化學(xué)反應(yīng)工程期末復(fù)習(xí)題

名詞解釋連續(xù)操作；間歇操作均相反應(yīng)基元反應(yīng)；非基元反應(yīng)收率；選擇性平行反應(yīng)；串聯(lián)反應(yīng)絕熱操作；非等溫操作穩(wěn)定的定態(tài)；不穩(wěn)定的定態(tài)平推流；全混流非理想流動(dòng)擬均相一維模型；擬均相二維模型臨界流化速度填空題1、化學(xué)反應(yīng)的操作方式分為、和。2、和都可以表征反應(yīng)變?nèi)莸某潭取?、對(duì)于反應(yīng)aA+bB→pP+sS，則rP=_______rA。4、若τ=4h，意味著在規(guī)定的條件下，。5、反應(yīng)物A的水溶液在等溫CSTR中進(jìn)行二級(jí)反應(yīng)，出口轉(zhuǎn)化率為0.4，現(xiàn)改在等體積PFR中進(jìn)行，則出口轉(zhuǎn)化率為。6、對(duì)于一級(jí)不可逆反應(yīng)，采用多級(jí)全混流反應(yīng)器串聯(lián)時(shí)，要保證總的反應(yīng)體積最小，必需的條件是。7、若有一氣相反應(yīng)A→2P，若開始時(shí)的反應(yīng)物除A以外還有50%的惰性物質(zhì)，在恒壓的情況下發(fā)生該反應(yīng)，則該反應(yīng)的膨脹率為。8、SV=2h，意味著在規(guī)定的條件下，。9、根據(jù)示蹤劑的輸入不同，測(cè)定停留時(shí)間分布的方法主要分為___________和___________。10、E(t)dt的物理意義是______；停留時(shí)間分布的密度函數(shù)E（θ）=_______E（t）。11、以若干分子所組成的流體微團(tuán)作為單獨(dú)的運(yùn)動(dòng)單元的流體稱為_______；當(dāng)反應(yīng)級(jí)數(shù)n＜1時(shí)，宏觀流體具有比微觀流體_______的出口轉(zhuǎn)化率。12、反應(yīng)器選型的目標(biāo)函數(shù)，若是單一反應(yīng)，則是；若是復(fù)合反應(yīng)，則是。13、反應(yīng)物A的水溶液在等溫PFR中進(jìn)行二級(jí)反應(yīng)，出口轉(zhuǎn)化率為0.5，若反應(yīng)體積增加到4倍，則出口轉(zhuǎn)化率xAf=。14、當(dāng)分子擴(kuò)散的平均自由程大于催化劑微孔直徑時(shí)，分子在微孔中的擴(kuò)散為。努森擴(kuò)散15、一級(jí)連串反應(yīng)A→P→S在全混流釜式反應(yīng)器中，則目的產(chǎn)物P的最大濃度CP,max＝___________、τopt＝__________。16、從反應(yīng)器停留時(shí)間分布測(cè)定中求得無因次方差，=0.98，反應(yīng)器可視為。又若求得無因次方差，=0.02，則該反應(yīng)器可視為。17、工業(yè)催化劑所必備的三個(gè)主要條件是、和；還有。18、流化床回收顆粒最通用的設(shè)備是。是非判斷題1、反應(yīng)裝置的結(jié)構(gòu)型式大致可分為管式、塔式、釜式、固定床、移動(dòng)床和流化床等各種類型。2、動(dòng)力學(xué)方程的型式有兩種：冪數(shù)型和指數(shù)型。3、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。4、無論反應(yīng)動(dòng)力學(xué)為何級(jí)和反應(yīng)器是如何組合，研究-rA對(duì)CA曲線的形狀是確定裝置最優(yōu)排列的最好方法。5、貝克萊數(shù)Pe，它的倒數(shù)是表征返混大小的無量綱特征數(shù)，則Pe越大，返混越小，所以Pe=0及Pe=∞分別代表兩種理想流動(dòng)平推流與全混流的情況。6、氣體分子的擴(kuò)散可分為分子擴(kuò)散和努森擴(kuò)散。其中分子擴(kuò)散的阻力是由于分子間的碰撞造成的。7、固定床反應(yīng)器分為絕熱床反應(yīng)器和換熱式反應(yīng)器，其中絕熱床反應(yīng)器又分為單層絕熱床和多段絕熱床。8、流化床反應(yīng)器在開發(fā)與放大時(shí)應(yīng)考慮催化劑性能和床層結(jié)構(gòu)的問題。9、關(guān)于氣液相間的傳質(zhì)理論主要有雙膜理論、溶質(zhì)滲入理論和表面更新理論。問答題氣-固相催化反應(yīng)的具體步驟是哪些？其中屬于外擴(kuò)散過程的有哪些？屬于內(nèi)擴(kuò)散過程的有哪些？本征動(dòng)力學(xué)階段的的有哪些？產(chǎn)生非理想流動(dòng)的原因?間歇反應(yīng)器、平推流反應(yīng)器和全混流反應(yīng)器的特點(diǎn)分別是什么？何為停留時(shí)間分布函數(shù)與停留時(shí)間分布密度函數(shù)？產(chǎn)生非理想流動(dòng)的原因？計(jì)算題1、在400K之下，某氣相反應(yīng)速率表達(dá)式為：MPa/h問：（1）速率常數(shù)的單位是什么？（2）如速率方程式表達(dá)為mol/（l·h）時(shí)速率常數(shù)等于多少？2、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?，F(xiàn)欲利用該反應(yīng)器進(jìn)行的一級(jí)不可逆液相反應(yīng)，其速率常數(shù)k＝1.1.0788exp[-5525.9/T](h-1)，反應(yīng)熱(-△Hr)＝20921J／mol-A，原料液中A的濃度CA0=0.22mol/l，不含R。此原料液的密度ρ＝1050g／l，定壓比熱CP=2.929(J／g·℃)。要求原料液的進(jìn)料速率為ν0=3m3／h，反應(yīng)器出口液中CA＝0.04mol/l。經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)得器內(nèi)換熱器的總括傳熱系數(shù)U=209.2kJ/[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。（）k1k23、一級(jí)串聯(lián)反應(yīng)APS(-rA)=k1CA，rP=k1CA-k2CP式中A表示C6H6，P表示C6H5Cl，S表示C6H4Cl2。已知k1=1，k2=0.5，CA0=1mol/L，CP0=CS0=0。求：（1）在平推流反應(yīng)器中，τ=1；（2）在單個(gè)CSTR反應(yīng)器中，τ=1；（3）在兩釜串聯(lián)反應(yīng)器中，τ1=τ2=1；（4）若兩釜串聯(lián)反應(yīng)器中，τ1=τ2=0.5.求上述情況下，最終產(chǎn)物中CP/CS各為多少？4、在直徑10cm，長(zhǎng)6.36m的管式反應(yīng)器中進(jìn)行等溫一級(jí)反應(yīng)AB，反應(yīng)速率常數(shù)k=0.25/min，脈沖示蹤實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：時(shí)間t/min0123456789101214c/(g/m3）01581086432.21.50.60試分別以（1）閉-閉式邊界的擴(kuò)散模型；（2）多釜串聯(lián)模型；（3）平推流模型；（4）全混流模