反應(yīng)工程總復(fù)習(xí)題(答案)

化學(xué)反應(yīng)工程試題答案一、單選題：（共60小題，每題0.5分）1、化學(xué)反應(yīng)工程是研究如下問題的學(xué)科：（A）A、化學(xué)反應(yīng)器工程問題B、化工單元操作C、反應(yīng)器特性D、傳遞特性2、化學(xué)反應(yīng)工程研究的對象是：（A）A、化學(xué)反應(yīng)器B、單元操作C、化工流程D、化學(xué)工藝3、連續(xù)操作的反應(yīng)器的獨立變量為（C）A、濃度B、反應(yīng)時間C、反應(yīng)器體積大小4、理想混合的間歇反應(yīng)器的獨立變量為（B）A、反應(yīng)速率B、反應(yīng)時間C、反應(yīng)空間5、連續(xù)操作的理想混合流反應(yīng)器的獨立變量是：（C）A、反應(yīng)物濃度B、反應(yīng)時間C、反應(yīng)空間6、間歇操作的反應(yīng)器所具有的特點包括：（A）A、參數(shù)隨時間變化B、參數(shù)隨空間變化C、累積量為零D、累積量不為零7、在對理想的全混流反應(yīng)器進行物料衡算時，下面哪些量為零：（D）A、流入量B、流出量C、反應(yīng)量D、累積量8、在對定常態(tài)操作的反應(yīng)器進行物料衡算時，下面哪些量為零：（D）A、流入量B、流出量C、反應(yīng)量D、累積量9、穩(wěn)定的定常態(tài)操作點符合如下條件：（A）A、移熱速率大于放熱速率B、移熱速率小于放熱速率C、移熱速率等于放熱速率10、若CSTR的某一操作點是穩(wěn)定的定常態(tài)操作點，則該操作狀態(tài)具有的特點是：（C）A、移熱速率大于放熱速率B、移熱速率小于放熱速率C、移熱速率等于放熱速率11、在CSTR中進行一級不可逆反應(yīng)，最多可以有幾個定常態(tài)操作點？（D）A、0B、1C、2D、3E、412、對于反應(yīng)級數(shù)大于零的反應(yīng)，下述情況哪種容積效果最高？（C）A、單釜CSTRB、多釜CSTRC、PFR13、對于自催化反應(yīng)，下述情況哪種容積效果最高？（A）A、CSTR串聯(lián)PFRB、最優(yōu)循環(huán)比下操作的PFRC、CSTR14、穩(wěn)定的定常態(tài)操作的CSTR反應(yīng)器在該操作點下列情況是必然成立的：（B）A、移熱速率等于放熱速率B、移熱速率大于放熱速率C、移熱速率小于放熱速率15、對于級數(shù)大于零的自催化反應(yīng)，其動力學(xué)線（）一般存在一個極值，下述情況哪種容積效果最高？（D）A、單釜CSTRB、多釜CSTRC、PFRD、CSTR串聯(lián)PFR16、對于反應(yīng)級數(shù)小于零的反應(yīng)，下述情況哪種容積效果最高？（A）A、單釜CSTRB、多釜CSTRC、PFR17、對于絕熱的放熱反應(yīng)，下述哪種操作方式的容積效果最高？（A）A、CSTR串聯(lián)PFRB、最優(yōu)循環(huán)比下操作的PFRC、CSTR18、平推流反應(yīng)器的空時與反應(yīng)時間之間的關(guān)系下列哪種說法正確？（C）A、總是相等B、總是不相等C、不確定19、全混流反應(yīng)器的空時與反應(yīng)時間之間的關(guān)系下列哪種說法正確？（C）A、總是相等B、總是不相等C、不確定20、平推流反應(yīng)器中進行恒溫、恒壓等分子氣相反應(yīng)時，空時與反應(yīng)時間之間的關(guān)系下列哪種說法正確？（A）A、總是相等B、總是不相等C、不確定21、間歇反應(yīng)器的反應(yīng)轉(zhuǎn)化率與反應(yīng)器大小之間下述說法哪些正確？（B）A、與反應(yīng)器大小有關(guān)B、與反應(yīng)器大小無關(guān)C、不確定22、在對間歇反應(yīng)器進行設(shè)計時，反應(yīng)器體積大小與下述哪個因素有關(guān)？（B）A、反應(yīng)時間B、單位時間處理量C、不確定23、從反應(yīng)器的停留時間分布測定中求得無因次方差，則反應(yīng)器可近視為：（B）A、理想的平推流反應(yīng)器B、理想的全混流反應(yīng)器C、理想混合間歇反應(yīng)器24、從反應(yīng)器的停留時間分布測定中求得無因次方差，則該反應(yīng)器可近視為：（A）A、理想的平推流反應(yīng)器B、理想的全混流反應(yīng)器C、理想混合間歇反應(yīng)器25、固定催化反應(yīng)床層的空隙率是影響床層流體流動特性的重要參數(shù)，一般情況下當過大時，會導(dǎo)致流體如下現(xiàn)象產(chǎn)生：（B）A、床層壓降變大B、溝流現(xiàn)象C、床層熱點26、采用平推流和全混流反應(yīng)器進行任意級數(shù)的反應(yīng)，若反應(yīng)空時相等，則平推流反應(yīng)器出口轉(zhuǎn)化率與全混流反應(yīng)器的出口轉(zhuǎn)化率之間的大小關(guān)系：（C）A、總是大于B、總是小于C、不能確定27、若脈沖法測得一反應(yīng)器存在流體質(zhì)點停留時間分布，則：（C）A、一定存在返混B、不存在返混C、不能確定28、若氣固多相催化反應(yīng)為內(nèi)擴散過程所控制，可以通過下述哪種方法措施減小內(nèi)擴散對反應(yīng)速度的影響：（B）A、提高流體線速度B、減小催化劑的粒徑C、增大線速度、D增大催化劑粒徑29、若氣固多相催化反應(yīng)為外擴散過程所控制，可以通過下述哪種方法措施減小外擴散對反應(yīng)速度的影響：（C）A、提高流體線速度B、減小催化劑的粒徑C、增大線速度、D增大催化劑粒徑30、若氣固多相催化反應(yīng)器內(nèi)存在溝流現(xiàn)象，可以通過下述哪種措施加以改良：（B）A、提高流體線速度B、改善床層空隙率均一C、增大催化劑粒徑31、若氣固多相催化反應(yīng)器內(nèi)存在壁效應(yīng)現(xiàn)象，可以通過下述哪種措施加以改良：（C）A、增大催化劑粒徑B、減小反應(yīng)器直徑C、增大反應(yīng)器直徑32、若氣固多相催化反應(yīng)器內(nèi)存在短路流現(xiàn)象，可以通過下述哪種措施加以改良：（B）A、增大催化床層直徑B、改善床層空隙率均一C、增大催化劑粒徑33、當分子擴散的平均自由程大于催化劑微孔直徑時，分子在微孔中的擴散為：（A）A、努森擴散B、分子擴散C、構(gòu)型擴散34、當分子擴散的平均自由程小于催化劑微孔直徑時，分子在微孔中的擴散為：（B）A、努森擴散B、分子擴散C、構(gòu)型擴散35、催化劑顆粒的有效利用系數(shù)與催化劑的顆粒直徑有關(guān)，當顆粒直徑增大時，內(nèi)表面利用率：（B）A、增大B、減小C、不變D、不確定36、催化劑顆粒的有效利用系數(shù)與反應(yīng)溫度有關(guān)，反應(yīng)溫度提高，內(nèi)表面利用率：（A）A、增大B、減小C、不變D、不確定37、均相CSTR反應(yīng)器中放熱S形曲線與移熱直線一般有3個交點，高溫區(qū)交點具有如下特征：（A）A、穩(wěn)定的定常態(tài)B、非穩(wěn)定的定常態(tài)C、不能確定是否穩(wěn)定38、均相CSTR反應(yīng)器中放熱S形曲線與移熱直線一般有3個交點，中溫區(qū)交點具有如下特征：（B）A、穩(wěn)定的定常態(tài)B、非穩(wěn)定的定常態(tài)C、不能確定是否穩(wěn)定39、均相CSTR反應(yīng)器中放熱S形曲線與移熱直線一般有3個交點，低溫區(qū)交點具有如下特征：（A）A、穩(wěn)定的定常態(tài)B、非穩(wěn)定的定常態(tài)C、不能確定是否穩(wěn)定40、某反應(yīng)器經(jīng)脈沖示蹤法測得的實驗數(shù)據(jù)計算得方差0，則這個反應(yīng)器近似可看作為：（A）A、理想的平推流反應(yīng)器B、理想的全混流反應(yīng)器C、理想混合間歇反應(yīng)器41、下圖中①②③④⑤分別代表5股物流；a、b、c、d代表四個操作點；L1、L2、L3分別代表三條不同的關(guān)系曲線，則曲線L1代表的含義為：（B）A、平衡溫度線B、最優(yōu)溫度線C、動力學(xué)曲線42、如上圖，曲線L2代表的含義為：（A）A、平衡溫度線B、最優(yōu)溫度線C、動力學(xué)曲線43、如上圖，曲線L3代表的含義為：（C）A、平衡溫度線B、最優(yōu)溫度線C、動力學(xué)曲線44、如上圖，a點的轉(zhuǎn)化率與d點的轉(zhuǎn)化率之間的關(guān)系為：（B）A、xa>xdB、xa<xdC、xa=xd45、如上圖，b點與c點之間存在如下關(guān)系：（C）A、xb>xcB、xb<xcC、xb=xc46、理想平推流反應(yīng)器串聯(lián)的級數(shù)越多，則流體質(zhì)點經(jīng)過反應(yīng)器后的離散程度：（C）A、越大B、越小C、不變D、不確定47、理想全混流反應(yīng)器串聯(lián)的級數(shù)越多，則流體質(zhì)點經(jīng)過反應(yīng)器后的離散程度：（B）A、越大B、越小C、不變D、不確定48、移熱速率大于放熱速率是全混流反應(yīng)器保持穩(wěn)定操作的：（B）A、充分條件B、必要條件C、充分必要條件49、可以通過下述的哪種方法減小固定催化床反應(yīng)器床層阻力降：（B）A、提高線速度B、提高床層空隙率C、提高催化劑的比表面積50、球形催化劑進行一級不可逆反應(yīng)，可以用梯爾模數(shù)值（）的大小來判斷內(nèi)擴散的影響程度，若球形催化劑顆粒半徑越大，則梯爾模型值越大，內(nèi)擴散影響程度越則：（A）A、越大B、越小C、不變51、球形催化劑進行一級不可逆反應(yīng)，可以用梯爾模數(shù)值（）的大小來判斷內(nèi)擴散的影響程度，若球形催化劑顆粒半徑越大，催化劑顆粒的有效系數(shù)則：（A）A、越大B、越小C、不變52、球形催化劑進行一級不可逆反應(yīng)，可以用梯爾模數(shù)值（）的大小來判斷內(nèi)擴散的影響程度，若反應(yīng)物在粒內(nèi)有效擴散系數(shù)越大，催化劑顆粒的有效系數(shù)則：（A）A、越大B、越小C、不變53、球形催化劑進行一級不可逆反應(yīng)，可以用梯爾模數(shù)值（）的大小來判斷內(nèi)擴散的影響程度，若所進行的化學(xué)反應(yīng)速率越快，催化劑顆粒的有效利用系數(shù)則：（B）A、越大B、越小C、不變54、為了提高級數(shù)相對較高的主反應(yīng)的選擇性，在反應(yīng)器選型時，下列哪種說法是合理的：（B）A、返混程度大的優(yōu)于返混程度小的B、返混程度大的劣于返混程度小的C、相同55、在一定溫度下達到定常態(tài)的氣固多相催化反應(yīng)，粒外擴散速率總是粒內(nèi)化學(xué)反應(yīng)速率：（C）A、大于B、小于C、等于56、對于多段絕熱固定床反應(yīng)器，采用段間換熱裝置的目的主要是為了（A）A、消除軸向溫度梯度B、消除徑向溫度梯度C、消除軸向濃度梯度D、消除徑向濃度梯度57、若氣固多相催化反應(yīng)速率被內(nèi)擴散所控制，則反應(yīng)物氣相主體濃度CAG與催化劑顆粒外表面濃度CAS之間的關(guān)系為：（C）A、CAG大于CASB、CAG小于CASC、CAG等于CAS58、若氣固多相催化反應(yīng)速率被外擴散所控制，則反應(yīng)物氣相主體濃度CAG與催化劑顆粒外表面濃度CAS之間的關(guān)系為：（A）A、CAG大于CASB、CAG小于CASC、CAG等于CAS59、可逆放熱反應(yīng)的x-T曲線如圖所示，在圖中A-H各點中：反應(yīng)速率為零的點為：（A）（A）A和B和C（B）D和E和F（C）G和H60、如上圖，在D、E、F三點中，反應(yīng)速率由大到小的順序為：（A）（A）D>E>F（B）D<E<F（C）無法確定二、多選題（共20小題，每題1分）1、一個反應(yīng)器的特性一般從如下哪幾個方面進行描述？（BCE）A、體積大小B、物質(zhì)傳遞C、熱量傳遞D、形狀E、動量傳遞2、穩(wěn)態(tài)連續(xù)操作的反應(yīng)器特點包括：（BC）A、參數(shù)隨時間變化B、參數(shù)隨空間變化C、累積量為零D、累積量不為零32、理想平推流反應(yīng)器達到穩(wěn)定的定常態(tài)操作時，下列哪些說法是正確的：（BC）參數(shù)隨時間變化B、參數(shù)隨空間變化C、累積量為零D、累積量不為零4、在對間歇反應(yīng)器進行物料衡算時，下面哪些量為零：（AB）A、流入量B、流出量C、反應(yīng)量D、累積量5、全混流反應(yīng)器CSTR的特點包括：（AC）A、瞬間理想混合B、返混程度最小C、出口物料參數(shù)與器內(nèi)相同D、獨立變量為時間6、平推流PFR反應(yīng)器的特點包括：（BD）A、瞬間理想混合B、返混程度為零C、出口物料參數(shù)與器內(nèi)相同D、獨立變量為空間7、其一級不可逆反應(yīng)在CSTR中進行時可能有1至3個定常態(tài)操作點，則穩(wěn)定的操作點可能有幾個？（ABC）A、沒有B、1個C、2個D、3個8、可以通過下述何種方式來有效消除固定床反應(yīng)器的壁效應(yīng)現(xiàn)象：（BC）A、增大催化劑顆粒粒徑B、減少催化劑顆粒粒徑C、增大反應(yīng)器直徑D、提高反應(yīng)器長度9、固定催化反應(yīng)床層的空隙率是影響床層流體流動特性的重要參數(shù)，一般情況下當過大或床層填充不勻時，會導(dǎo)致流體產(chǎn)生：（ABC）A、溝流現(xiàn)象B、短路流C、壁效應(yīng)D、床層熱點10、若氣固多相催化反應(yīng)器內(nèi)存在溝流現(xiàn)象，可以通過下述哪種措施加以改良：（AB）A、減小催化劑粒徑B、改善床層空隙率均一C、增大反應(yīng)器直徑11、若氣固多相催化反應(yīng)器內(nèi)存在短路流現(xiàn)象，可以通過下述哪種措施加以改良：（AB）A、增大催化床層直徑B、改善床層空隙率均一C、增大催化劑粒徑12、氣固多相催化反應(yīng)本征動力學(xué)的推導(dǎo)一般涉及到下列哪些項？（ACD）A、表面吸附B、內(nèi)擴散C、表面反應(yīng)D、表面脫附E、外擴散13、可以通過下述的哪種方法減小固定催化床反應(yīng)器床層阻力降：（BC）A、提高流體線速度B、減少流體線速率C、提高床層空隙率14、多釜串聯(lián)操作的全混流反應(yīng)器在計算出口轉(zhuǎn)化率時可采用公式進行計算，該公式必須滿足三個條件，它們是：（ABD）A、各釜溫度一致B、各釜體積相同C、一級可逆反應(yīng)D、一級不可逆反應(yīng)15、如圖所示ABC為某可逆放熱氣-固相催化反應(yīng)的平衡曲線，DEF為最佳溫度曲線，則反應(yīng)速度為零的點包括：（be）a、C-Fb、A-Bc、D-Ed、Ge、C16、對于多段絕熱固定床反應(yīng)器，采用段間換熱裝置的目的主要是為了：（AB）A、消除軸向溫度梯度B、提高反應(yīng)器容積效率C、消除軸向濃度梯度17、為了提高級數(shù)相對較高的主反應(yīng)的選擇性，在反應(yīng)器選型時，下列哪種做法是合理的：（BC）A、選全混流不選平推流B、選平推流不選全混流C、選多釜串聯(lián)的全混流不選單釜全混流D、選間歇反應(yīng)器不選平推流18、提高氣固多相催化反應(yīng)催化劑的有效利用系數(shù)的方法包括如下哪幾項？（ACD）A、提高反應(yīng)溫度B、增大催化劑的粒徑C、減少催化劑的粒徑D、改善內(nèi)擴散速率19、若氣固多相催化反應(yīng)速率被外擴散所控制，且所進行的催化反應(yīng)為快反應(yīng)，CAG代表主體濃度，CAS代表催化劑顆粒外表面濃度，下面的哪幾項是合理存在的？（AC）A、CAG大于CASB、CAG小于CASC、CAS近似等于零D、CAG等于CAS20、重油催化裂化不宜選用的反應(yīng)器包括：（ABD）A、固定床B、列管式C、流化床D、間歇釜式反應(yīng)器三、判斷題（共20小題，每題0.5分）1、裝置結(jié)構(gòu)、尺寸、型式影響反應(yīng)器內(nèi)物料流動、混合、傳熱等，從而改變反應(yīng)的動力學(xué)特性。（×）2、非等分子反應(yīng)體系的摩爾膨脹因子不等于零，因此不同反應(yīng)時間對應(yīng)的體積流率總將是不一樣的。（×）3、連續(xù)操作的反應(yīng)器的空時就是物料在反應(yīng)器內(nèi)部反應(yīng)時間。（×）4、連續(xù)操作的反應(yīng)器內(nèi)部反應(yīng)溫度及壓力等條件發(fā)生變化，則空時、空速也將發(fā)生變化。（√）5、對于n>0的反應(yīng)，PFR的容積效率總是大于間歇釜式的反應(yīng)器。（√）6、對于反應(yīng)級數(shù)n>0的反應(yīng)，完成相同的生產(chǎn)任務(wù)，采用多釜串聯(lián)的全混流反應(yīng)器的容積效率小于單釜操作。（×）7、平推流反應(yīng)器進行恒溫恒壓等分子反應(yīng)時，空間時間與反應(yīng)時間相等。（√）8、采用全混流反應(yīng)器進行反應(yīng)級數(shù)n>0的反應(yīng)，當生產(chǎn)任務(wù)確定后，串聯(lián)的CSTR反應(yīng)器級數(shù)越多，反應(yīng)器的容積效率越低。（×）9、當多相催化反應(yīng)過程為外擴散過程所控制時，通過減少催化劑顆粒粒徑可以顯著提高宏觀反應(yīng)速度。（×）10、間歇反應(yīng)器的反應(yīng)物達到一定的轉(zhuǎn)化率與反應(yīng)器體積大小無關(guān)，反應(yīng)器體積大小取決于生產(chǎn)強度。（√）11、對于穩(wěn)態(tài)CSTR反應(yīng)器內(nèi)進行的化學(xué)反應(yīng)，其反應(yīng)速率總是固定不變的。（√）12、定常態(tài)操作的CSTR反應(yīng)器移熱速率與放熱速率相等，則可以認為該反應(yīng)器是穩(wěn)定的。（×）13、完成相同的生產(chǎn)任務(wù)，對于級數(shù)大于零的反應(yīng)，多釜串聯(lián)的CSTR反應(yīng)器容積效率總是高于單釜。（√）14、對于反應(yīng)級數(shù)n>0的反應(yīng)，間歇釜式反應(yīng)器的平均反應(yīng)速率總是高于全混流反應(yīng)器，因此完成相同的生產(chǎn)任務(wù)所需要反應(yīng)器體積總是小于全混流反應(yīng)器。（×）15、脈沖實驗測得某一反應(yīng)器內(nèi)的流體質(zhì)點存在明顯的停留時間分布，則可認為該反應(yīng)器一定存在返混現(xiàn)象。（×）16、定常態(tài)操作的CSTR反應(yīng)器移熱速率等于放熱速率不足以說明該操作點是穩(wěn)定的定常態(tài)操作點。（√）17、可以通過提高固定催化床反應(yīng)器床層空隙率來降低床層阻力降。（√）18、減少催化劑顆粒粒徑可以顯著提高一個以內(nèi)擴散為控制步驟的多相催化反應(yīng)過程。（√）19、流體質(zhì)點存在停留時間分布一定是由于返混所造成的。（×）20、多相催化反應(yīng)催化劑的效率因子與催化劑的平均孔徑相關(guān)，孔徑越小，則效率因子越大。（×）四、簡答題（共6小題，每題5分）1、簡要說明化學(xué)反應(yīng)工程研究的任務(wù)主要包括哪些？答案要點：（1）研究反應(yīng)器的三個傳遞特性及所進行反應(yīng)的動力學(xué)特性；（2）確定反應(yīng)器的型式及操作方式；（3）對反應(yīng)器進行最佳設(shè)計及確定最佳的反應(yīng)器條件；2、簡要說明研究化學(xué)反應(yīng)工程學(xué)的基本方法包括哪些？答案要點：基本方法是：模型方法，包括（1）物料衡算模型；（2）熱量衡算模型；（3）動量衡算模型；（4）反應(yīng)動力學(xué)模型；（5）參數(shù)計算式。3、簡要說明反應(yīng)器的特性具體包括哪些內(nèi)容？答案要點：（1）流動狀態(tài)特性；（2）混合狀態(tài)特性；（3）傳熱特性4、理想反應(yīng)器包括哪些形式？試寫出它們的基本設(shè)計方程式。答案要點：理想反應(yīng)器的形式包括：（1）理想混合間歇攪拌反應(yīng)器；（2）理想平推流反應(yīng)器；（3）全混流反應(yīng)器基本設(shè)計方程式：（1）理想混合間歇攪拌反應(yīng)器：（2）理想平推流反應(yīng)器：（3）全混流反應(yīng)器：5、氣固多相催化反應(yīng)一共分為哪七個步驟？答案要點：（1）反應(yīng)物從氣流主體擴散到固體催化劑的外表面（外擴散過程）（2）反應(yīng)物進一步向催化劑的微孔內(nèi)擴散（內(nèi)擴散過程）（3）反應(yīng)物在催化劑的表面上被吸附（吸附過程）（4）吸附的反應(yīng)物轉(zhuǎn)化為反應(yīng)的生成物（表面反應(yīng)過程）（5）反應(yīng)物從催化劑的內(nèi)表面上脫附下來（脫附過程）（6）脫附下來的生成物分子從微孔內(nèi)向外擴散到催化劑外表面處（內(nèi)擴散過程）（7）生成物分子從催化劑外表面擴散到主體氣流中被帶出（外擴散過程）6、單一反應(yīng)的反應(yīng)器形式及操作方式的選擇根據(jù)與CA關(guān)系可以包括三種情況，試說明這三種情況分別采用何種反應(yīng)器形式及操作方式？并比較其優(yōu)劣順序。答案要點：（1）與xA呈單調(diào)上升（一切n>0的不可逆等溫反應(yīng)）