化学反应工程习题答案

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化学反应工程练习题解答

第一章习题

有一反响在间歇反响器中进行，经过8min 后，反响物转化掉80％，经过18min 后，转化掉90％，求表达此反响的动力学方程式。解

A A min 18A0min 8A0A

A A0d d 2

19.019.0181)(21

8.018.081)(11kc t

c kc kc x x c kt =-

=-⋅==

-⋅=-⋅=

为假设正确，动力学方程 2

在间歇搅拌槽式反响器中，用醋酸与丁醇生产醋酸丁酯，反响式为：

()()()()

S R B A O H H COOC CH OH H C COOH CH 2943SO H 9434

2+−−→−+

反响物配比为：A(mol):B(mol)=1:4.97，反响在100℃下进行。A 转化率达50％需要时间为24.6min ，辅助生产时间为30min ，每天生产2400kg 醋酸丁酯〔忽略别离损失〕，计算反响器体积。混合物密度为750kg·m -3，反响器装填系数为0.75。解

1i 1.2m 0.75

0.8949

总体积反应0.8949m 0.910.9834有效体积反应0.91hr

54.6

折合54.6min 3024.6总生产时间hr 0.9834m 750

737.5换算成体积流量hr 737.5kg 634.1103.4总投料量hr 634.1kg 744.97724.1B 4.97:1B :A hr 103.4kg 601.724折算成质hr 1.724kmol 0.5

0.862

的投料量

A ，则50%转化率hr 0.862kmol 116

(完整版)化学反应工程课后习题答案.

由于化学平衡的限制，反应过程中一氧化碳不可能全部转化成甲醇，为了提高原料的利用率，生产上采用循环操作，即将反应后的气体冷却，可凝组份变为液体即为粗甲醇，不凝组份如氢气及一氧化碳等部分放空，大部分经循环压缩机后与原料气混合返回合成塔中。下图是生产流程示意图
原料气Bkg/h粗甲醇Akmol/h
100kmol放空气体
切线的斜率为
由（2.6）式可知反应物的水解速率为
2.2在一管式反应器中常压300℃等温下进行甲烷化反应：
催化剂体积为10ml，原料气中CO的含量为3%，其余为N2,H2气体，改变进口原料气流量Q0进行实验，测得出口CO的转化率为：
Q0(ml/min)
83.3
67.6
50.0
38.5
29.4
22.2
X(%)
nN=nN0=43.28 mol
所以，反应器出口气体组成为：
组分
摩尔数（mol）
摩尔分率%
CH3OH
7.672
6.983
HCHO
18.96
17.26
H2O
38.3
34.87
CO2
0.7672
0.6983
O2
0.8788
0.7999
N2
43.28
39.39
1.1.2工业上采用铜锌铝催化剂由一氧化碳和氢合成甲醇，其主副反应如下：

(完整版)反应工程课后答案完整版.

1 绪论

1.1在银催化剂上进行甲醇氧化为甲醛的反应：

进入反应器的原料气中，甲醇：空气：水蒸气=2：4：1.3（摩尔比），反应后甲醇的转化率达72%，甲醛的收率为69.2%。试计算

（1）（1）反应的选择性；

（2）（2）反应器出口气体的组成。

解：（1）由（1.7）式得反应的选择性为：

（2）进入反应器的原料气中，甲醇：空气：水蒸气=2：4：1.3（摩尔比），组分摩尔分率y i0 摩尔数n i0(mol)

CH3

2/（2+4+1.3）=0.2740 27.40

空气4/（2+4+1.3）=0.5479 54.79

水 1.3/（2+4+1.3）=0.1781 17.81

总计 1.000 100.0

A P

出口甲醇、甲醛和二氧化碳的摩尔数n A、n P和n c分别为：

n A=n A0(1-X A)=7.672 mol

n P=n A0Y P=18.96 mol

n C=n A0(X A-Y P)=0.7672 mol

结合上述反应的化学计量式，水（n W）、氧气（n O）和氮气（n N）的摩尔数分别为：

n W=n W0+n P+2n C=38.30 mol

n O=n O0-1/2n P-3/2n C=0.8788 mol

n N=n N0=43.28 mol

组分摩尔数（mol）摩尔分

率%

7.672 6.983

CH3

18.96 17.26

HCH

H2O 38.3 34.87

CO2 0.7672 0.6983

O2 0.8788 0.7999

N2 43.28 39.39

2 反应动力学基础

2.4在等温下进行液相反应A+B→C+D，在该条件下的反应速率方程为：

(完整版)《化学反应工程》试题及答案

《化学反应工程》试题

一、填空题

1. 质量传递、热量传递、动量传递和化学反应称为三传一反.

2. 物料衡算和能量衡算的一般表达式为输入-输出=累积。

3. 着眼组分A 转化率x A 的定义式为 x A =(n A0-n A )/n A0 。

4. 总反应级数不可能大于 3 。

5. 反应速率-r A =kC A C B 的单位为kmol/m 3·h ，速率常数k 的因次为 m 3/kmol ·h 。

6. 反应速率-r A =kC A 的单位为kmol/kg ·h ，速率常数k 的因次为 m 3/kg ·h 。

7. 反应速率2

/1A A kC r =-的单位为mol/L ·s ，速率常数k 的因次为 (mol)1/2·L -1/2·s 。 8. 反应速率常数k 与温度T 的关系为2.1010000

lg +-

k ，

其活化能为 83.14kJ/mol 。 9.

某反应在500K 时的反应速率常数k 是400K 时的103倍，则600K 时的反应速率常数k

时是400K 时的 105 倍。

10. 某反应在450℃时的反应速率是400℃时的10倍，则该反应的活化能为（设浓度不变） 186.3kJ/mol 。

11. 非等分子反应2SO 2+O 2==2SO 3的膨胀因子2SO δ等于 -0.5 。 12. 非等分子反应N 2+3H 2==2NH 3的膨胀因子2H δ等于 –2/3 。 13. 反应N 2+3H 2==2NH 3中（2N r -）= 1/3 （2H r -）= 1/2 3NH r

《化学反应工程》试题及答案

《化学反应⼯程》试题及答案

《化学反应⼯程》试题库

⼀、填空题

1. 质量传递、热量传递、动量传递和化学反应称为三传⼀反.

2. 物料衡算和能量衡算的⼀般表达式为输⼊-输出=累积。

3. 着眼组分A 转化率x A 的定义式为 x A =(n A0-n A )/n A0 。

4. 总反应级数不可能⼤于 3 。

5. 反应速率-r A =kC A C B 的单位为kmol/(m 3·h)，速率常数k 的因次为 m 3/(kmol ·h ) 。

6. 反应速率-r A =kC A 的单位为kmol/kg ·h ，速率常数k 的因次为 m 3/kg ·h 。

7. 反应速率2

/1A A kC r =-的单位为mol/L ·s ，速率常数k 的因次为 (mol)1/2·L -1/2·s 。 8. 反应速率常数k 与温度T 的关系为2.1010000

ln +-

k ，

其活化能为 83.14kJ/mol 。 9.

某反应在500K 时的反应速率常数k 是400K 时的103倍，则600K 时的反应速率常数k

时是400K 时的 105 倍。

10. 某反应在450℃时的反应速率是400℃时的10倍，则该反应的活化能为（设浓度不变） 186.3kJ/mol 。

11. ⾮等分⼦反应2SO 2+O 2==2SO 3的膨胀因⼦2SO δ等于 -0.5 。 12. ⾮等分⼦反应N 2+3H 2==2NH 3的膨胀因⼦2H δ等于–2/3 。 13. 反应N 2+3H 2==2NH 3中（2N r -）= 1/3 （2H r -）= 1/2 3NH r

反应工程总复习题(答案)

化学反应工程试题答案

一、单选题：（共60小题,每题0.5分)

1、化学反应工程是研究如下问题的学科：（A）

A、化学反应器工程问题

B、化工单元操作

C、反应器特性

D、传递特性

2、化学反应工程研究的对象是：（A)

A、化学反应器

B、单元操作

C、化工流程

D、化学工艺

3、连续操作的反应器的独立变量为（C）

A、浓度

B、反应时间

C、反应器体积大小

4、理想混合的间歇反应器的独立变量为（B)

A、反应速率

B、反应时间

C、反应空间

5、连续操作的理想混合流反应器的独立变量是: （C)

A、反应物浓度

B、反应时间

C、反应空间

6、间歇操作的反应器所具有的特点包括：（A）

A、参数随时间变化

B、参数随空间变化

C、累积量为零

D、累积量不为零

7、在对理想的全混流反应器进行物料衡算时,下面哪些量为零：(D）

A、流入量

B、流出量

C、反应量

D、累积量

8、在对定常态操作的反应器进行物料衡算时，下面哪些量为零：（D）

A、流入量

B、流出量

C、反应量

D、累积量

9、稳定的定常态操作点符合如下条件：(A）

A、移热速率大于放热速率

B、移热速率小于放热速率

C、移热速率等于放热速率

10、若CSTR的某一操作点是稳定的定常态操作点，则该操作状态具有的特点是：（C）

A、移热速率大于放热速率

B、移热速率小于放热速率

C、移热速率等于放热速率

11、在CSTR中进行一级不可逆反应，最多可以有几个定常态操作点? (D）

A、0

B、1

C、2

D、3

E、4

12、对于反应级数大于零的反应，下述情况哪种容积效果最高？(C）

A、单釜CSTR

B、多釜CSTR

C、PFR

13、对于自催化反应，下述情况哪种容积效果最高？(A)

化学反应工程练习题解答

第一章习题

1 有一反应在间歇反应器中进行，经过8min 后，反应物转化掉80％，经过18min 后，转化掉90％，求表达此反应的动力学方程式。解

A A min 18A0min 8A0A

A A0d d 2

19.019.0181)(21

8.018.081)(11kc t

c kc kc x x c kt =-

=-⋅==

-⋅=-⋅=

为假设正确，动力学方程

2 在间歇搅拌槽式反应器中，用醋酸与丁醇生产醋酸丁酯，反应式为：

()()()()

S R B A O H H COOC CH OH H C COOH CH 2943SO H 9434

2+−−→−+

反应物配比为：A(mol):B(mol)=1:4.97，反应在100℃下进行。A转化率达50％需要时间为24.6min，辅助生产时间为30min，每天生产2400kg醋酸丁酯（忽略分离损失），计算反应器体积。混合物密度为750kg·m-3，反应器装填系数为0.75。

解

1i 1.2m 0.75

0.8949

总体积

反应0.8949m 0.910.9834有效体积反应0.91hr

54.6

折合54.6min 3024.6总生产时间hr 0.9834m 750

737.5

换算成体积流量hr 737.5kg 634.1103.4总投料量hr 634.1kg 744.97724.1B 4.97:1B :A hr 103.4kg 601.724折算成质hr 1.724kmol 0.5

0.862

的投料量

A ，则50%转化率hr 0.862kmol 116

化学反应工程习题及答案

题目：全混流连续操作反应器，反应器内温度、浓度处处均匀一致，故所有物料粒子在反应器内的停留时间相同。正确答案：错

题目：相同条件下，分别用下列反应器处理物料，比较反应器有效容积的大小。

①单段全混流反应器（V R1）

②四个体积相同的全混流反应器串联（V R2）

③两个体积相同的全混流反应器串联（V R3）

④平推流反应器（V R4）

则（V R4）＞（V R2）＞（V R3）＞（V R1）

正确答案：错

题目：设备放大，造成微元停留时间分布和返混程度改变，放大时反应结果恶化。

正确答案：对

题目：生产能力是相同条件下，单位时间、单位反应器体积所能获得的（产物量），或完成相同生产任务，所需反应器的（体积）。

题目：化工生产中应用于均相反应过程的化学反应器主要有（釜式）反应器和（管式）反应器。题目：釜式反应器的基本结构主要包括反应器（壳体）

、（搅拌器）、（密封装置）和（换热装置）等。题目：手孔或人孔的安设是为了检查（内部空间）以及安装和拆卸设备（内部构件）。

题目：釜式反应器中夹套式换热器适用于传热面积（较小），传热介质压力（较低）的情况。题目：基元反应的级数即为化学反应式的（计量系数），对非基元反应的级数通过（实验）确定。题目：单一反应利用（转化率）可以确定反应物转化量与产物生成量之间的关系。

题目：间歇反应，只要C ＡＯ相同，无论处理量多少，达一定（转化率）每批所需的（反应时间）相同。题目：对同一反应在相同条件下，达到相同转化率，全混釜反应器所需有效体积（最大）

，平推流反应器所需有效体积（最小）

化学反应工程考试试题及答案

一. 选择题

1. 在进行化学反应工程设计时，以下哪个因素不属于考虑的主要因素？

a) 反应速率

b) 反应动力学

c) 原料成本

d) 温度控制

答案：c) 原料成本

2. 化学反应工程中，以下哪种反应类型属于放热反应？

a) 氧化反应

b) 加氢反应

c) 氢化反应

d) 生成酸反应

答案：a) 氧化反应

3. 执行化学反应时，下列哪个条件对于控制选择性反应非常重要？

a) 压力

b) 流速

c) 反应物比例

d) 温度

答案：c) 反应物比例

4. 下列哪种反应类型在进行反应工程设计时需要考虑催化剂的使用？

a) 酯化反应

b) 氧化反应

c) 反应物分解反应

d) 酸碱中和反应

答案：a) 酯化反应

5. 在进行化学反应工程设计时，下列哪种参数是必须考虑的？

a) 反应器材料

b) 搅拌速率

c) 产品收率

d) 反应器体积

答案：d) 反应器体积

二. 简答题

1. 请简述酸碱中和反应的基本原理及过程。

答案：酸碱中和反应是指酸和碱在一定的条件下，以化学反应形式

相互中和，生成盐和水。这种反应的基本原理是酸和碱互相转化为盐

和水的化学反应。酸和碱分别具有H+离子和OH-离子，当它们混合时，H+离子和OH-离子结合生成水分子，并生成相应的盐。

2. 请简要描述化学反应速率的定义及影响因素。

答案：化学反应速率是指单位时间内反应物消失或生成物产生的量。影响化学反应速率的因素有：

- 反应物浓度：反应物浓度越大，反应速率越快。

- 温度：温度升高会加快反应速率，因为高温会增加反应物分子的

热运动速度。

- 催化剂：催化剂能够降低化学反应的活化能，从而加速反应速率。

《化学反应工程》课后习题答案

CA0 7.14mol / L; 试求下列方案的转化率。
解：（1）串联两个体积0.25m3的CSTR

VR V0

CA0 xA1 k CA21

CA0 (xA2 xA1) k CA2 2

0.25 7.14 103
35min
xA1 (1 xA1)2

xA2 xA1 (1 xA2 )2
3-7 已知： A P rA kCACP ; CP0 0 k 10 2 m3 /(kmol s); V0 0.002 m3 / s
CA0 2kmol / m3; 问xA 0.98时，
下列各种情况下的反应体积。
解：（1）单个PFR
根据
VR V0
CA0
xA dxA 0 rA
VR2 331 .63(s); V0
VR2 0.002 331 .63 0.66(m3)
习题3-8讲解
3-8 已知： A R
rA k1CA k2CR
x*A

2 3
;
xAf
1; 3
如何调节加料速率，使xAf
1? 2
解：当反应达到平衡转化率时
rA k1CA k2CR 0
k1 CR CA0 CA0 (1 x*A ) x*A 2 / 3 2

《化学反应工程》课后习题答案

组分
摩尔分率yi0
摩尔数ni0(mol)
CH3OH
2/（2+4+1.3）=0.2740
27.40
空气
4/（2+4+1.3）=0.5479
54.79
水
1.3/（2+4+1.3）=0.1781
17.81
总计
1.000
100.0
设甲醇的转化率为XA，甲醛的收率为YP，根据（1.3）和（1.5）式可得反应器出口甲醇、甲醛和二氧化碳的摩尔数nA、nP和nc分别为：
切线的斜率为
由（2.6）式可知反应物的水解速率为
2.2在一管式反应器中常压300℃等温下进行甲烷化反应：
催化剂体积为10ml，原料气中CO的含量为3%，其余为N2,H2气体，改变进口原料气流量Q0进行实验，测得出口CO的转化率为：
Q0(ml/min)
83.3
67.6
50.0
38.5
29.4
22.2
X(%)
由已知循环气与新鲜气之摩尔比，可得反应器出口处的CO摩尔流量为
F’CO,0=100×0.2682+7.2×100×0.1549=138.4 kmol/h
所以CO的单程转化率为
产物粗甲醇所溶解的CO2、CO、H2、CH4和N2总量D为
粗甲醇中甲醇的量为
(B-D)X甲/Mm=(785.2-0.02848B)×0.8915/32=21.25 kmol/h

化学反应工程_习题集(含答案)

《化学反应工程》课程习题集

一、单选题

1.某反应的速率常数k=0.0462－1，又知初始浓度为0.1mol.dm－3，则该反应的半衰期为:

(A) 1/(6.93×10-2×0.12) (B) 15分

2.某一级反应, 当反应物的浓度降为起始浓度的1％时,需要t1秒, 若将反应物的浓度提高一倍, 加快反应速率, 当反应物浓度降低为起始浓度的1％时, 需时为t2, 则:

(A ) t1﹥t2 (B) t1=t2

3.某反应物反应掉7/8所需的时间恰好是它反应掉1/2所需时间的3倍, 则该反应的级数是:

(A) 零级 (B) 一级反应 (C) 三级反应 (D) 二级反应

4.若两个相同类型的气相双分子反应的△H⊙值相等, 又在400k时,它们的活化熵之差△S1⊙-△S2⊙=10 J.mol-1,则两反应的速率常数之比为:

(A) K1/K2=0.300 (B) K1/K2=0.997

5.对反应A+B→C, 由下列数据

C A0/mol.dm-3 C B0/mol.dm-3 r0/ mol.dm-3

1.0 1.0 0.15

2.0 1.0 0.30

1.0

2.0 0.15

则该反应的速率方程为:

(A) r=K C B (B) r=K C A C B

6.一个反应的活化能是33kJ·mol-1, 当 T = 300K 时，温度每增加1K，反应速率常数增加的百分数约是___。

化学反应工程原理第二版课后练习题含答案

化学反应工程原理第二版课后练习题含答案第一章：化学反应及其动力学

1.1 选择题

1.在一个二级反应中，反应物消耗的速率是：

A. 指数级

B. 线性级

C. 平方级

D. 无法确定

答案：A

2.在实验室里，观察到以下两个过程：

I、反应物浓度显著降低时，反应速率也随之降低；

II、加热环境下反应速率明显提高。

从以上两个过程可以推断：

A. 反应是随机过程，和反应物数量无关

B. 反应是由反应物占据的活性中心引发，活性中心数量随反应物浓度升高而增多

C. 反应是由温度升高引起反应物动能升高而加快反应速率

D. 反应是由催化剂引发的，加热可提高催化剂效率

答案：C

1.2 填空题

1.在单级分步反应中，反应速率方程为 r=kC_A^m C_B^n ，其中，

m+n=……

答案：2

2.在第一级反应中，半衰期的定义为反应物浓度减少到初值的……

答案：一半

1.3 计算题

1.在气相反应 A+B=C 中，当初浓度均为 2mol/L 时，反应速率为

0.1mol/L*s，求 5s 后反应物含量（假设反应一级）。

答案：

k = r/C_A = r/2 = 0.1/2 = 0.05

kt = 0.05 5 = 0.25

C_A = C_A0 * e^{-kt} = 2 * e^{-0.25} = 1.22mol/L

C_B = C_B0 * e^{-kt} = 2 * e^{-0.25} = 1.22mol/L

C_C = C_C0 + (C_A0-C_A) = 2 + (2-1.22) = 2.78mol/L

2.在二级反应A+B→C 中，初时只有 A，它以 0.1mol/L的浓度存在；

（完整版）化学反应工程作业答案

（完整版）化学反应⼯程作业答案

3-2 在等温间歇反应器中进⾏皂化反应325325CH COOC H NaOH CH CHCOONa C H OH +→+ 该反应对⼄酸⼄酯和氢氧化钠均为⼀致，反应开始时⼄酸⼄酯和氢氧化钠的浓度均为0.02mol/L ，反应速率常数为5.6L/（min ·mol ），要求最终转化率为

0.95，试求当反应器体积为31m 、32m 时，所需的反应时间是多少？解： A B C D +=+

A A

B r k

C C =?? 设A 的转化率为A x ，B 的转化率为B x

B B B

B B B n n n x n n --?== ∵ 00A B n n = ， A B n n ?=? ，∴ A B

C C =

t=0

x A

A a

dx C r ?

=020

x A

A A dx C k C ??

=01(1)A Af kC x --0

1A k C =169.6 min t 与反应体积⽆关。

∴31m 、所需反应时间均为169.6min

3-3 在平推流反应器中进⾏等温⼀级反应，出⼝转化率为0.9，现将该反应移到⼀个等体积的全混流反应器中进⾏，且操作条件不变，问出⼝转化率是多少？解：对于平推流反应器： 1ln

1Af k x τ=- 0

v v τ= 对于全混流反应器： ''

1Af Af

x k x τ=

- 0

v v τ=

∴ 1ln

1Af x -='

1Af Af

x x -=2.3 ∴ '

Af x =0.697

3-6 已知某均相反应，反应速率2

,17.4A A r kC k ml ==/（mol ﹒min ），物料密度恒定为0.75g/ml ，

化学反应工程课后习题答案

化学反应工程是化学工程学科中的重要分支之一，它研究的是化学反应在工业

生产中的应用。通过对反应过程的分析和优化，可以提高反应的产率、选择性

和经济性。在学习化学反应工程的过程中，我们经常会遇到一些习题，下面我

将为大家提供一些常见习题的解答。

1. 习题一：对于一个一级反应A→B，初始浓度为C0的A，经过一段时间t后，浓度为Ct。求该反应的速率常数k。

解答：根据一级反应的速率方程，可以得到d[A]/dt = -k[A]，其中d[A]/dt表示

A的浓度随时间的变化率。根据题意，我们可以得到d[A]/dt = (Ct - C0)/t。将

这两个式子相等，可以得到(Ct - C0)/t = -k[A]。由于初始浓度为C0的A，所以[A] = C0。将这个值代入上式，可以得到(Ct - C0)/t = -kC0。整理一下，就可以

得到k = (C0 - Ct)/C0t。

2. 习题二：对于一个二级反应A + B→C，初始浓度分别为C0的A和C1的B，经过一段时间t后，浓度分别为Ct的A和Ct+1的B。求该反应的速率常数k。解答：根据二级反应的速率方程，可以得到d[A]/dt = -k[A][B]，d[B]/dt = -

k[A][B]。根据题意，我们可以得到d[A]/dt = (Ct - C0)/t，d[B]/dt = (Ct+1 - C1)/t。将这两个式子相等，可以得到(Ct - C0)/t = (Ct+1 - C1)/t = -k[A][B]。由于初始

反应工程总复习题集(答案解析)

化学反应工程试题答案

一、单选题：（共60小题，每题0.5分）

1、化学反应工程是研究如下问题的学科：（A）

A、化学反应器工程问题

B、化工单元操作

C、反应器特性

D、传递特性

2、化学反应工程研究的对象是：（A）

A、化学反应器

B、单元操作

C、化工流程

D、化学工艺

3、连续操作的反应器的独立变量为（C）

A、浓度

B、反应时间

C、反应器体积大小

4、理想混合的间歇反应器的独立变量为（B）

A、反应速率

B、反应时间

C、反应空间

5、连续操作的理想混合流反应器的独立变量是：（C）

A、反应物浓度

B、反应时间

C、反应空间

6、间歇操作的反应器所具有的特点包括：（A）

A、参数随时间变化

B、参数随空间变化

C、累积量为零

D、累积量不为零

7、在对理想的全混流反应器进行物料衡算时，下面哪些量为零：（D）

A、流入量

B、流出量

C、反应量

D、累积量

8、在对定常态操作的反应器进行物料衡算时，下面哪些量为零：（D）

A、流入量

B、流出量

C、反应量

D、累积量

9、稳定的定常态操作点符合如下条件：（A）

A 、移热速率大于放热速率

B 、移热速率小于放热速率

C 、移热速率等于放热速率

10、若CSTR 的某一操作点是稳定的定常态操作点，则该操作状态具有的特点是：（C ）

A 、移热速率大于放热速率

B 、移热速率小于放热速率

C 、移热速率等于放热速率

11、在CSTR 中进行一级不可逆反应，最多可以有几个定常态操作点？（D ）

A 、0

B 、1

C 、2

D 、3

E 、4

12、对于反应级数大于零的反应，下述情况哪种容积效果最高？（C ）

A 、单釜CSTR