度

7.(2)

A

8.(2)

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o

A.粒子與流體間有濃度差B.粒子與流體間無濃度差

C.床層徑向有溫度梯度D.床層徑向有濃度梯度

8.(2)

A

9.(2)

下列哪一項(xiàng)不屬于流化床反應(yīng)器按深度而分的第||級(jí)模型的特點(diǎn)o

A.各參數(shù)均為恒值B.參數(shù)值不隨床高而變

C.參數(shù)值與氣泡大小無關(guān)D.參數(shù)值與氣泡大小有關(guān)

9.(2)

C

10.(2)

6

流化床反應(yīng)器中的操作氣速”。是根據(jù)具體情況定的，一般取流化數(shù)在范圍

內(nèi)。

A.0.1~0.4B.1.5~10C.10~15D,0.4~1.5

10.(2)

B

1、氣相反應(yīng)C0+3H2。4+出。進(jìn)料時(shí)無情性氣體，0°與“2以1：2摩爾比進(jìn)料,

則膨脹因子久。=A。

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

2、一級(jí)連串反應(yīng)S在間歇式反應(yīng)器中，則目的產(chǎn)物p的最大濃度

______Go

D[（&/勺嚴(yán)+1]2

3、串聯(lián)反應(yīng)ATP(目的)TR+S,目的產(chǎn)物P與副產(chǎn)物S的選擇性Sp二__2_。

nP-npoUp—Hp（）

A.〃AO—nAB.0,"s-2soD.

4、全混流反應(yīng)器的容積效率T|=1.0時(shí)，該反應(yīng)的反應(yīng)級(jí)數(shù)n__B_o

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

P（主）

A

其瞬間收率隨Ct增大而單調(diào)下

5、對(duì)于單一反應(yīng)組分的平行反應(yīng)S（副）

降，則最適合的反應(yīng)器為___B_o

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

6、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_o

A.平推流反應(yīng)器B.全混流反應(yīng)器

0.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

7、一級(jí)不可逆液相反應(yīng)A=>2R,CA0=2.30kmol/m^出口轉(zhuǎn)化率4=°，,每批

操作時(shí)間’+'。=2-06/7,裝置的生產(chǎn)能力為50000kg產(chǎn)物R/天，加”60,則反應(yīng)器的體積V

為C,療。

A.19.6B.20.20.22.2D.23.4

8、在間歇反應(yīng)器中進(jìn)行等溫一級(jí)反應(yīng)ATB,-rA=0.^CAmol/l-sf當(dāng)。人0=1，*。/〃時(shí),

7

求反應(yīng)至CA=//所需時(shí)間t=____B—秒。

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

9、一級(jí)連串反應(yīng)ATPTS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)％/=D.

In(KJKi)儂&/仁)卜(a/8)]

「：、及

A.K;&B.KKcJKK；D.JK

10、分批式操作的完全混合反應(yīng)器非生產(chǎn)性時(shí)間’。不包括下列哪一項(xiàng)B.

A.加料時(shí)間B.反應(yīng)時(shí)間C.物料冷卻時(shí)間D.清洗釜所用時(shí)間

11、一級(jí)連串反應(yīng)ATPTS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)力，=_D。

ln(KJKJln(K"KjIn(a/KJ1

A.B.C.

12、全混流反應(yīng)器的容積效率n小于1.0時(shí)，且隨著力從的增大而減小，此時(shí)該反應(yīng)的反應(yīng)

級(jí)數(shù)n_D_。

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

13、當(dāng)反應(yīng)級(jí)數(shù)nQ時(shí),微觀流體具有比宏觀流體高的出口轉(zhuǎn)化率。

A.=0B.=1C.>1D.<1

14、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)。

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)選用一C____

裝置。

A.填料塔B.噴灑塔C.鼓泡塔D.攪拌釜

_蟲C-kcmwd

16、催化劑在使用過程中會(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C。

A.=0B.=1C.T3D.=1

17、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_。

A.粒子與流體間有溫度差B.粒子與流體間無溫度差

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。

A.粒子與流體間有濃度差B.粒子與流體間無濃度差

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II級(jí)模型的特點(diǎn)C。

A,各參數(shù)均為恒值B.參數(shù)值不隨床高而變

C.參數(shù)值與氣泡大小無關(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“。是根據(jù)具體情況定的，一般取流化數(shù)4/4"在B范

8

圍內(nèi)。

A.0.1~0.4B.1.5~10C.10-15D.0.4~1.5

三、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.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，后者為無窮大

2.關(guān)于積分法和微分法，認(rèn)識(shí)正確的是和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)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)A+26O2C,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），則膨脹率以為C

9

A.-0.5：B.-1/3：C.-1/6：D.-5/6

6.純氣體A(濃度2moi/L,摩爾流率100mol/min)在平推流反應(yīng)器里分解生成一

-1

系列產(chǎn)物，其動(dòng)力學(xué)為：A—>2.5products,—rA=(lOmin)CA,在一個(gè)9.8L的反

應(yīng)器里進(jìn)行反應(yīng)所能達(dá)到的轉(zhuǎn)化率為」

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.F(t)=E(t)：B.F(t)=1E(t)dt：C.E(t)=dF(t)/dt：D.F(oo)=「E(t)dt=1

JOJO

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)于明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)

io.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.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---對(duì)應(yīng)關(guān)系；

C.基元反應(yīng)A—R和2A92R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

10

)

dCCAOd*A_?1+￡X

A-rCAA

A.rA=-4;B.；-----------------------------A-AO-----------T：-----------

Adt

1+￡AXAdtdt

1dN

D.A

Vdt

k?.Eyn?

AR，活化能E,<Ez,反應(yīng)級(jí)數(shù)ni<nz,如果目的產(chǎn)物是

13.對(duì)于平行反應(yīng)

Ak,.E,.n2)

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?

A.全混流反應(yīng)器；

B.平推流反應(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)；

0.一種停留時(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----對(duì)應(yīng)關(guān)系

1

17.E(t)==e-t”是旦

t

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)

11

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』

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??；

C.邊界條件決定于操作條件和反應(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)理相同和無相互作

用這幾點(diǎn)應(yīng)該說是非?？量痰模瑢?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，其主要原因在于上_

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)級(jí)不可逆反應(yīng)A——_>R—,產(chǎn)物R的最大濃度通常^

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的初始濃度有關(guān)

12

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)臉數(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)

四、計(jì)算題

6氣相基元反應(yīng)A+2B-2P在30c和常壓下的反應(yīng)速率常數(shù)h=2.65X

104m6kmor2s1.現(xiàn)以氣相分壓來表示速率方程，即（一大戶即。/^/^）求上p=?

（假定氣體為理想氣體）

解

7'=273+3O=3O3K

6

kc=2.65xI0*mkmorV

c-2

RT

—=34咦令閻

F=%PAP；

_42.65*101。0「審

P（g（8.3l4kJkmo「KTx303KY

=1.655xlO-6kmolm',s,kPa5

7有反應(yīng)在間歇反應(yīng)器中進(jìn)行，經(jīng)過8min后，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化掉80%,經(jīng)過

I8min后，轉(zhuǎn)化掉90%,求表達(dá)此反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)方程式.

解

*r?-工

"“A

c、10.81

—￡匚祓=5

“\_109_1

AO)||?-lg1_0.9-5

假設(shè)正確，動(dòng)力學(xué)方程為

13

8反應(yīng)A(g)+B(D-C⑴氣相反應(yīng)物A被B的水溶液吸收，吸收后A與B生成C.

反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程為：-r產(chǎn)kcACB。由于反應(yīng)物B在水中的濃度遠(yuǎn)大于A,在

反應(yīng)過程中可視為不變，而反應(yīng)物A溶解于水的速率極快，以至于A在水

中的濃度恒為其飽和溶解度,試求此反應(yīng)器中液相體積為5m'時(shí)C的生成

=J

*?已知上Im'kmolh",CB03kmolm'>cA?w=0.02kmol-m\水溶液流

量為10mJhr4.

解

~rA~^CACB由已知條件，與均為常數(shù)

-/\=1x0.02x3=0.06kmol-m-3hr1

反應(yīng)時(shí)間即液相在反應(yīng)器中的停留時(shí)間r=—弊r=0.5hr

。的生成量腔=0.06kmol-m_3hr-,xO.5hrx5mJ=0.15kmol

13某二級(jí)液相不可逆反應(yīng)在初始濃度為5kmokn，時(shí)，反應(yīng)到某一濃度需要

285s,初始濃度為Ikmol-m-3反應(yīng)到同一濃度需要283s,那么，從初

始濃度為5kmohm‘反應(yīng)到IkmohnT需要多長(zhǎng)時(shí)間？

解

Z=285-283=2s

反應(yīng)前后體積不變的不可逆反應(yīng)，已經(jīng)反應(yīng)掉的部分不會(huì)對(duì)反應(yīng)產(chǎn)生任何

影響.反應(yīng)過程中的任意時(shí)刻都可以作為初始時(shí)刻和終了時(shí)刻.

15反應(yīng)(CH3co)2O+H20T2cH3coOH在間歇反應(yīng)器中15c下進(jìn)行。已知一

次加入反應(yīng)物料50kg,其中(CMCO/O的濃度為216mo卜m,，物料密度為

1050kgmT.反應(yīng)為擬一級(jí)反應(yīng)，速率常數(shù)為*=5.708X10?exp(-E/RT)

min1,E=49.82kJmo「l求幺=0.8時(shí)，在等溫操作下的反應(yīng)時(shí)間。

-49820

k=5.708x107exp()=0.05252min,

8.314x288

16在100匕下，純A在恒容間歇反應(yīng)器中發(fā)生下列氣相反應(yīng)：

2A-R+S

A組分分壓與時(shí)間關(guān)系見下表：

“sec020406P80100120140160

%/MPa0.10.0960.0800.0560.0320018000800040.002

14

試求在IOOC,O.IMPa下，進(jìn)口物流中包含20%情性物,A組份流量為

lOOmol-hr-,,達(dá)到95%轉(zhuǎn)化率所需的平推流反應(yīng)器的體積.

解

平推流反應(yīng)器的停留時(shí)間與間歇反應(yīng)器的反應(yīng)時(shí)間相同.

由數(shù)據(jù)表可知，「仙=0081^4轉(zhuǎn)化率95%G>A=0g4MPa斯需要的反應(yīng)時(shí)間為

r=140-40=100s

3~x8.314x373.15

1

=vr=36Q0_,、x100=0.1077m

0.1x106x(1-02)

18一氣相分解反應(yīng)在常壓間歇反應(yīng)器中進(jìn)行，在400K和500K溫度下，其反

應(yīng)速率均可表達(dá)為-rA=23pA2moHnJJ,式中PA的單位為kPa.求該反應(yīng)

的活化能。

將分壓換算成濃度:

PzfRT

400K下：

_弓二23p：kmol?m_3sM

7A=23((400*2

同理：

500K下：

-。=23點(diǎn)500短

(F晨_11_(E(\_J_\

(-oLo258.314U00500JE=7421Jmo『

15

19有如下化學(xué)反應(yīng)

CH4+C2H2+H2PH4+CH4

⑴(A)(B)(P)(I)

在反應(yīng)前各組分的摩爾數(shù)分別為〃io=lmol；〃A0=2mol：“Bo=3mol；〃PQ=O,

求化學(xué)膨脹率(用兩種方法).

解

方法--

分=外。公

gITT?211

。=-------=-1y=---------------—￡4=—

八1ZAn01+2+33人3

方法二

點(diǎn)一嗔-匕。-1+。+(3-2)+2-(1+2+3)1

A嗔1+2+33

20在555K及0.3MPa下，在平推流管式反應(yīng)器中進(jìn)行氣相反應(yīng)A-P,已知進(jìn)

料中含A30%(摩爾分?jǐn)?shù))，其余為惰性物料，加料流量為6.3m。卜sL動(dòng)

力學(xué)方程式為-rA4).27cAmohn%“為了達(dá)到95%轉(zhuǎn)化率，試求：

(1)所需空速為多少？

(2)反應(yīng)器容積大小？

6.3x10-3x8.314x555.15

=0.0969mf

^00

「=CA。f",=言由與=11』0s

Sv=r*=u［。-…加

匕=%=0.0969xll.!0=1.075m3

標(biāo)準(zhǔn)空速為:

273.15x0.3

0.0969

555.15x0.1013=0.131sJ

1.075

16

21液相一級(jí)不可逆分解反應(yīng)A-B+C于常溫下在一個(gè)2m3全混流反應(yīng)器

（CSTR,MFR,連續(xù)攪拌槽式反應(yīng)器）中等溫進(jìn)行.進(jìn)口反應(yīng)物濃度為

1kmol體枳流量為Imhir」，出口轉(zhuǎn)化率為80%.因后續(xù)工段設(shè)符故

障，出口物流中斷。操作人員為此緊急停止反應(yīng)器進(jìn)料.半小時(shí)后故障揖

除，生產(chǎn)恢復(fù).試計(jì)算生產(chǎn)恢復(fù)時(shí)反應(yīng)器內(nèi)物料的轉(zhuǎn)化率為多少？

解

首先求反應(yīng)速率常數(shù)

V-c21-0.2,.

_=_*?——A._=---------k=2hr

匕-加?0.2i

全混流反應(yīng)器切斷進(jìn)出料即為間歇反應(yīng)器

b3

^=e'幺=e-"°'cA=0.0736kmolm_

cA00.2八

c-c1-0.0736

x.=—M——&A=-----------=0.9264

八CAOI

17間歇操作的液相反應(yīng)A-R,反應(yīng)速率測(cè)定結(jié)果列于下表.欲使反應(yīng)物濃

度由，故=1.3卬10卜1?-3降到0.3kmol-m，需多少時(shí)間？

3

cA/kmolm'0.10.20.30.40.50.60.70.81.01.32.0

(-rAi^molm^min0.10.30.50.60.50.250.100.060.050.0450.042

22第17題中的反應(yīng)，⑴當(dāng)CAo=L2kmolm*進(jìn)料速率IkmolAhr",轉(zhuǎn)化率

J1

為75%；(2)cA0=13kmolm,進(jìn)料速率2kmolAhr”,出口為OJkmolnf：

(3)cA0=2.4kmolm\出口仍然為OJkmolmH進(jìn)料速率為IkmolAhr”?

計(jì)算三種情況下，用全混流反應(yīng)器的體積各為多少？

解

cA=1.2(1-0.75)=03由數(shù)據(jù)表，對(duì)應(yīng)=0.5km“mTminT

11.2-03

=0.025B?

1.20.5x60

%33=0.051m'

R?1.30.5x60

12.4-0.3

X1=0.029m1

2.40.5x60

17

23反應(yīng)A+B-R+S,已知PR=O.OOIm\物料進(jìn)料速率%=0.5Xlo+mSmin」，

CAO=CBO=5mol,m\動(dòng)力學(xué)方程?式為rA=kcACB，其中klOOnAmo—min".

求：（1）反應(yīng)在平推流反應(yīng)器中進(jìn)行時(shí)出口轉(zhuǎn)化率為多少？（2）欲用全混流

反應(yīng)器得到相同的出口轉(zhuǎn)化率，反應(yīng)器體積應(yīng)多大?（3甫全混流反應(yīng)器體

積%-O.OOlm',可達(dá)到的轉(zhuǎn)化率為多少？

已知b】m3kmol"hr",CBo=3kmolm\CASw^OZkmolm'3,水溶液流量為

1OmJhr,.

解

平推流

^=j_廠％=」_(」_一1)

2

匕%%(1-XA)仁。l—Af

=1-]=11

XN__j!O.OOlxO.l>r5

匕0.0005

(1)全混流

VR=CAO-外_%_CA_0.005-0.0025_

2

%--rA~kc^c3-100x0.0025

外=%=0.5xl0-3x4=2xl0-3m3

Ik=-AQ-_CAOCR_CAO'A

匕f船A，B^AO(1-4F

0.5xlQ-3x

(2)4=0.001m、A

100^0X)05(1-xAy

xA=03820

18

9.半衰期為20小時(shí)的放射性流體以O(shè).lm^hrT的流量通過兩個(gè)串聯(lián)的40n?全

混流反應(yīng)器后，其放射性衰減了多少？

解

只有一級(jí)反應(yīng)存在半衰期的概念。

首先求反應(yīng)速率常數(shù)：

幺=「0.5=eM**=0.03466hr''

Go

對(duì)全混流反應(yīng)器，3cLe卜

f

代入數(shù)據(jù)(第一釜)絲=外廠邸|飛』400=--------4——rXA=0.9327

，0.l5(if)0.03466(1^)人

第二釜，單釜轉(zhuǎn)化率仍為0.9327.

總轉(zhuǎn)化率1-(1-0.9327)2=0,9955

5.在T-X圖上，①為平衡曲線，②為

最佳溫度曲線，AMN為等轉(zhuǎn)化率曲

線，指出最大速率點(diǎn)和最小速率點(diǎn).

BCD為等溫線，指出最大速率點(diǎn)和

最小速率點(diǎn).

6.在鼻圖上，定性繪出三段間接換熱SO?氧化反應(yīng)的操作線.

在人圖上，定性繪出三段原料氣冷激的合成氨反應(yīng)的操作線.

解

答

在AMN線上，M為最大速率點(diǎn)，N為最小速率點(diǎn)

在BCD線上，C為最大速率點(diǎn)，D為最小速率點(diǎn)

19

(二)化學(xué)反應(yīng)工程復(fù)習(xí)重點(diǎn)基礎(chǔ)題(分章節(jié))

第一章

1.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)。

2.所謂數(shù)學(xué)模型是指：用數(shù)學(xué)式來表達(dá)各參數(shù)間的關(guān)系。

3.化學(xué)反應(yīng)器的數(shù)學(xué)模型包括：動(dòng)力學(xué)方程式、物料恒算式、熱量恒算式、動(dòng)量恒算式和參數(shù)計(jì)算式。

4.所謂控制體積是指：能把反應(yīng)速率視作定值的最大空間。

5.模型參數(shù)隨空間而變化的數(shù)學(xué)模型稱為“分布參數(shù)模型”。

6.模型參數(shù)隨時(shí)間而變化的數(shù)學(xué)模型稱為“動(dòng)態(tài)模型

7.建立物料、熱量和動(dòng)量衡算方程的一般式為：累枳量=輸入量-輸出量。

第二章

1.均相反應(yīng)是指：在均一的氣相或液相中進(jìn)行的反應(yīng)。

2.對(duì)于反應(yīng)aA+bBTpP+sS,則rP-rA。

3.著眼反應(yīng)物A的轉(zhuǎn)化率的定義式為：反應(yīng)的量/反應(yīng)開始的量。

4.產(chǎn)物P的收率P與得率XP和轉(zhuǎn)化率XA間的關(guān)系為.

5.化學(xué)反應(yīng)速率式為rA=kCCAaCBB,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。

6.對(duì)反應(yīng)aA+bBTpP+sS的膨脹因子的定義式為.

7.膨脹率的物理意義為：反應(yīng)物全部轉(zhuǎn)化后系統(tǒng)體積的變化分率。

8.活化能的大小直接反映了“反應(yīng)速率”對(duì)溫度變化的敏感程度。

9.反應(yīng)級(jí)數(shù)的大小直接反映了“反應(yīng)速率”對(duì)濃度變化的