反應(yīng)工程題庫

1、化學(xué)反應(yīng)工程試題一、填空題1. 質(zhì)量傳遞 、 熱量傳遞 、 動(dòng)量傳遞 和化學(xué)反應(yīng) 稱為三傳一反.1. 物料衡算和能量衡算的一般表達(dá)式為 輸入-輸出=累積 。2. 著眼組分A轉(zhuǎn)化率xA的定義式為 xA=(nA0-nA)/nA0 。3. 總反應(yīng)級(jí)數(shù)不可能大于 3 。4. 反應(yīng)速率-rA=kCACB的單位為kmol/(m3h)，速率常數(shù)k的因次為 m3/(kmolh ) 。5. 反應(yīng)速率-rA=kCA的單位為kmol/kgh，速率常數(shù)k的因次為 m3/kgh 。6. 反應(yīng)速率的單位為mol/Ls，速率常數(shù)k的因次為 (mol)1/2L-1/2s 。7. 反應(yīng)速率常數(shù)k與溫度T的關(guān)系為，其活化能為 8

2、3.14kJ/mol 。8. 某反應(yīng)在500K時(shí)的反應(yīng)速率常數(shù)k是400K時(shí)的103倍，則600K時(shí)的反應(yīng)速率常數(shù)k時(shí)是400K時(shí)的 105 倍。9. 某反應(yīng)在450時(shí)的反應(yīng)速率是400時(shí)的10倍，則該反應(yīng)的活化能為（設(shè)濃度不變） 186.3kJ/mol 。10. 非等分子反應(yīng)2SO2+O2=2SO3的膨脹因子等于 -0.5 。11. 非等分子反應(yīng)N2+3H2=2NH3的膨脹因子等于 2/3 。12. 反應(yīng)N2+3H2=2NH3中（）= 1/3 （）= 1/2 13. 在平推流反應(yīng)器中進(jìn)行等溫一級(jí)不可逆反應(yīng)，反應(yīng)物初濃度為CA0，轉(zhuǎn)化率為xA，當(dāng)反應(yīng)器體積增大到n倍時(shí)，反應(yīng)物A的出口濃度為 C

3、A0(1-xA)n ，轉(zhuǎn)化率為 1-(1-xA)n 。14. 在全混流反應(yīng)器中進(jìn)行等溫一級(jí)不可逆反應(yīng)，反應(yīng)物初濃度為CA0，轉(zhuǎn)化率為xA，當(dāng)反應(yīng)器體積增大到n倍時(shí)，反應(yīng)物A的出口濃度為，轉(zhuǎn)化率為。15. 反應(yīng)活化能E越 大 ，反應(yīng)速率對(duì)溫度越敏感。16. 對(duì)于特定的活化能，溫度越低溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響越 大 。17. 某平行反應(yīng)主副產(chǎn)物分別為P和S，選擇性SP的定義為 (nP-nP0)/ (nS-nS0) 。 18. 某反應(yīng)目的產(chǎn)物和著眼組分分別為P和A其收率P的定義為 (nP-nP0)/ (nA0-nA) 。19. 均相自催化反應(yīng)其反應(yīng)速率的主要特征是隨時(shí)間非單調(diào)變化，存在最大的反應(yīng)速率 。

4、20. 根據(jù)反應(yīng)機(jī)理推導(dǎo)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)常采用的方法有 速率控制步驟 、 擬平衡態(tài) 。21. 對(duì)于連續(xù)操作系統(tǒng)，定常態(tài)操作是指 溫度及各組分濃度不隨時(shí)間變化 。22. 返混的定義： 不同停留時(shí)間流體微團(tuán)間的混合 。23. 平推流反應(yīng)器的返混為 0 ；全混流反應(yīng)器的返混為 。24. 空時(shí)的定義為 反應(yīng)器有效體積與進(jìn)口體積流量之比 。25. 針對(duì)著眼組分A的全混流反應(yīng)器的設(shè)計(jì)方程為。26. 不考慮輔助時(shí)間，對(duì)反應(yīng)級(jí)數(shù)大于0的反應(yīng)，分批式完全混合反應(yīng)器優(yōu)于全混流反應(yīng)器。27. 反應(yīng)級(jí)數(shù)0時(shí)，多個(gè)全混流反應(yīng)器串聯(lián)的反應(yīng)效果 優(yōu)于全混流反應(yīng)器。28. 反應(yīng)級(jí)數(shù)0時(shí)，平推流反應(yīng)器的反應(yīng)效果 優(yōu)于 全混流反應(yīng)器。

5、30. 反應(yīng)級(jí)數(shù)E2，應(yīng)如何選擇操作溫度？28. 試采用脈沖示蹤法推導(dǎo)全混流反應(yīng)器的停留時(shí)間分布函數(shù)和分布密度函數(shù)。29. 試采用階躍示蹤法推導(dǎo)全混流反應(yīng)器的停留時(shí)間分布函數(shù)和分布密度函數(shù)。30. 畫出平推流反應(yīng)器、全混流反應(yīng)器、平推流和全混流反應(yīng)器串聯(lián)及全混流和平推流反應(yīng)器串聯(lián)的停留時(shí)間分布密度函數(shù)E(t)和分布函數(shù)F(t)31. F()和E()分別為閉式流動(dòng)反應(yīng)器的無因次停留時(shí)間分布函數(shù)和停留時(shí)間分布密度函數(shù)。（1）若反應(yīng)器為平推流反應(yīng)器，試求：(a)F(1)；(b)E(1)；(c)F(0.8)；(d)E(0.8)；(e)E(1.2)（2）若反應(yīng)器為全混流反應(yīng)器，試求：(a)F(1)；(b

6、)E(1)；(c)F(0.8)；(d)E(0.8)；(e)E(1.2)（3）若反應(yīng)器為一非理想反應(yīng)器，試求：(a)F()；(b)E()；(c)F(0)；(d)E(0)；(e)；(f) 32. 丁烯在某催化劑上反應(yīng)的到丁二烯的總反應(yīng)為C4H8(A)= C4H6(B)+ H2(C)假設(shè)反應(yīng)按如下步驟進(jìn)行：A+AAB+CBB+假定符合均勻吸附模型，試分別推導(dǎo)動(dòng)力學(xué)方程：（1） A吸附控制；（2） B脫附控制；（3） 表面反應(yīng)控制。33. 乙炔與氯化氫在HgCl2-活性炭催化劑上合成氯乙烯的反應(yīng)C2H2 (A) + HCl (B)= C2H3Cl (C)其動(dòng)力學(xué)方程式可有如下幾種形式：（1）（2）（3

7、）試分別列出反應(yīng)機(jī)理和控制步驟34. 氣固相催化反應(yīng)：A+B=C，其反應(yīng)機(jī)理如下：A+AB+BA+B CCC+假定符合Langmuir均勻吸附模型，試分別推導(dǎo)動(dòng)力學(xué)方程：（1） A吸附控制；（2） C脫附控制；（3） 表面反應(yīng)控制。35. 在氣固相催化劑表面進(jìn)行下列氣相可逆反應(yīng)：A+B=R其反應(yīng)機(jī)理為： A+1A1B+2B2A1+ B2R1+2 (速率控制步驟)R1R+1試用Langmuir均勻吸附模型導(dǎo)出該反應(yīng)的本征動(dòng)力學(xué)方程。36. 某氣固相催化反應(yīng)：A=R，其動(dòng)力學(xué)方程式為（以催化劑質(zhì)量為基準(zhǔn)）試導(dǎo)出平推流式的等溫積分反應(yīng)器中轉(zhuǎn)化率xA與W/FA0的關(guān)系式37. 試列出氣固相催化反應(yīng)通常

8、所經(jīng)歷的步驟，并區(qū)分動(dòng)力學(xué)控制和傳遞控制。38. 試敘述氣固相催化反應(yīng)中Thiel模數(shù)s和有效系數(shù)的物理意義；對(duì)于本征動(dòng)力學(xué)的測定應(yīng)如何消除內(nèi)外擴(kuò)散的影響。39. 某非催化氣固相反應(yīng)：A(g)+2B(s)=R(g)+S(s)，假定固體反應(yīng)物為球型顆粒，若過程為氣膜擴(kuò)散控制，試采用縮核模型推導(dǎo)其動(dòng)力學(xué)方程（t與xB的關(guān)系）。提示：氣膜擴(kuò)散方程：；nB=mVc=40. 某非催化氣固相反應(yīng)：A(g)+2B(s)=R(g)+S(s)，假定固體反應(yīng)物為球型顆粒，若過程為非反應(yīng)核表面反應(yīng)控制，試采用縮核模型推導(dǎo)其動(dòng)力學(xué)方程（t與xB的關(guān)系）。提示：表面反應(yīng)：；nB=mVc=41. 試列出氣固相非催化反應(yīng)中縮核模型的反應(yīng)歷程，并說明與縮粒模型的差別。QQrQgT12342. 試說明反應(yīng)器設(shè)計(jì)中產(chǎn)生放大效應(yīng)的原因；為提高放大的可靠性，應(yīng)如何應(yīng)用反應(yīng)工程知識(shí)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行研究。43. 在全混流反應(yīng)器中進(jìn)行不可逆放熱反應(yīng)，其放熱和移熱線如下圖所示：試(1)指明穩(wěn)定的定常態(tài)操作點(diǎn)，寫出熱穩(wěn)定性的判據(jù)；(2)實(shí)際生產(chǎn)中如何進(jìn)行開、停車操作，并在圖中畫出。44. 采用中間冷卻的三段絕熱固定床進(jìn)行氣固相催化反應(yīng)，標(biāo)明圖中各條線的名稱，根據(jù)最優(yōu)分段的要求畫出整個(gè)過程的操作線。T0xATxAf045. 一級(jí)可逆反