整理化學反應工程習題及答案

1、精品文檔題目：釜式反應器中為什么安裝攪拌器？常用攪拌器的類型有哪些？答案：釜式反應器安裝攪拌器的作用是加強物料的均勻混合，強化釜內(nèi)的傳熱和傳質過程。常用的攪拌器有槳式、框式、錨式、旋槳式、渦輪式和螺帶式等。答案關鍵詞：均勻混合，傳熱和傳質，槳式，框式，錨式，旋槳式，渦輪式，螺帶式題目：釜式反應器中攪拌器形式如何選擇？答案：在一般情況下，對低黏性均相液體混合，可選用任何形式的攪拌器；對非均相液體分散混合，選用旋槳式、渦輪式攪拌器為好；在有固體懸浮物存在，固液密度差較大時，選用渦輪式攪拌器，固液密度差較小時，選用槳式攪拌器；對于物料黏性很大的液體混合，可選用錨式攪拌器。答案關鍵詞：低黏性，非均相液

2、體，固體懸浮物，密度差，黏性很大題目：釜式反應器為何安設手孔或人孔及視鏡，其結構形式如何？答案：手孔或人孔的安設是為了檢查內(nèi)部空間以及安裝和拆卸設備內(nèi)部構件。手孔的直徑一般為0.150.20m,它的結構一般是在封頭上接一短管，并蓋以盲板。當釜體直徑比較大時，可以根據(jù)需要開設人孔，人孔的形狀有圓形和橢圓形兩種，圓形人孔直徑一般為400mm,橢圓形人孔的最小直徑為400X300mmo釜式反應器的視鏡主要是為了觀察設備內(nèi)部物料的反應情況，其結構應滿足比較寬闊的視察范圍。答案關鍵詞：檢查，安裝和拆卸，內(nèi)部構件，觀察，圓形，橢圓形題目編號：0108第1章1節(jié)頁碼難度系數(shù)：A（ABC三級，A簡單，C最難）

3、題目：試述釜式反應器的適用范圍及特點？答案：主要應用于液-液均相反應過程，在氣-液、液-液非均相反應過程也有應用。既可適用于間歇操作過程，又可單釜或多釜串聯(lián)適用于連續(xù)操作過程，而以在間歇生產(chǎn)過程中應用最多。它具有溫度和壓力范圍寬、適應性強，操作彈性大，連續(xù)操作時溫度、濃度容易控制，產(chǎn)品質量均一等特點。但若應用在需要較高轉化率的工藝要求時，卻有需要較大容積的缺點。通常在操作條件比較緩和的情況下操作，如常壓、溫度較低且低于物料沸點時，應用此類反應器最為普遍。答案關鍵詞：液-液均相反應，非均相反應，間歇，連續(xù)，適應性強，操作彈性大，濃度容易控制，質量均一題目編號：0109第'章4節(jié)頁碼難度系

4、數(shù)：B（ABC三級，A簡單，C最難）題目：釜式反應器中換熱裝置的作用是什么？如何選擇？答案：換熱裝置是用來加熱或冷卻反應物料，使之符合工藝要求的溫度條件的設備。各種換熱裝置的選擇主要視傳熱表面是否易被污染而需要清洗、所需傳熱面積的大小、傳熱介質的泄漏可能造成的后果以及傳熱介質的溫度和壓力等因素來決定。一般在需要較大傳熱面積時，采用蛇管或列管式換熱器；反應在沸騰下進行時，采用釜外回流冷凝器取走熱量；在需要較小傳熱面積時，傳熱介質壓力又較低的情況下，采用簡單的夾套式換熱器比較適宜。答案關鍵詞：加熱或冷卻，溫度，傳熱面積題目編號：0110第1章1節(jié)頁碼難度系數(shù)：A（ABC三級，A簡單，C最難）題目：

5、試述管式反應器的適用范圍及特點？答案：管式反應器主要用于氣相或液相連續(xù)反應過程，具有容積小，比表面大，返混少，反應混合物連續(xù)性變化，易于控制等優(yōu)點。但對于慢速反應，存在需要管子長，壓降較大等不足。精制震筒1詞：氣相或液相，比表面大，返混少，易于控制精品文檔題目編號：0111第1章2節(jié)頁碼難度系數(shù)：B（ABC三級，A簡單，C最難）題目：什么是動力學方程？對于不可逆反應：VaA+vbB=vpP+vsS,其動力學方程的形式是什么？答案：在一定壓力和溫度條件下，用來描述化學反應速率與各反應組分的濃度的函數(shù)關系式稱為動力學方程。上述不可逆反應的動力學方程為（rA）=kC；AoCBo題目編號：0112第1

6、章2節(jié)頁碼難度系數(shù)：A（ABC三級，A簡單，C最難）題目：什么是均相反應？其化學反應速率的影響因素有哪些？答案：均相反應是指在均一的液相或氣相中的進行的化學反應?；瘜W反應速率與相互作用反應物系的性質、壓力、溫度及各反應組分的濃度等因素有關。對于催化反應還與催化劑性質有關。答案關鍵詞：均一，液相或氣相，性質，壓力，溫度，濃度，催化劑題目：何謂基元反應？其反應級數(shù)如何確定？濃度對反應速率有何影響？答案：如果化學反應的反應式能代表反應的真正過程，稱基元反應?；磻募墧?shù)即為化學反應式的計量系數(shù)“、3。反應級數(shù)越高濃度對反應速率的影響越大；級數(shù)為零的反應，濃度對反應速率無影響。答案關鍵詞：計量系數(shù)題

7、目：對同一反應在相同條件下，達到相同轉化率，為什么全混釜反應器所需有效體積最大，平推流反應器所需有效體積最??？多釜串聯(lián)全混釜所需有效體積介于其間？答案：對同一反應在相同條件下，轉化率相同，全混釜中反應物濃度最低，平推流反應器的濃度最高，這導致全混釜的反應時間最長，多釜串聯(lián)全混釜次之，而平推流反應器所需時間最短，故全混釜反應器所需有效體積最大，平推流反應器所需有效體積最小，多釜串聯(lián)全混釜所需有效體積介于其間。答案關鍵詞：反應物濃度，反應時間題目：怎樣分析全混釜反應器串聯(lián)和全混釜與平推流反應器串聯(lián)的轉化率和生產(chǎn)能力的大??？答案：由于平推流反應器的濃度分布水平較高，所以在相同條件下，全混釜與平推流反

8、應器串聯(lián)使用它的轉化率和生產(chǎn)能力都高于全混釜反應器的串聯(lián)。答案關鍵詞：濃度分布水平較高題目編號：0119第1章3節(jié)頁碼難度系數(shù)：_C_（ABC三級，A簡單，C最難）題目：何謂反應器的容積效率？它與反應級數(shù)、轉化率和串聯(lián)釜數(shù)有何關系？答案：容積效率是對同一等溫等容反應過程，在相同產(chǎn)量、相同轉化率、相同初始濃度和溫度下，平推流反應器和全混流反應器所需有效體積之比。反應級數(shù)越高，容積效率越低；轉化率越高，容積效率越低。高級數(shù)、高轉化率的反應選用多釜串聯(lián)?；a答關健詞：等溫等容反應，平推流反應器，全混流反應器精品又檔精品文檔題目編號：0122第1章3節(jié)頁碼難度系數(shù)：B（ABC三級，A簡單，C最難）題目：

9、對于平行反應，活化能、反應溫度對產(chǎn)物量有何影響？答案：若主反應活化能大于副反應活化能，提高反應溫度T一使產(chǎn)物R增加。若副反應活化能大于主反應活化能，降低反應T一使產(chǎn)物R增加。答案關鍵詞：活化能，反應溫度，產(chǎn)物題目編號：0123第1章3節(jié)頁碼難度系數(shù)：B（ABC三級，A簡單，C最難）題目：針對某特定反應，采用什么型式的反應器和操作方法？答案：應結合化學反應特點和不同反應器的性能進行比較來決定。一是生產(chǎn)能力的比較；二是反應選擇性的比較。簡單反應不存在選擇性問題，只需進行生產(chǎn)能力的比較。對于復合（復雜）反應，不僅要考慮生產(chǎn)能力，還要分析反應的選擇性，因為副產(chǎn)物的多少影響原料的消耗量及后續(xù)分離設備的大

10、小。所以復合反應要重點進行選擇性的比較。答案關鍵詞：生產(chǎn)能力，選擇性，簡單反應，復合反應題目：反應器的串并聯(lián)對反應及操作有何影響？答案：單個反應器串聯(lián)操作（反應器大小、類型、操作條件可各不相同），能夠提高反應深度。單個反應器并聯(lián)操作（一般為相同的操作條件、相同的結構尺寸），能夠增大處理能力。題目：實際反應裝置與理想流動模型比出現(xiàn)偏差的原因是什么？答案：設備放大（外形和內(nèi)部結構不變），由于幾何尺寸改變，造成微元停留時間分布和返混程度改變，放大時反應結果惡化。產(chǎn)生原因：不均勻速度分布：死角、溝流、短路、管中層流。不良設計造成結構缺陷，引起與物料流動方向相反的流動。題目：非理想流動對反應器體積、反應

11、轉化率有何影響？答案：實際反應器中物料流動存在一定程度的返混，降低反應物濃度，使反應推動力下降，降低反應速度，使反應器容積增大、轉化率下降，影響反應質量。答案關鍵詞：返混，反應物濃度，推動力，反應速度題目：工業(yè)上采取哪些措施來改善、限制返混？答案：增大流體在設備內(nèi)的湍流程度，消除徑向和軸向擴散，造成停留時間分布均勻；增大反應管長、徑比，L>50有效果。D反應器內(nèi)裝設充填物，改變設備內(nèi)速度分布和濃度分布。注意合理充填，避免溝流、短路。增加設備級數(shù)或在設備內(nèi)增設擋板?，F(xiàn)用適當?shù)臍怏w分布裝置，或調(diào)節(jié)各組反應管的阻力，使其均勻一致。柳哧褊：湍流，徑向和軸向擴散，充填物，設備級數(shù)，擋板，阻力精品文

12、檔題目：工業(yè)上釜式反應器溫度控制常用的方法有哪些？答案：通過夾套冷卻水換熱。通過反應釜組成氣相外循環(huán)系統(tǒng)，調(diào)節(jié)循環(huán)氣體的溫度，并使其中的易冷凝氣相冷凝，冷凝液流回反應釜，從而達到控制反應溫度的目的。料液循環(huán)泵，料液換熱器和反應釜組成料液外循環(huán)系統(tǒng)，通過料液換熱器能夠調(diào)節(jié)循環(huán)料液的溫度，從而達到控制反應溫度的目的。5min后轉化率為50%試問在該反題目：反應物質A,按二級反應動力學方程式等等溫分解，在間歇釜式反應器中應器中轉化75%勺A物質，需要增加多少分鐘？解題過程與步驟：解：間歇釜二級不可逆t=k1=XatiCA01-'XaXakCA01-XaXatiCA01-Xa12cA01-Xa

13、50%=75%5Ca01-50%-t2cA01-75%t2=15mint2=t271=15-5=10min計算的最后結果數(shù)字：10min題目編號：0103第1章2節(jié)頁碼難度系數(shù)：B（ABC三級，A簡單，C最難）題目：在平推流反應器內(nèi)進行一個一級不可逆等溫反應。反應器的有效體積為2m3,原料以0.4m3/h的流量進應器，測得出口處轉化率為60%,若改變原料流量為0.2m3/h,其它條件不變，出口處轉化率應是多少?解題過程與步驟:.1.1解：.二lnk1-Xa1»=2二5hV°i0.41一5.456783345精品文檔題目編號：0104第1章2節(jié)頁碼難度系數(shù)：A(ABC三級，A

14、簡單，C最難)題目：用過氧化氫異丙苯分解反應生產(chǎn)苯酚、丙酮，以0.03(mol/L)的H2so4催化劑在86c下操作，處理3(m=5.198m/h),cA0=3.2(kmol/m3),要求達到的轉化率為xA之0.998,已知上述條件下反應速度常數(shù)k=0.08采用間歇釜操作時鋪助生產(chǎn)時間為每批反應1(h),求所需間歇釜、平推流反應器與全混釜反應器的有效體積多少。動力學方程式為；A)=kcA，催化劑對反應速度的影響已包含在k中。解題過程與步驟:解：間歇釜：k1-Xa=ln=77.68s0.081-0.998J.'1Vr=V0tt=：360077.68=3.065m33600平推流反應器：k

15、1-Xa全混釜反應器：_xAVr=V。=AV。k1-Xa=77.68s精品文檔c33VR=77.68,=0.065m36000.9983x0.081-0.9983600精品文檔題目編號：0106第1章2節(jié)頁碼難度系數(shù)：A(ABC三級，A簡單，C最難)2題目：在理想連續(xù)操作金式反應命中，進仃某一均相放相反應A-R,(%)=kcA,轉化率可達50%。若現(xiàn)用一體積相同的理想連續(xù)操作管式反應器進行反應，其他保持不變，求轉化率可增至多少?解題過程與步驟：解：連續(xù)操作釜式:連續(xù)操作管式反應器:XaXakCA01-XaVrVR=xA-rV0kCA01-Xa丁體積相同J，Vr=VrXaXakCA01-XakC

16、A01-XaV。XaxA=0.6670.5(1-0.5f1-Xa計算的最后結果數(shù)字：0.667題目：在一全混釜反應器中進行液相反應2A+BR,反應過程視為等容過程，反應動力方程式為(“AkCA2Cbmol/L'min,在323k時，原料液組成Ca0為2mol/L,Cb0為3mol/L,體積流量V0為28Lh：試播品文松a=60%時Vr是多少？定性說明如果Xa=90%,Vr如何變化？定性說明若改用三臺混釜反應器串聯(lián)操作，xA仍為60%,VR又如何變化。精品文檔題目：在實驗室內(nèi)用一個間歇攪拌的燒瓶進行一級不可逆反應，反應2h后，轉化率達到99.9%。若改用連續(xù)化并將反應器放大，選用一個全混

17、釜反應器進行此反應，其它工藝條件不變，平均停留時間為2h,且保持原來應速度常數(shù)值，試計算該反應的最終轉化率。解題過程與步驟：解：t=2hxA=99.9%,=2h連續(xù)操作:1tlnk11-Xak1-xA12=lnk11-0.999Xa2=,3.4538776391-xA間歇釜式反應器間接操作：xA=0.874k=3.453877639計算的最后結果數(shù)字：0.874精品文檔.2CA0=CB0=0.05molL,-=kCA,k=100(%01min床反應在平推流反應器中出口轉化率。若用全混流反應器中得相同轉化率，反應體積多大？若用全混流反應器中Vr=1L所達到的轉化率為多少?精品文檔題目：液相反應A

18、+BR+S,已知Vr=1L,V0=0.5l/min,解題過程與步驟:解：.平推流：XaT=kCA01-XaVr=V。Vr1=2minV00.52=Xa1000.051-xAxA=0.9091.全混流:Xa0.9091kCA01-XA2=22.00min1000.051-0.9091Vr=Vo式=0.5X22.00=11L.全混流:Vr二V。Xa一Vr1=2minV00.5XAkcA01-xA1000.051-xA題目，：等溫等容條件下，間歇釜式反應器反應時間與平推流反應器空間時間的計算式相同,咻除0/徽相同。正確答案：錯題目：全混流連續(xù)操作反應器，反應器內(nèi)溫度、濃度處處均勻一致，故所有物料粒子

19、在反應器內(nèi)的停留時間相同。正確答案：錯題目：相同條件下，分別用下列反應器處理物料，比較反應器有效容積的大小。單段全混流反應器(VrJ四個體積相同的全混流反應器串聯(lián)(Vr2)兩個體積相同的全混流反應器串聯(lián)(Vr3)平推流反應器(Vr。則(VR4)>(VR2)>(VR3)>(VR1)正確答案：錯題目：設備放大，造成微元停留時間分布和返混程度改變，放大時反應結果惡化。正確答案：對精品文檔精品文檔題目：理想流動模型是指平推流模型和全混流模型。正確答案：對題目：均相反應器的型式主要為釜式、管式、塔式、固定床和流化床。正確答案：錯題目：復合反應中，反應物的轉化率愈高，目的產(chǎn)物獲得愈多。正

20、確答案：錯題目：反應的選擇率定義式生成目的產(chǎn)物消耗關鍵組分的摩爾數(shù)產(chǎn)進入反應系統(tǒng)關鍵組分的摩爾數(shù)一正確答案：錯題目：膨脹率為每轉化IkmolA造成反應體系內(nèi)物料的改變量。正確答案：錯題目：相同條件下，全混釜反應器串聯(lián)操作反應速度加快，可以提高原料處理量。正確答案：對題目：相同條件下，平推流反應器中反應物濃度Ca低于全混流反應器濃度。正確答案：錯題目：對于平行反應，提高反應物濃度，有利于級數(shù)高的反應，降低反應物濃度有利于級數(shù)低的反應。正確答案：對11題目：在間歇釜式反應器中進行二級不可逆反應，反應時間為t=-ln!,有效體積為VR=Vo(t+Y)k1-Xa正確答案：錯精品文檔題目：化工生產(chǎn)中應用

21、于均相反應過程的化學反應器主要有（釜式）反應器和（管式）反應器。題目：釜式反應器的基本結構主要包括反應器（殼體）、（攪拌器）、（密封裝置）和（換熱裝置）等。題目：手孔或人孔的安設是為了檢查（內(nèi)部空間）以及安裝和拆卸設備（內(nèi)部構件）題目：釜式反應器中夾套式換熱器適用于傳熱面積（較?。?，傳熱介質壓力（較低）的情況。題目：基元反應的級數(shù)即為化學反應式的（計量系數(shù)），對非基元反應的級數(shù)通過（實驗）確定。題目：反應物能同時分別進行兩個或多個獨立的反應，稱（平行反應）。當初始反應物所生成的產(chǎn)物能進一步反應生成次級產(chǎn)物時，稱（連串反應）。題目：單一反應利用（轉化率）可以確定反應物轉化量與產(chǎn)物生成量之間的關系

22、。題目：間歇反應，只要CA。相同，無論處理量多少，達一定（轉化率）每批所需的（反應時間）相同。題目：對同一反應在相同條件下，達到相同轉化率，全混釜反應器所需有效體積（最大）所需有效體積（最?。?，多釜串聯(lián)全混釜所需有效體積（介于其間）。,平推流反應器a1、.題目：一級不可逆反應，其反應速率方程為（rA=kCA），反應時間與轉化率的關系為（ln（）=kt）。1XA題目：復合反應動力學為由兩個以上（化學反應計量式）或（動力學方程式）表示的化學反應過程。題目：間歇釜式反應器有效體積不但與（反應時間）有關，還與（非生產(chǎn)時間）有關。題目：平推流反應器實際體積與有效體積（相同）。題目：單個反應器串聯(lián)操作能夠

23、提高反應（深度）。推流反應器串聯(lián)，總有效體積等于（各串聯(lián)反應器有效體積之和），全混釜反應器串聯(lián)釜數(shù)越多，反應器內(nèi)Ca變化越接近（平推流反應器）。題目：反應器型式和操作方法的選擇，一是（生產(chǎn)能力）的比較；二是反應（選擇性）的比較。（復合反應）要重點進行選擇性的比較。題目：相同條件下，用全混流反應器和平推流反應器處理物料，（平推流反應器）所需有效容積小。題目：對于恒容過程，影響容積效率的因素為（反應級數(shù)）、（轉化率）。題目：對于恒容過程二級不可逆反應，容積效率和轉化率的關系式為（”2=1-XA）。題目：反應級數(shù)越高，容積效率（越低）；轉化率越高，容積效率（越低）精品文檔精品文檔題目：平行反應，提高Ca,有利于級數(shù)（高）的反應。選擇（平推流）反應器最優(yōu)。題目：熱穩(wěn)定性是指反應器本身對（熱擾動）具有自行恢復平衡的能力。題目：實際反應器：物料流動存在一定程度的返混，反應物濃度（降低），反應速度（降低），使反應器容積（增大）。題目：非理想流動，各流體微元在反應器內(nèi)（停留時間）不同。返混越嚴重，流體微元間停留時間差別（越大）。題目：反應溫度恒定時，在反應物料為氣相時主要通過（催化劑）和（反應物料）的加料量來控制反應壓力。題目