化學(xué)反應(yīng)工程

1、化學(xué)反應(yīng)工程.化學(xué)反應(yīng)工程課程綜合復(fù)習(xí)資料一、填空題1、全混流反應(yīng)器的E函數(shù)表達(dá)式為,其無因次方差4=,而平推流反應(yīng)器的無因次方差嗝=O2、工業(yè)催化劑性能優(yōu)劣的三種最主要的性質(zhì)是、和03、在間歇反應(yīng)器中進(jìn)行一恒壓氣相反應(yīng)A+3BT2R,原料為A和B的混合物，其中A含量為20%(mol),若物料初始體積為2升，則A轉(zhuǎn)化50%時(shí)，物料的總體積為。4、基元反應(yīng)的分子數(shù)(可能/不可能)是小數(shù)。5、某液相反應(yīng)atr于50c下在間歇反應(yīng)器中進(jìn)行，反應(yīng)物A轉(zhuǎn)化80%需要10min,如果于相同條件下在平推流反應(yīng)器中進(jìn)行，則達(dá)到同樣的轉(zhuǎn)化率需要的空時(shí)為;如果同樣條件下在全混流反應(yīng)器中進(jìn)行，達(dá)到同樣的轉(zhuǎn)化率需要的

2、空時(shí)。6、測定非理想流動的停留時(shí)間分布函數(shù)時(shí)，兩種最常見的示蹤物輸入方法為和。7、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,并且（大于/小于/等于）反應(yīng)器出口物料的溫度和濃度。8、多級混合模型的唯一模型參數(shù)為,軸向擴(kuò)散模型的唯一模型參數(shù)為：。9、對于單一反應(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;而對于復(fù)合反應(yīng)，選擇反應(yīng)器時(shí)主要考慮的則是。10、對于反應(yīng)2A+BT3R,各物質(zhì)反應(yīng)速率之間的關(guān)系為：（-rA）:（-rB）:rR=。11、某重油催化裂化裝置處理量為100噸重油/h,未轉(zhuǎn)化重油為6噸/h,汽油產(chǎn)量為42噸/h,則重油的轉(zhuǎn)化率為工業(yè)上汽油的收率及選擇性為一和。

3、12、某反應(yīng)的計(jì)量方程為AtR+S,則其反應(yīng)速率表達(dá)式。13、反應(yīng)級數(shù)（可能/不可能）大于3,（可能/不可能）是0,基元反應(yīng)的分子數(shù)（可能/不可能）是0。14、在一個(gè)完整的氣一固相催化反應(yīng)的七大步驟中，屬于本征動力學(xué)范疇的三步為、和。15、在均相反應(yīng)動力學(xué)中，利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)求取化學(xué)反應(yīng)速率方程式的兩種最主要的方法為和。16、對于一個(gè)在全混流反應(yīng)器里進(jìn)行的放熱反應(yīng)，一般可以出現(xiàn)三個(gè)定常態(tài)操作點(diǎn)Mi、M2、M3,如下圖所示，其中Mi和M3這兩點(diǎn)我們稱之為的定常態(tài)操作點(diǎn)，M2則稱為的定常態(tài)操作點(diǎn)。實(shí)際操作時(shí)，我們一般選擇Mi、M2、M3中做為操作點(diǎn)。T17、某一級液相反應(yīng)在間歇式反應(yīng)器中進(jìn)行，5min

4、轉(zhuǎn)化率為50%,則轉(zhuǎn)化率達(dá)到80%需時(shí)間min。18、某反應(yīng)的速率方程式為F=kc/mol/（m3.h）,則反應(yīng)級數(shù)n為2時(shí)，k的單位為。19、某反應(yīng)的計(jì)量方程為atr+s,則其反應(yīng)速率表達(dá)式。20、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)60%時(shí)，中間產(chǎn)物R的化學(xué)反應(yīng)工程定義總收率為,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,選擇性是。21、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、和，“一反”是指。22、有一液相不可逆反應(yīng)：iAR2,A的初始濃度為0.5mmol/L和3mmol/L的條件下均在10min內(nèi)轉(zhuǎn)化了15%,該反應(yīng)的反

5、應(yīng)級數(shù)為n=。速率常數(shù)k=。23、某一級液相反應(yīng)在間歇式反應(yīng)器中進(jìn)行，6min轉(zhuǎn)化率為50%,則轉(zhuǎn)化率達(dá)到85%需時(shí)間min。二、選擇題1、對于一級恒容和一級變?nèi)莶豢赡娣磻?yīng)，下面敘述正確的是。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。2、對于一個(gè)均相變?nèi)莘磻?yīng)，針對反應(yīng)物A的反應(yīng)速率，下面表述正確的是A.dtB.Ca0dxa-A-'1；aX

6、adtC.-A二Ca0d(Xa1；aXadtD.-rAdNAdt3、對于一級不可逆反應(yīng)A-TR,TS,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)4、測定停留時(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)驗(yàn)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)5、軸向分散系數(shù)與擴(kuò)散系數(shù)，下面論述正確的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

7、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)是與流動有關(guān)系的D.擴(kuò)散系數(shù)是物質(zhì)本身的一種屬性6、對于氣固相催化反應(yīng)的反應(yīng)機(jī)理難以確定的主要原因，正確的是。A.中間物種的濃度低B.中間物種的壽命短C.中間物種雖然具有正?；衔锏慕Y(jié)構(gòu)和性質(zhì),但由于儀器靈敏度的原因難以進(jìn)行檢測D.中間物種往往不具有正常化合物的結(jié)構(gòu)和性7、恒溫恒壓的氣相變?nèi)莘磻?yīng)N2+3H2U2NH3,原料中混入了一定量的Ar氣（與N2和H2的轉(zhuǎn)化率為零時(shí)的初始總摩爾數(shù)比為1:4,N2與H2的比例為計(jì)量比），則膨脹率加為。A.-2/5;B.-1/3;C.-1/6;D.-1/28、多級混合流模型和軸向分散

8、模型是兩種預(yù)測非理想流動對反應(yīng)轉(zhuǎn)化率影響的數(shù)學(xué)模型，關(guān)于這兩種模型，下列觀點(diǎn)正確的是。A.軸向分散模型適用于返混程度在零到無窮大的任何的情況B.在返混程度較小時(shí)，多級混合流模型的模擬結(jié)果更接近實(shí)際C.兩者不能共用同一套示蹤實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)D.兩種模型可用同一套示蹤實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)9、關(guān)于基元反應(yīng)的認(rèn)識，正確的是。A.分子數(shù)可以是任意的整數(shù)B.基元反應(yīng)的計(jì)量系數(shù)與對應(yīng)物種的反應(yīng)級數(shù)之間存在一一對應(yīng)關(guān)系C.基元反應(yīng)AtR和2At2R意義是不一樣的D.基元反應(yīng)的總反應(yīng)級數(shù)可能是小數(shù)10、關(guān)于非理想流動與停留時(shí)間分布，論述正確的A. 一種流動必然對應(yīng)著一種停留時(shí)間分布B. 一種停留時(shí)間分布必然對應(yīng)著一種流動C. 一種

9、停留時(shí)間分布可能對應(yīng)著多種流動D.流動與停留時(shí)間分布存在一一對應(yīng)關(guān)系11、關(guān)于E函數(shù)和F函數(shù))下面正確的是。A.F(t)=dE(t)/dt；B.F(t)=j0E(t)dt；C.E(t)=dF(t)/dt；D.tE(t)=0F(t)dt12、關(guān)于指前因子和活化能描述正確的是。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

10、對溫度的變化更敏感13、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，對反應(yīng)結(jié)果一般有明顯的影響，但對于是例外。A.一級不可逆反應(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.零級反應(yīng)14、對于化學(xué)反應(yīng)的認(rèn)識，下面正確的是。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)流體的流動方式有關(guān)C.反應(yīng)器僅僅是化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的場所，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10產(chǎn)物分布15、對于瞬時(shí)收率和總收率，下列錯(cuò)誤的說

11、法有。A.對于平推流反應(yīng)器，反應(yīng)的瞬時(shí)收率與總收率相等B.對于全混流反應(yīng)器，反應(yīng)的瞬時(shí)收率與總收率相等C.對于平推流反應(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16、某反應(yīng)速率常數(shù)的單位為hr-1,該反應(yīng)為級反應(yīng)。A.零級；B.一17、對于反應(yīng)AtRtS,最適宜的是A.平推流反應(yīng)器；級；C.二級；D.不能確定.目的產(chǎn)物是R,下述反應(yīng)器中B.全混流反應(yīng)器;11C.兩個(gè)串連在一起的等體積全混流反應(yīng)器；D.平推流與全混流串聯(lián)在一起的反應(yīng)器18、某反應(yīng)速率常數(shù)的單位為m3/(mol.hr),該反應(yīng)為級反應(yīng)。A.零級；B.一級；C.二級；D.不能

12、確定.19、對于下列平行反應(yīng)：Akl,E"n1>RA包2n2TS活化能Ei>E2,反應(yīng)級數(shù)ni<n2,如果目的產(chǎn)物是R的話，我們應(yīng)該在條件下操作。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20、ee"t是tA.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)1221、對于一個(gè)串聯(lián)反應(yīng)，目的產(chǎn)物是中間產(chǎn)物，下述反應(yīng)器中最適宜的反應(yīng)器是BA.全混流反應(yīng)器；B.平推流反應(yīng)器；C.兩個(gè)串連在一起的等體積全混流反應(yīng)器D.平推流與全混流串聯(lián)在一起的反應(yīng)器22、對于

13、化學(xué)反應(yīng)的認(rèn)識，下面正確的是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)流體的流動方式有關(guān)；C.反應(yīng)器僅僅是化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的場所，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23、對于一個(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-13A.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2

14、4、對于一個(gè)氣固相催化反應(yīng)過程，下列屬于動力學(xué)因素的是（多項(xiàng)選擇）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)25、Langmuir吸附等溫的四個(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14導(dǎo)，結(jié)果一般是可以接受的，其主要原因在于JA.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26、對于一級不可逆反應(yīng)A-tRtS,產(chǎn)物R的最大濃度通常JA.只

15、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)三、計(jì)算題1、在一反應(yīng)器入口輸入理想脈沖示蹤物后，不同時(shí)間檢測出口示蹤物的濃度，結(jié)果如下所示：時(shí)間，min05101520253035Ca,041110542015mol/L現(xiàn)有某液相反應(yīng)物A在該反應(yīng)器中進(jìn)行分解反應(yīng)，速率方程為：-1-1f=kCA,k=0.27min)若用多級混合流模型預(yù)測時(shí)，該反應(yīng)器的出口轉(zhuǎn)化率為多少？2、某氣相一級不可逆反應(yīng)：A>2RS在等溫，等壓條件下在一間歇反應(yīng)器中進(jìn)行，原料中含A75%(mol),8分鐘后體積增加了一倍，求A的轉(zhuǎn)化率以及此溫度下的速率常數(shù)

16、。3、在適宜的條件下A按下面的計(jì)量方程進(jìn)行反應(yīng)k1=0.6minA1k2=0.3min>R-vo=15llter/mln,Cao=3mol/llter,Cro=Cso=0。用多大的平推流反應(yīng)器R濃度能達(dá)到最大？該最大濃度是多少？4、用一個(gè)2升的全混流反應(yīng)器來確定某反應(yīng)ATR的動力學(xué)方程，A的液相溶液分別以不同的流率和不同16的初始濃度加入反應(yīng)器，并測定A的出口濃度，得到如下表所示的數(shù)據(jù)。V0Ca0CaL/minmmol/Lmmol/L0.449.1418.340.564.4023.601103.2041.142153.2068.102180.8075.72假設(shè)反應(yīng)速率只與A有關(guān)，求反應(yīng)速

17、率方程式，如需作圖，請使用下頁的圖面。17化學(xué)反應(yīng)工程課程綜合復(fù)習(xí)資料參考答案一、填空題1、E(t)=1e1,0Ot2、活性、選擇性、穩(wěn)定性。3、1.6升。4、不可能。5、10min;不能確定。6、脈沖示蹤法、階躍示蹤法。7、均一，等于。8、串聯(lián)的全混區(qū)的個(gè)數(shù)N,Pe=uLoEz9、反應(yīng)器的大小；目的產(chǎn)物的分布。10、2:1:3。11、94%,42%、44.7%。12、不能確定。13、不可能、可能、不可能。14、吸附、表面反應(yīng)、脫附。15、積分法、微分法。16、穩(wěn)定的、不穩(wěn)定的、M3。1817、11.5818、m3/(mol.h)。19、不能確定。20、66.7%、40%、66.7%。21、質(zhì)

18、量傳遞、動量傳遞、熱量傳遞、反應(yīng)動力學(xué)122、1、0.016min。23、16.42。、選擇題1、C;2、BR3、C;4、ABD;5、BCD;6、ABD;7、A;8、D;9、BC;10、AC;11、BC;12、B;13、AB;14、BD15、AD;16、B;17、A;18、C;19、B;20、B;21、B;22、BD;23、A;24、CD;25、A;26、C三、計(jì)算題1、解：根據(jù)脈沖示蹤數(shù)據(jù)可得:t曳=*&d(等時(shí)間間隔)=15m1n“C(ti)ti'C(ti)(m,n?。紈-t2=子)12(等時(shí)間間隔)C(t)：tiC(ti)2=45.83min192a0-2t=0.204故:14.900.204則:一1一=1.CA0ckt)N(10.2715=0.9484.9廣92、解:(1)為變?nèi)莘磻?yīng),(i)InertA-2RS(i)Inert摩爾比；0.250.75即:1/3故:i=1/3,即:11.InertA-2RSInert膨脹率:VXa=1-VXa*ntotal,XAdntotal,XA=0(211/3)-(11/3)ntotal,XA=011/31.58分鐘后：V=2Vo=Vo(1+AxA)解彳導(dǎo)：Xa=66.7%3、解:optln二嗎=2.31mink2-k10.3optV0得：Vp=2.31X15=34.66C_wR,maxCA0k2-