反应工程题库
绪论．
1、化学反应工程是一门研究（）的科学。（化学反应的工程问题）
2.（）和（）一起，构成了化学反应工程的核心。〔三传；反应动力学〕
3.不论是设计、放大或控制，都需要对研究对象作出定量的描述，也就要用数学式来表达个参数间的关系，简称( )。（数学模型）
4.化学反应和反应器的分类方法很多，按反应系统涉及的相态分类，分为：（）和（）。
5.化学反应和反应器的分类方法很多，按操作方法分为（）操作、（）操作和（）操作。
6.化学反应和反应器的分类方法很多，按传热条件分为（）、（）和（）。
选择1. ( ) “三传一反”是化学反应工程的基础，其中所谓的一反是指。
A 化学反应
B 反应工程
C 反应热力学
D 反应动力学,
2. ( ) “三传一反”是化学反应工程的基础，下列不属于三传的是。A 能量传递B质量传连C 热量传递D 动量传递
3. （）按反应器的型式来分类，高径比大于30的为
A.管式反应器B槽式反应器C塔式反应器D釜式反应器
三、判断
1.物理过程不会改变化学反应过程的动力学规律，即化学反应速率与温度浓度之间的关系并不因为物理过程的存在而发生变化。（）
2.流体流动、传质、传热过程不会影响实际反应的温度和参与反应的各组分浓度在时间、空间上的分布，最终影响反应结果。（）
四、简答
1.利用数学模型解决化学反应工程问题的步骤？
第一章 均相单一反应动力学和理想反应器
1.均相反应是指（ ）。
2.如果反应体系中多于一个反应物，在定义转化率时，关键组分A 的选取原则是（ ）。
3. 当计量方程中计算系数的代数和等于零时，这种反应称为( ) ，否则称为( ) .
4. 化学反应速率式为β
α
B A
C A C C K r =-，如用浓度表示的速率常数为C K ，用压力表示的速率常数P K 则 C K ＝( )P K .
5. 活化能的大小直接反映了( )对温度的敏感程度.
6.化学反应动力学方程有多种形式。对于均相反应，方程多数可以写成（ ）或（ ）。
7.对于反应器的开发根据（ ）来选择合适的反应器，结合（ ）和（ ）两方面特性来确定操作方式和优化操作条件。 8.物料在反应器的混合，依据停留时间分为（ ）（ ）。
9.按返混情况的不同，理想流动反应器可分为（ ）、（ ）、（ ）。 10.在设计和分析反应器时，经常涉及（ ）、（ ）、（ ）、（ ）四个量。其中定义为反应器有效容积V R 与流体特征体积流率V 0之比值为（ ）。
二、选择
1.其定义为反应器有效容积V R 与流体特征体积流率V 0之比值的量为（ ） A 反应时间t r B 停留时间t C 空间时间τD 空间速度S V
2. 下列那一项不属于间歇反应器中的非反应时间（ ）
A 投料时间
B 放料时间
C 清洗时间
D 搅拌时间 3.化学反应
222222NO H N H O
+?+，其中化学反应计量系数为+2的是哪种物质( )
A.NO
B.H2
C.N2
D.H2O
4对于一非恒容均相化学反应B A B A αα?，反应组分A 的化学反应速率
A r -=
（ ）
A ．
Vdt dn r A A -
=- B. Vdt dn r A A =- C. dt dC r A A =- D.dt dC r B
A =
-
5．对于反应aA + bB 一pP ＋sS ，则=p r （ ）(-A r )
A.
a
p
B.a p
C. p a
D. p a
6 ．气相反应43A B R S +→+进料时无惰性气体，A 与B 以3：1的摩尔比进料，则膨胀因子A δ =( ) A.1/4 B.2/3 C.-1/4 D.-2/3
7 . 气相反应O H CH H CO 2423+→+进料时无惰性气体，CO 与2H
以1：2摩尔比
进料，则膨胀因子
CO
δ=（ ） A.-2 B.-1 C.1 D.2
8.恒温恒压下乙炔气相加氢反应式为：C 2H 2+H 2C 2H 4。反应开始时初始混合物组成：H 2为3mol, C 2H 2为1mol, CH 4为1mol 。则膨胀因子
C 2H 2，膨胀率C 2H 2分别为（ ）
A 1，51
B -1，51-
C 1，5
1- D -1，51
9.反应241042H CH H C +→，10.2-=S k ，则反应级数n=（ ）
A.0
B.1
C.2
D.3
8 . 反应3A →P ，已只K=0.15(mol/L)-1
.S -1
，则反应级数n=()
A.0
B.1
C.2
D.3
9 ．反应A B C +→，已只K=0.45(mol/L)-1
.S -
，则反应级数n=( )。
A.0
B.1
C.2
D.3
10. 4D 3C 2B A :+=+对于反应 则反应物的消耗速率与产物的生成速率之间的关系为
（ ）
A ()()()D C
B A 413121
r r r r ==-=
- B ()()()D C B A 432r r r r ==-=- C ()()()D C B A 413121r r r r === D ()()()D C B A 4
1
3121r r r r -=-=-=-
11. 若将反应速率写成t
c
r d d A A -=-的条件是（ ）
A 恒温
B 恒压
C 恒容
D 绝热
12. 某二级液相不可逆反应在初始浓度为5kmol ·m -3时，反应到某一浓度需要285s ，初始浓度为1kmol ·m -3时，反应到同一浓度需要283s ，那么，从初始浓度为5kmol ·m -3反应到1kmol ·m -3需要多长时间（ ） A 2Ｓ－１ Ｂ ４Ｓ－１ Ｃ ６Ｓ－１ Ｄ８Ｓ－１
三、判断
1.化学反应计量式中的计量系数与化学反应式中的计量系数相等（ ）（）
2.化学反应计量式只表示参与化学反应的各组分之间的计量关系，与反应历程及反应可以进行的程度无关。（）
3.反应器内的物料组成将受到返混的影响（ ）（）
4.由于存在充分搅拌，所以间歇反应器和全混流反应器一样，都存在返混，只是返混程度不一样。（ ）（）
5. 任何实际的流动都存在返混，管内流体的流动返混较小，容器内流体的流动返混较大（ ）。（ ）
6.在定常态操作下，连续流动的理想反应器物料衡算中，积累量一项为零（√）
7. （ ）间歇反应器的缺点是存在非反应时间，产物损失大，操作费用高，通常用于产值低、批量大的的产物。（）
8.由于存在辅助工作时间，在相同条件下，间歇反应器所需要的反应体积比平推流和全混流反应器所需体积小得多（）
9.实际生产中对于流动处于湍流条件下的管式反应器，列管固定床反应器等，常可按平推流反应器处理（）
10.平推流反应器与间歇反应器的共同之处是他们都不存在返混（）
11.一个化学反应只有一个反应速率，就是以反应程度表示的反应速率(）
12. 对于式Aa+Bb→cC+Dd,a,b,c,d分别是组分A. B .C .D的化学计量系数,其中a<0,b<0,c>0,d>0 ()
13.反应程度ξ描述了某反应进行的程度,它是一个时间的函数.当组分为反应物时, ξ>0;而当组分I为产物时,ξ<0()
14. 对于任一反应,其反应级数就是其对应在反应式中的计量系数()
15. 反映级数的大小反映了该组分浓度对反映速率影响的敏感度。因此，增大该组分的浓度必将是化学反应速率增大 ()
16. 活化能的大小反映了温度对反映速率影响的敏感度。(）
四、简答
1化学反应式与化学计量方程有何异同?化学反应式中计量系数与化学计量方程中的计量系数有何关系?
2何谓基元反应?基元反应的动力学方程中活化能与反应级数的含义是什么?何谓非基元反应?非基元反应的动力学方程中活化能与反应级数含义是什么?
3为什么均相液相反应过程的动力学方程实验测定采用间歇反应器?
五、计算
1.气相基元反应A+2B →2P 在30℃和常压下的反应速率常数k c =
2.65×104m 6kmol -2s -1。现以气相分压来表示速率方程，即(?r A )=k P p A p B 2，求k P =?（假定气体为理想气体） 解
2. 反应A(g) +B(l)→C(l)气相反应物A 被B 的水溶液吸收，吸收后A 与B 生成C 。反应动力学方程为：?r A =kc A c B 。由于反应物B 在水中的浓度远大于A ，在反应过程中可视为不变，而反应物A 溶解于水的速率极快，以至于A 在水中的浓度恒为其饱和溶解度。试求此反应器中液相体积为5m 3时C 的生成量。已知k =1m 3kmol -1hr -1，
c B0
=3kmol ·m -3
，c
A 饱和
=0.02 kmol ·m -3，水溶液流量为10m 3hr -1。
4. 丁烷在700℃，总压为0.3MPa 的条件下热分解反应： C 4H 10→2C 2H 4+H 2 (A) (R) (S)
起始时丁烷为116kg ，当转化率为50%时1A
s MPa 24.0d d -?=-
t
p ，求此时t
y
t n t p d d d d d d A S R -，，。 5. 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。
６．反应(CH3CO)2O+H2O →2CH3COOH 在间歇反应器中15℃下进行。已知一次
加入反应物料50kg，其中(CH3CO)2O的浓度为216mol·m-3，物料密度为1050kg·m-3。反应为拟一级反应，速率常数为k=5.708×107 exp(－E/RT) min-1，E=49.82kJ·mol-1。求xA=0.8时，在等温操作下的反应时间。
８．反应A+B→R+S，已知V R=0.001m3，物料进料速率V0=0.5×10-3m3min-1，c A0=c B0=5mol·m3，动力学方程式为－r A=kc A c B，其中k=100m3kmol-1min-1。求：(1)反应在平推流反应器中进行时出口转化率为多少？(2)欲用全混流反应器得到相同的出口转化率，反应器体积应多大?(3)若全混流反应器体积V R=0.001m3，可达到的转化率为多少?
9.有如下化学反应
CH4+C2H2+H2=C2H4+CH4
(I) (A) (B) (P) (I)
在反应前各组分的摩尔数分别为n I0=1mol；n A0=2mol；n B0=3mol；n P0=0，求化学膨胀率（用两种方法）。
１０．在555K及0.3MPa下，在平推流管式反应器中进行气相反应A→P，已知进料中含A 30%（摩尔分数），其余为惰性物料，加料流量为6.3mol·s-1，动力学方程式为－r A=0.27c A mol·m-3s-1为了达到95％转化率，试求：
(1)所需空速为多少?
(2)反应器容积大小?
11.某厂生产醇酸树脂是使己二酸与己二醇以等摩尔比在70℃用间歇釜并以H2SO4作催化剂进行缩聚反应而生产的，实验测得反应动力学方程为：
-r A=1.9710-3c A2kmol m-3min-1
其中，c A0=4 kmol m-3。若每天处理2400kg己二酸，每批操作辅助生产时间为1h，反应器装填系数为0.75，求：
(1)转化率分别为x A=0.5，0.6，0.8，0.9时，所需反应时间为多少?
(2)求转化率为0.8，0.9时，所需反应器体积为多少?
12.某厂生产醇酸树脂是使己二酸与己二醇以等摩尔比在70℃用平推流反应器并以H2SO4作催化剂进行缩聚反应而生产的，实验测得反应动力学方程为：
-r A=1.9710-3c A2kmol m-3min-1
其中，c A0=4 kmol m-3。若每天处理2400kg己二酸，计算转化率分别为80%和90%时所需反应器体积各为多少?
13均相气相反应A→3R，其动力学方程为-r A=k c A，该过程185℃，400kPa 下在一平推流反应器中进行，其中k=10-2s-1，进料量F A0=30kmol/h，原料含50％惰性气，为使反应器出口转化率达80％，该反应器体积应为多大?
第二章复合反应与反应器选型
一、填空
1. 反应系统中同时发生两个或两个以上化学反应时，称该反应系统为（）.
2. 复合反应基础类别为（）、（）、（）和（）。
3.化学反应工程学重视（）的概念，强调在反应器中不同（）、不同（）上的局部浓度可能不相同。这就造成了同一反应发生在不同反应器中会有不同的结果。
4.工业上常常采用（）的操作方法来控制反应物的合适浓度，以便于控制温度、转化率和收率，或为提高原料的利用率。
5在一定转化率下，可逆吸热反应的速率总是随着温度的（ ）而增加。 6.甲苯硝化生成邻位、对位、间位硝基苯的反应是（ ） 7. 平行反应A →P （目的产物），A →S （副产物）均为一级不可逆反应，若
E E >副
主，
（ ）有利于提高选择性p S
二、选择
1一般情况下，对于反应级数比较大的反应过程，若要求的转化率比较高，就应当选取（ ）（）
A 全混流反应器
B 平推流反应器 D 间歇反应器
C 全混流与间歇反应器组合 2.平推流反应器并联各支路的最终转化率最高或者达到一定转化率所需反应器体积最小的条件是（ ）（）
A.空间时间215.0ττ=
B. 空间时间213ττ=
C. 空间时间21ττ=
D. 空间时间
212ττ=
3.对于只能采用釜式反应器（CSTR ）的情况，则应采用多釜串联操作方式（近PFR 方式操作），工业上比较经济的串联釜数为（ ）（） A 2-3个 B 3-4 个 C 4-5个 D5-6个
4.对于图1所描述的反应速率与反应物浓度的关系，宜采用（ ）反应器
5. 对于图2所描述的反应速率与反应物浓度的关系，宜采用（ ）反应器（ ）
6. 图3 为某种反应器中浓度（C A）、转化率（X A）、反应速率（-r A)的变化图，则该图描绘的是那种反应器（）
C A x A-r A
V R V R V R
图3 为某种反应器中浓度（C A）、转化率（X A）、反应速率（-r A)的变化图
A：PFR B：BR
C：CSTR D:CSTR+PFR
7.图4为单管循环反应器的示意图，以下那一项不是对该循环反应器的基本假设（）A 反应器内为为理想活塞流流动 B 管线内不发生化学反应
C 整个体系处于定常态
D 定义循环比为β，循环比β>25
8. 当循环比β大于多少的时候，即可认为该循环反应器为是等浓度操作（ ） A 10 B 25 C 40 D 55 9.自催化反应
P
P P A P A k k +→+→2
1
（12k k >>）假设反应1.2都为基元反应,起始浓度为
C A0，C P0,则最大反应速率对应的反应物浓度为( )
A 200212)
(k C C k k C P A Aopt
++= B 2
0021)(k C C k k C p A Aopt ++=
C 1200212)(k k C C k k C P A Aopt ++=
D 1
00212)
(k C C k k C P A Aopt ++=
10对于自催化反应，仅从反应器体积最小考虑，最优组合为（ ）
A ：CSTR+PFR
B ：PFR+分离装置
C ：CSTR+分离装置
D ：BR+PFR
11.温度对可逆放热反应的影响要复杂的多，工业上通常选择（ ），使每一反应器中物料的浓度与温度都落在最佳温度曲线上。
A CSTR 串联
B PFR 串联
C CSTR+PFR
D CSTR+分离装置 12.对于平行反应，全混流反应器的平均选择性-
p S 与瞬时选择性p S 的关系为（ ）
A ：-p S >p S
B -p S
C -
p S =p S D 以上关系都不对
()()()()32222A 22A 12A 1A 021A 21A 11002R 1R R P 3
5.05.15.015.091.1591.15.191.1191.155%
7.355
.0561.1m kmol 61.15.05.115
.091.191.15.1191.15?+?-+
?+?-=
+-++-=+==-=?=?+-+?+-=
-c k c k c c V c k c k c c V V V V S c A A P
13. 对于平行反应目的产物）；(111pP B b A a k →+副产物）(2
22sS B b A a k →+，在温度不变时，若a 1>a 2,b 1>b 2时，若要维持较高的C A 、C B ，则应优先选用（ ） A 间歇反应器 B 平推流反应器 C 单个全混釜反应器 D 平推流+全混釜串联 三、判断
1.流体的流动、传质、传热过程会影响实际场所的温度和浓度在时间、空间上的分布，从而影响反应的结果（ ）
2.反应体积相同时，平推流反应器可以得到更高的转化率，但是在出口转化率相同的条件下，全混流反应器的体积小于平推流（）
3.在相同进口条件和反应时间下，间歇反应器与平推流反应器中可以得到相同的反应结果。（ ）
4.转化率是确定反应器型式的唯一条件（）
5.多釜串联的反应器，由于釜间无返混，所以总空间时间小于单个全混釜达到相同转化率χAN
操作时的空间时间（ ）
6.对于可逆反应，提高温度总是对反应有利的（）
7.对于平行反应目的产物）；(111pP B b A a k →+副产物）(2
22sS B b A a k →+，在温度不变时，若a 1>a 2,b 1>b 2,升高浓度，使选择性降低（）
四、简答
1. 动力学方程的实验测定时，有采用循环反应器的，为什么?
为什么可逆吸热反应宜选平推流反应器且在高温下操作，而可逆放热反应却
五、计算
1. 有一分解反应
其中k l =lh -1，k 2=l.5m 3kmol -1h -1，c A0 =5kmol ·m -3，c P0=c S0=0，体积流速为5m 3·h -1，求转化率为90％时：
(1)全混流反应器出口目的产物P 的浓度及所需全混流反应器的体积。 (2)若采用平推流反应器，其出口c P 为多少?所需反应器体积为多少? (3)若采用两釜串联，最佳出口c P 为多少?相应反应器体积为多少?
2. 在体积V R =0.12m 3
的全混流反应器中，进行反应S R B A 2
1+??←?→?+k k ，式中k 1
=7m 3
kmol -1
min -1
，k 2
=3m 3
kmol -1
min -1
，两种物料以等体积加入反应器中，一种含
2.8kmolA ·m -3，另一种含1.6kmolA ·m -3。设系统密度不变，当B 的转化率为75％时，求每种物料的流量。
2. 可逆一级液相反应P
A ??←?→?，已知0,m kmol 5.0P030=?=-c c A ；当此反应在间歇
反应器中进行，经过8min 后，A 的转化率为33.3%，而平衡转化率是66.7%，求此反应的动力学方程式。 3. 平行液相反应 A →P r P =1
2
A
2S A
1p S
A P A c k r c k r =→=→付产物
目的产物
A →R r R =2c A A →S r S =c A 2
已知c A0=2kmol ·m -3，c Af =0.2kmol ·m -3，求下列反应器中，c P 最大为多少? (1) 平推流反应器；(2)全混流反应器；(3)两相同体积的全混流反应器串联，
c A1
=1 kmol ·m -3
。
4. 某气相基元反应：A+2B →P 已知初始浓度之比c A0:c B0=1:3，求t
x d d A
的关系式。 解
第三章 非理想流动反应器
1.物料在反应器内不仅有空间上的混合而且有时间上的混合，这种混合过程称为（ ）。
2.流体在反应器内的停留时间分布的定量描述：分别是两个函数( )、（ ）和两个特征值（ ）、（ ）。
3.按返混程度对反应器分类，反应器分为（ ）、（ ）、（ ）。
4停留时间分布规律的实验测定的基本方法是示踪法，目前示踪讯号输入的方式有两种分别是（ ）、（ ）。
二、选择
1.实际反应器的返混程度介于（ ） A 0 B +∞ C -∞ D （0 ，+∞）
2. 描述停留时间分布的函数有（ ）
A. F(t),E(t)
B. F(t),б(t)
C.E(t),б(t)
D.F(t),E(t),б(t) 3. 停留时间分布函数F(t)的定义式为（ ）
A. F(t)=dF(t)/dt
B. F(t)=dF(t)/dF(∞)
C.F(t)=N t /N ∞
D.F(t)=N ∞/N t
4. 停留时间分布密度函数为（）
A.E(t)= N t/N∞
B.E(t)= N∞/N t
C.E(t)=dF(t)/dt
D.E(t)=dt/dF(t)
5. 停留时间分布函数F(t)，当t= ∞时，F（∞）为（）
A 0
B 1
C ∞
D -1
6. 停留时间分布规律的实验测定方法有（）
A.阶跃法和脉冲法
B.阶跃法和示踪法
C.脉冲法和示踪法
D.脉冲法和注入法
第四章气固相催化反应本征动力学
1.气固相反应是指反应物和产物为（）相，催化剂为（）相。
2.能改变化学反应的历程，尽管它参与了反应，但其质和量在反应前后维持不变，这种物质被称为（）。
3.当催化剂与原料形成的混合物是同一项时，该反应过程称为（）；若催化剂与原料并非同一项，则称为（）；如原料为气相，而催化剂是固相是，该反应过程为（）。
4.固体催化剂是由（）、（）、（）和（）组成。
5. 工业催化剂所必备的四个主要条件是：( )、（）、（）、（）。
6.由过程（）、（）、（）表现的速率称本证反应速率。
7.化工中广泛使用的固体催化剂按其化合形态、电子性质及其在催化作用中的电子因素分为三类：（）、（）、（）。
8. 气体在固体表面上的吸附中物理吸附是靠( )结合，而化学吸附是靠( ) 结合的。
9. 气体在固体表面上的吸附中物理吸附是( )分子层的，而化学吸附是（）分子层的。
10吸附过程的表观速率为（）与（）之差。
11.较著名的吸附模型有（）、（）、（）。
12.对于理想表面的催化动力学模型，所需确定的参数是（）常数和（）常数。
13. 对冥函数型模型，所需要确定的参数是（）常数和（）。14气固相催化反应的本证动力学方程一般为（）、（）
二、选择
1、下列哪种物质属于半导体催化剂（）
A.金属
B.金属硫化物
C.金属盐类
D.酸性催化剂
2.催化剂的比表面积是指单位质量催化剂具有的表面积（m2·g-1）。工业上可按比表面积的大小，将载体分为三类，其中中比表面积的大小为（）
A < 1 m2·g-1
B < 10 m2·g-1
C < 50 m2·g-1
D < 100 m2·g-1
3.在测定孔容和催化剂颗粒的孔隙率的试验中，用活性二氧化硅（1.4∽
4.6mm大小的颗粒）样品得到如下数据：催化剂样品质量101.5g；被样品置换的氮气体积
45.1cm3 ;被样品置换的汞的体积为82.7 cm3，则该样品的空容和孔隙率为（）。
A 0.371cm3·g-1,0.455
B 0.471cm3·g-1,0.455
C 0.371cm3·g-1,0.555 D
0.471cm3·g-1,0.555
4. 体积当量直径为（）
A. d V =(6V S/π)1/2
B. d V =(6 V S /π)1/3
C. d V =(S S/π)1/2
D. d V =( S S /π)1/3
5面积当量直径为（）
A.d S=(6V S/π)1/2
B. d S =(6 V S /π)1/3
C. d S =(S S/π)1/2
D. d S =( S S /π)1/3
6.下列不属于Langmuir型等温吸附的假定的是（）
A.均匀表面
B.多分子层吸附
C.分子间无作用
D.吸附机理相同
7认为吸附活化能E a，脱附活化能E d以及吸附热q与覆盖率θ呈线性函数关系的吸附模型是（）
A兰格缪尔吸附模型B焦姆金吸附模型C弗洛德里希吸附模型D Gibbs吸附模型8. 认为吸附活化能E a，脱附活化能E d以及吸附热q与覆盖率θ呈非线性函数关系，而是对数函数关系的吸附模型是（）
A兰格缪尔吸附模型B焦姆金吸附模型C弗洛德里希吸附模型D Gibbs吸附模型9. 下面哪一个不是双曲型（Hougen-Watson）型本征动力学方程的假设（）
A在吸附、反应、脱附三个过程中必有一个最慢，这个最慢的步骤被称为控制步骤，代表了本征反应速率；
B除控制步骤外的其它步骤均处于平衡状态
C吸附和脱附都可以用Langmuir吸附模型描述。
D吸附和脱附都可以用焦姆金吸附模型描述
10.消除外扩散阻力的影响主要是减少外扩散阻力，使气膜阻力可忽略，下列措施那一项可以消除外扩散的影响（）
A：升高温度 B 增大压力 C 加入惰性气体 D 加大气流的线速度
11内扩散影响的大小，主要取决于（）
A 催化剂的孔隙率B催化剂的比表面积 C 催化剂的孔容D催化剂的颗粒直径
三、判断
1.无论平衡常数大小，催化剂都能发挥作用（）
2.在筛选催化剂时，若进行正反应的条件苛刻，则可以从逆反应着手进行研究（）
3.催化剂有良好的选择性，它可以选择地加速某一反应，而不加速另外的反应。（）
4.催化剂可以改变化学平衡的关系（）
5.催化反应与非催化反应自由能的变化值是相同的（）
6.测量催化剂表面积的标准方法是基于气体在固体表面上的化学吸附（）
7. 在吸附、反应、脱附三个过程中必有一个最快，这个最快的步骤被称为控制步骤，代表了本征反应速率（）
8.内循环反应器和外循环反应器都可以看做无梯度反应器（）
9. 内循环无梯度反应器就是全混流反应器（）
第五章气固相催化反应宏观动力学
1.宏观反应速率与其影响因素之间的关系成为（）
2.宏观反应速率是在本征反应动力学上讨论的，它着重讨论三方面的问题：（）、（）、（）。
3.一般工业催化剂内气体扩散的三种形式是（）、( )、（）。
= （）它是表征内扩散影响的重要4. 气－固相催化反应的内扩散模数
S
参数。（）
5.希勒模数实质上是以颗粒催化剂体积为基准时，（）与（）的比值。（最大反应速率、最大内扩散速率）
6.传质系数反映了（），对传值系数的影响极大。
7.传值系数越小，传质阻力（）。
8.催化剂失火的原因和类型很复杂，大致可分为（）、（）、
（ ）。
二、选择
1.宏观反应速率与本征反应速率之间存在的关系是（ ）
A ??-=-Vs
S A A dV r R 0
)()( B （-R A ）=?-Vs
S
A
dV r 0
C
??-=
-Vs S
Vs
S
A
A dV
dV r
R 0
)()(
D （-R A ）=?Vs
S dV 0
2.分子扩散阻力主要是由分子间的碰撞所致,当孔径d 0与分子的平均自由行程λ满足什么关系是为分子扩散（ ） A
1000
<λd B
500
<λd C
1000
>λd D
500
>λ
d
3. 克怒森扩散的主要阻力是为分子与孔壁的碰撞所致，当孔径d 0与分子的平均自由行程λ满足什么关系是为分子扩散( ) A
λ
d >0.1 B
λ
d <0.1 C 0.1<
λ
d <100 D
λ
d >100
4. 综合扩散是给定的孔道中某一浓度范围内，即存在分子扩散，也存在克怒森扩
散，当孔径d 0与分子的平均自由行程λ满足什么关系是为综合扩散（ ） A100>
1.00
>λd B 101.00
>>
λd C 1000>
1000
>λd D 1010
>>
λ
d
5.当希勒模数S ?在什么范围内，效率因子1≈η，内扩散过程已无影响。（ ） A ：S ?<0.6 B S ?＜0.5 C S ?<0.3 D S ?<0.4
6.当希勒模数值在什么范围内，化学反应速率远大于扩散速率，宏观反应速率受内扩散控制，此时效率因子S
?η1
≈
（ ）。
7.A S ?>3 B S ?> 5 C S ?>7 D S ?>9
7. 气固催化反应的内扩散模数S ?=)('
AS e
c f D k L ,其中L 为特征长度，若颗粒为圆柱形则 L= ( ) .
A.厚度/2
B.R
C.R/2
D.R/3
8.图5反映了不同形状的催化剂效率因子随希勒模数的关系，以下结论正确的是
9. 对于气固相催化平行反应A ?→?1
K P （目的产物），反应级数为m ，
A ?→?1
2K
S （副产物），反应级数为n,当存在内扩散影响时，瞬时选择性S P
增大还是减小取决于两个反应级数只差,以下结论正确的是（ ） A ：m=n 时，瞬时选择性S P 下降 B m>n 时，瞬时选择性S P 下降 C ：m
10图6是宏观反应速率在不同控制步骤下的示意图，其中“2”过程由什么控制（）
A 外扩散控制
B 内扩散控制
C 内外扩散同时控制
D 动力学控制
大连理工大学反应工程试题
2017．1反应工程 一、填空题 1、已知初始摩尔率（ｙＡ0)，写出膨胀因子A δ和膨胀率A ε的关系_____。 2、气液快速反应发生在__＿＿_膜上，写出一例气液反应器_＿_＿______。 3、可逆放热反应速度随温度升高＿_____＿__＿_______。 4、对于平行反应： S B A P B A k ?→?+?→?+21k 第一个反应为主反应，由动力学方程,有 221121r r b B a A s b B a A p C C k C C k ?=?=，ａ1<ａ2，b1>b2时,可通过____反应物A 的浓度、_____反应物B 的浓度提高主反应选择性。 5、对全混流反应器,最终选择性S 与瞬时选择性S(t)的关系为_＿__＿___。 6、D ａ准数的物理意义是＿＿＿_＿＿__＿____＿__________＿____＿＿_＿_。 7、某不可逆气固相催化反应本征活化能为150kj/ｍｏｌ，反应受内扩散控制，表观活化能约为______。 8、CS ＴR 中发生不可逆放热反应，若存在多个定态点，定态点稳定的必要条件是＿_＿___＿______＿。 9、流化床反应器鼓泡床模型中，气固催化反应主要发生在_＿＿＿_中。 10、固定床反应器忽略轴向扩散影响的条件为______＿_；忽略器壁效应影响的条件是__＿__＿＿_＿_。 11、内扩散影响严重时,Thiel ｅ模数>ψ____＿_。 二、判断题 1、活化能越高,反应速率系数对温度的变化越敏感 2、脉冲示踪法测定反应器的停留时间分布时可直接得Ｅ(t ）函数 3、努森扩散系数与系统压力成正比 4、绝热固定床反应器内,可逆放热反应一定存在热点 5、对于自催化反应，当转化率远大于最大速率点对应转化率时，全混流反应器优于活塞流反应器 6、反应级数高且要求转化率高时，宜采用全混流反应器 7、内扩散因子1>η 8、对一个气固反应，高温时无内扩散，低温时也无内扩散 9、对平行反应,主反应级数高时内扩散影响使选择性下降 10、对气固催化反应：催化剂活性提高有利于消除内扩散影响 三、简答题
化学反应工程试题集及复习题
化学反应工程考试总结 一、填空题： 1.所谓“三传一反”是化学反应工程学的基础，其中“三传”是指质 量传递、热量传递和动量传递，“一反”是指反应动力学。 2.各种操作因素对于复杂反应的影响虽然各不相同，但通常温度升 高有利于活化能高的反应的选择性，反应物浓度升高有利于反应级数大的反应的选择性。 3.测定非理想流动的停留时间分布函数时，两种最常见的示踪物输 入方法为脉冲示踪法和阶跃示踪法。 4.在均相反应动力学中，利用实验数据求取化学反应速度方程式的 两种最主要的方法为积分法和微分法。 5.多级混合模型的唯一模型参数为串联的全混区的个数N ，轴 向扩散模型的唯一模型参数为Pe（或Ez / uL）。 6.工业催化剂性能优劣的三种最主要的性质是活性、选择性和稳 定性。 7.平推流反应器的E函数表达式为 , () 0, t t E t t t ?∞= ? =? ≠ ?? ，其无 因次方差2θσ= 0 ，而全混流反应器的无因次方差2θσ＝ 1 。 8.某反应速率常数的单位为m3 / (mol hr )，该反应为 2 级 反应。 9.对于反应22 A B R +→，各物质反应速率之间的关系为 (-r A)：(-r B)：r R＝ 1：2：2 。
10.平推流反应器和全混流反应器中平推流更适合于目的产 物是中间产物的串联反应。 →+，则其反应速率表达式不能确11.某反应的计量方程为A R S 定。 12.物质A按一级不可逆反应在一间歇反应器中分解，在67℃时转化 50％需要30 min, 而在80 ℃时达到同样的转化率仅需20秒，该反应的活化能为 3.46×105 (J / mol ) 。 13.反应级数不可能（可能/不可能）大于3。 14.对于单一反应，在相同的处理量和最终转化率条件下，选择反应 器时主要考虑反应器的大小；而对于复合反应，选择反应器时主要考虑的则是目的产物的收率； 15.完全混合反应器（全混流反应器）内物料的温度和浓度均一， 并且等于（大于/小于/等于）反应器出口物料的温度和浓度。 二.单项选择 10.(2) B 1、气相反应CO + 3H2CH4 + H2O进料时无惰性气体，CO与2H以1∶2 δ=__A_。 摩尔比进料，则膨胀因子CO A. -2 B. -1 C. 1 D. 2 2、一级连串反应A S P在间歇式反应器中，则目的产物P C___A____。 的最大浓度= max ,P
反应工程题库
绪论． 1、化学反应工程是一门研究（）的科学。（化学反应的工程问题） 2.（）和（）一起，构成了化学反应工程的核心。〔三传；反应动力学〕 3.不论是设计、放大或控制，都需要对研究对象作出定量的描述，也就要用数学式来表达个参数间的关系，简称( )。（数学模型） 4.化学反应和反应器的分类方法很多，按反应系统涉及的相态分类，分为：（）和（）。 5.化学反应和反应器的分类方法很多，按操作方法分为（）操作、（）操作和（）操作。 6.化学反应和反应器的分类方法很多，按传热条件分为（）、（）和（）。 选择1. ( ) “三传一反”是化学反应工程的基础，其中所谓的一反是指。 A 化学反应 B 反应工程 C 反应热力学 D 反应动力学, 2. ( ) “三传一反”是化学反应工程的基础，下列不属于三传的是。A 能量传递B质量传连C 热量传递D 动量传递 3. （）按反应器的型式来分类，高径比大于30的为 A.管式反应器B槽式反应器C塔式反应器D釜式反应器 三、判断 1.物理过程不会改变化学反应过程的动力学规律，即化学反应速率与温度浓度之间的关系并不因为物理过程的存在而发生变化。（） 2.流体流动、传质、传热过程不会影响实际反应的温度和参与反应的各组分浓度在时间、空间上的分布，最终影响反应结果。（）
四、简答 1.利用数学模型解决化学反应工程问题的步骤？ 第一章 均相单一反应动力学和理想反应器 1.均相反应是指（ ）。 2.如果反应体系中多于一个反应物，在定义转化率时，关键组分A 的选取原则是（ ）。 3. 当计量方程中计算系数的代数和等于零时，这种反应称为( ) ，否则称为( ) . 4. 化学反应速率式为β α B A C A C C K r =-，如用浓度表示的速率常数为C K ，用压力表示的速率常数P K 则 C K ＝( )P K . 5. 活化能的大小直接反映了( )对温度的敏感程度. 6.化学反应动力学方程有多种形式。对于均相反应，方程多数可以写成（ ）或（ ）。 7.对于反应器的开发根据（ ）来选择合适的反应器，结合（ ）和（ ）两方面特性来确定操作方式和优化操作条件。 8.物料在反应器的混合，依据停留时间分为（ ）（ ）。 9.按返混情况的不同，理想流动反应器可分为（ ）、（ ）、（ ）。 10.在设计和分析反应器时，经常涉及（ ）、（ ）、（ ）、（ ）四个量。其中定义为反应器有效容积V R 与流体特征体积流率V 0之比值为（ ）。 二、选择 1.其定义为反应器有效容积V R 与流体特征体积流率V 0之比值的量为（ ） A 反应时间t r B 停留时间t C 空间时间τD 空间速度S V 2. 下列那一项不属于间歇反应器中的非反应时间（ ）
聚合反应工程基础复习提纲
第一章绪论 1. 说明聚合反应工程基础研究内容 ①以工业规模的聚合过程为对象,以聚合反应动力学和聚合体系传递规律为基础; ②将一般定性规律上升为数学模型,从而解决一般技术问题到复杂反应器设计,放大等提供定量分析方法和手段; ③为聚合过程的开发,优化工艺条件等提供数学分析手段.简而言之:聚合反应工程研究内容为:进行聚合反应器最佳设计;进行聚合反应操作的最佳设计和控制. 第二章化学反应工程基础 1.间歇反应器、连续反应器 间歇反应器：物料一次放入，当反应达到规定转化率后即取出反应物，其浓度随时间不断变化，适用于小规模，多品种，质量不均。 连续反应器：连续加料，连续引出反应物，反应器内任一点的组成不随时间而改变，生产能力高，易实现自动化，适用于大规模生产。 2. 平推流、平推流反应器及其特点： 当物料在长径比很大的反应器中流动时，反应器内每一位原体积中的流体均以同样的速度向前移动，此时在流体的流动方向上不存在返混，这种流动形态就是平推流。 具有此种流动型态的反应器叫平推流反应器。 特点：①在稳态操作时，在反应器的各个截面上，物料浓度不随时间而变化， ②反应器内物料的浓度沿着流动方向而改变，故反应速率随时间位置而改变，及反应速率的变化只限于反应器的轴向。 3. 理想混合流、理想混合流反应器及其特点： 反应器中强烈的搅拌作用使刚进入反应器的物料微元与器内原有物料微元间瞬时达到充分混合，使各点浓度相等，且不随时间变化，出口流体组成与器内相等这种流动形态称之为理想混合流。 与理想混合流相适应的反应器称为理想混合流反应器。
特点：①反应器内物料浓度和温度是均一的，等于出口流体组成②物料质点在反应器内停留时间有长有短③反应器内物质参数不随时间变化。 5. 容积效率：指同一反应在相同的温度、产量、和转化率的条件下，平推流反应器与理想混合反应器所需的总体积比 7.返混：指反应器中不同年龄的流体微元间的混合 8、宏观流体、微观流体 宏观流体：流体微元均以分子团或分子束存在的流体； 微观流体：流体微元均以分子状态均匀分散的流体； 9.宏观流动、微观流动 宏观流体指流体以大尺寸在大范围内的湍动状态，又称循环流动； 微观流体指流体以小尺寸在小范围内的湍动状态 11.微观混合、宏观混合P70 微元尺度上的均匀化称为宏观混合； 分子尺度上的均匀化称为微观混合。 1.按物料的相态、结构形式、操作方式和流体流动及混合形式分类，反应器可分为那几类？ 按物料相态来分：均相反应器、非均相反应器； 按结构形式来分：管式反应器、釜式反应器、塔式反应器、固定床反应器、流化床反应器等； 按操作方式来分：间歇反应器、连续反应器、半连续反应器 按流体流动及混合形式来分：平推流反应器（或称活塞流、柱塞流、理想置换反应器）、理想混合流反应器（或称完全混合反应器）、非理想流动反应器
化学反应工程试题
化学反应工程试题 Company number：【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】
化学反应工程原理 一、选择题 1、气相反应CO + 3H 2CH 4 + H 2O 进料时无惰性气体，CO 与2H 以1∶2摩尔 比进料，则膨胀因子CO δ=__A_。 A. -2 B. -1 C. 1 D. 2 2 、一级连串反应A S P 在间歇式反应器中，则目的产物P 的最大 浓度=max ,P C ___A____。 A. 122)(210K K K A K K C - B. 22/1120]1)/[(+K K C A C. 1 22)(120K K K A K K C - D. 22/1210 ]1)/[(+K K C A 3、串联反应A → P （目的）→R + S ，目的产物P 与副产物S 的选择性 P S =__C_。 A. A A P P n n n n --00 B. 00A P P n n n - C. 00 S S P P n n n n -- D. 00 R R P P n n n n -- 4、全混流反应器的容积效率η=时，该反应的反应级数n___B__。 A. ＜0 B. =0 C. ≥0 D. ＞0 5 、对于单一反应组分的平行反应A P(主) S(副)，其瞬间收率P ?随A C 增大 而单调下降，则最适合的反应器为____B__。 A. 平推流反应器 B. 全混流反应器
C. 多釜串联全混流反应器 D. 全混流串接平推流反应器 6、对于反应级数n ＞0的不可逆等温反应，为降低反应器容积，应选用 ____A___。 A. 平推流反应器 B. 全混流反应器 C. 循环操作的平推流反应器 D. 全混流串接平推流反应器 7 、一级不可逆液相反应A 2R ，30/30.2m kmol C A =， 出口转化率 7.0=A x ，每批操作时间h t t 06.20=+，装置的生产能力为50000 kg 产物R/天，R M =60，则反应器的体积V 为_C_3m 。 A. B. C. D. 8、在间歇反应器中进行等温一级反应A → B ，s l mol C r A A ?=-/01.0，当 l mol C A /10=时，求反应至l mol C A /01.0=所需时间t=____B___秒。 A. 400 B. 460 C. 500 D. 560 9、一级连串反应A → P → S 在全混流釜式反应器中进行，使目的产物P 浓度最 大时的最优空时=opt τ_____D__。 A. 1212)/ln(K K K K - B. 1221) /ln(K K K K - C. 2112)/ln(K K K K D. 211K K 10、分批式操作的完全混合反应器非生产性时间0t 不包括下列哪一项 ____B___。 A. 加料时间 B. 反应时间 C. 物料冷却时间 D. 清洗釜所用时间 11、全混流反应器中有___B__个稳定的定常态操作点。
《化学反应工程》期末考试试题及答案..
一、单项选择题： （每题2分，共20分） 1．反应器中等温进行着A →P(1)和A →R(2)两个反应，当降低A 的浓度后，发现反应生成P 的量显著降低，而R 的生成量略降低，表明(A ) A ．反应(1)对A 的反应级数大于反应(2) B ．反应(1) 对A 的反应级数小于反应 (2) C ．反应(1)的活化能小于反应(2) D ．反应(1)的反应速率常数大于反应(2) 2.四只相同体积的全混釜串联操作，其无因次停留时间分布的方差值2θσ为( B ) A ． 1.0 B. 0.25 C ．0.50 D ．0 3．对一平行—连串反应R A Q P A ?→??→??→?) 3()2()1(，P 为目的产物，若活化能次序为：E 2
反应工程期末考试试题
化学反应过程 简答填空名词解释 1.任何化工生产，从原料到产品都可以概括为原料预处理，化学反应过程和产物的后处理三个 组成部分，而化学反应过程是整个化工生产的核心。 2.工业反应器中对反应结果产生影响的主要物理过程是：1，由物料的不均匀混合和停留时间 不同引起的传质过程；2，由化学反应的热效应产生的传热过程；3，多相催化反应中在催化剂微孔内的扩散与传热过程。 3.化学反应和反应器的分类：1.按反应系统设计的相态分类分为：○1均相反应，包括气相均相 反应和液相均相反应；○2非均相反应，包括气-固相、气-液相、液-固相、气-液-固相反应。 2.按操作方式分类分为：间歇操作，连续操作和半连续操作。 3.按反应器型式来分类分为： 管式反应器，槽式反应器和塔式反应器。4.按传热条件分为：等温反应器，绝热反应器和非等温绝热反应器。化学反应工程的基本研究方法是数学模型法。 4.反应速率：单位反应体系内反应程度随时间的变化率。 5.反应动力学方程：定量描述反应速率与影响反应速率因素之间的关系式。 6.半衰期：反应转化率从0变成50%所需时间称为该反应的半衰期。 7.建立动力学方程的方法有：积分法、微分法、最小方差分析法。 8.反应器开发的三个任务：○1根据化学反应动力学特性来选择合适的反应器型式；○2结合动力 学和反应器两方面特性来确定操作方式和优化操作条件；○3根据给定的产量对反应装置进行设计计算，确定反应器的几何尺寸并进行评价。 9.反应器设计计算所涉及的基础方程式就是动力学方程式、物料衡算方程式和热量衡算方程式。 10.停留时间分布：在反应器中，由于流动状况不同，物料微元体在反应器中的停留时间可能是 各不相同的，存在一个分布，称为停留时间分布 11.平均停留时间：各流体微元从反应器入口到出口所经历的平均时间称为平均停留时间。 12.充分混合：指反应器内的物料在机械搅拌的作用下参数各处均一。 13.间歇反应器特性：○1由于剧烈搅拌、混合，反应器内有效空间中各未知的物料温度、浓度都 相同；○2由于一次加料，一次出料，反应过程中没有加料、出料，所有物理在反应器中停留时间相同，无返混现象；○3出料组成与反应器内物理的最终组成相同；○4为间歇操作，有辅助生产时间。 14.平推流反应器：指通过反应器的物料沿着同意方向以相同速度向前流动，像活塞一样在反应 器中向前平推。 15.理想置换反应器的特性：○1物料无返混，所有物料通过反应器时间相同。○2在垂直于流动方 向上的同一截面，不同径向未知的流体特性是一致的。○3在定常态下操作，反应器内的状态只随轴向位置改变，不随时间改变。 16.全混流反应器特性：○1物料在反应器内充分返混；○2反应器内各处物料参数均一；○3反应器 的出口组成与内物料组成相同；○4反应过程中连续进料与出料，是一定常态过程。 17.循环反应器的基本假设：反应器内为理想活塞流动；管线内不发生化学反应;整个体系处于 定常态操作。 18.PFR和CSTR的选择：转化率低的自催化反应，CSTR优于PFR；转化率高的PFR较适宜。 19.可逆反应速率总是随转化率升高而降低。可逆吸热反应速率总是随温度升高而加快，而可逆 放热反应按最佳温度曲线操作时速率最大。 20.平行反应：反应物能同时进行两个或两个以上的反应。称之为平行反映 21.连串反应：指反应产物能进一步反应成其他副产物的过程。 22.连串反应中，为了提高目的产物的收率，应尽可能使k1/k2比值增加，使c A度增加，c P浓度
化学反应工程期末考试试题及答案(整理)
4?从反应器停留时间分布测定中 ，求得无因次方差「二 _ 0.98 ，反应器可视为 XXX 大学 化学反应工程 试题B （开）卷 （答案）2011 — 2012学年第一学 期 一、单项选择题： （每题2分，共20分） 1.反应器中等温进行着 A T P （1）和A T R （2）两个反应，当降低 A 的浓度后，发现反 应生成P 的量显著降低，而 R 的生成量略降低，表明 （） A .反应（1）对A 的反应级数大于反应 （2） B .反应（1）对A 的反应级数小于反应 C .反应（1）的活化能小于反应 （2） D .反应（1）的反应速率常数大于反应 2 一为（） 2?四只相同体积的全混釜串联操作，其无因次停留时间分布的方差值 A . 1.0 B. 0.25 C . 0.50 A （1） > A ⑶ > D . 0 P —-(2)， Q 3. 对一平行一连串反应 为了目的产物的收率最大， A .先高后低 B.先低后高 C .高温操作 4. 两个等体积的全混流反应器进行串联操作， 与第二釜的反应速率-広2之间的关系为（ A . -r Ai > -r A2 B . -r Ai 则最佳操作温度序列为（ ,P 为目的产物，若活化能次序为：E 2 化学反应工程原理 一、选择题 1、气相反应CO + 3H 2 CH 4 + H 2O 进料时无惰性气体，CO 与2H 以1∶2摩尔比进料，则膨胀因子CO δ=__A_。 A. -2 B. -1 C. 1 D. 2 2 、一级连串反应A S P 在间歇式反应器中，则目的产物P 的最大浓度=max ,P C ___A____。 A. 122)(210K K K A K K C - B. 22/1120]1)/[(+K K C A C. 122 )(120K K K A K K C - D. 22/1210]1)/[(+K K C A 3、串联反应A → P （目的）→R + S ，目的产物P 与副产物S 的选择性P S =__C_。 A. A A P P n n n n --0 0 B. 00A P P n n n - C. 00 S S P P n n n n -- D. 00R R P P n n n n -- 4、全混流反应器的容积效率η=时，该反应的反应级数n___B__。 A. ＜0 B. =0 C. ≥0 D. ＞0 5 、对于单一反应组分的平行反应 A P(主) S(副)，其瞬间收率P ?随A C 增大而单调下 降，则最适合的反应器为____B__。 A. 平推流反应器 B. 全混流反应器 C. 多釜串联全混流反应器 D. 全混流串接平推流反应器 6、对于反应级数n ＞0的不可逆等温反应，为降低反应器容积，应选用____A___。 A. 平推流反应器 B. 全混流反应器 C. 循环操作的平推流反应器 D. 全混流串接平推流反应器 7 、一级不可逆液相反应A 2R ，30/30.2m kmol C A =， 出口转化率7.0=A x ，每批操作时间h t t 06.20=+，装置的生产能力为50000 kg 产物R/天，R M =60，则反应器的体积V 为_C_3m 。 第二章化学反应工程基础 1.说明聚合反应工程的研究内容及其重要性。 研究内容：①以工业规模的聚合过程为对象，以聚合反应动力学和聚合体系传递规律为基础； ②将一般定性规律上升为数学模型，从而解决一般技术问题到复杂反应器设计，放大等提供定量分析方法和手段；③为聚合过程的开发，优化工艺条件等提供数学分析手段。 简而言之：聚合反应工程研究内容为：进行聚合反应器最佳设计；进行聚合反应操作的最佳设计和控制。2.动力学方程建立时，数据收集方式和处理方式有哪些？收集方式：化学分析方法，物理化学分析方法处理方式：积分法，微分法。3.反应器基本要求有哪些 ①提供反应物料进行反应所需容积，保证设备一定生产能力；②具有足够传热面积；③保证参加反应的物料均匀混合4.基本物料衡算式，热量衡算式 ①物料衡算：反应物A流入速度-反应物A流出速度-反应物A反应消失速度-反应物A积累速度=0（简作：流入量-流出量-消失量-积累量=0） ②热量衡算：随物料流入热量-随物料流出热量-反应系统与外界交换热量+反应过程的热效应-积累热量=05.何谓容积效率？影响容积效率的因素有哪些 工业上，衡量单位反应器体积所能达到的生产能力称之为容积效率，它等于在同一反应，相同速度、产量、转化率条件下，平推流反应器与理论混合反应器所需总体积比：η=Vp/Vm=τp/τm。影响因素：反应器类型，反应级数，生产过程中转化率有关6.何为平推流和理想混合流？ ①反应物料在长径比很大的反应器中流动时，反应器内每一微元体积中流体均以同样速度向前移动，此种流动形态称平推流；②由于反应器强烈搅拌作用，使刚进入反应器物料微元与器内原有物料元瞬时达到充分混合，使各点浓度相等且不随时间变化，出口流体组成与器内相等此流动形态称理想混合流。7.实现反应器的热稳定操作需满足哪些条件？ ①Qr=Qc，Qr体系放出热量；②dQc/dT>dQr/dT，Qc除热量；③△T=T-Tw 反应工程期末考试试题集团文件发布号：（9816-UATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY- 化学反应过程 简答填空名词解释 1.任何化工生产，从原料到产品都可以概括为原料预处理，化学反应过程和产物 的后处理三个组成部分，而化学反应过程是整个化工生产的核心。 2.工业反应器中对反应结果产生影响的主要物理过程是：1，由物料的不均匀混合 和停留时间不同引起的传质过程；2，由化学反应的热效应产生的传热过程； 3，多相催化反应中在催化剂微孔内的扩散与传热过程。 3.化学反应和反应器的分类：1.按反应系统设计的相态分类分为：○1均相反应， 包括气相均相反应和液相均相反应；○2非均相反应，包括气-固相、气-液相、液-固相、气-液-固相反应。2.按操作方式分类分为：间歇操作，连续操作和半连续操作。3.按反应器型式来分类分为：管式反应器，槽式反应器和塔式反应器。4.按传热条件分为：等温反应器，绝热反应器和非等温绝热反应器。化学反应工程的基本研究方法是数学模型法。 4.反应速率：单位反应体系内反应程度随时间的变化率。 5.反应动力学方程：定量描述反应速率与影响反应速率因素之间的关系式。 6.半衰期：反应转化率从0变成50%所需时间称为该反应的半衰期。 7.建立动力学方程的方法有：积分法、微分法、最小方差分析法。 8.反应器开发的三个任务：○1根据化学反应动力学特性来选择合适的反应器型 式；○2结合动力学和反应器两方面特性来确定操作方式和优化操作条件；○3根据给定的产量对反应装置进行设计计算，确定反应器的几何尺寸并进行评价。 9.反应器设计计算所涉及的基础方程式就是动力学方程式、物料衡算方程式和热 量衡算方程式。 《化学反应工程》试题 XXX大学化学反应工程试题B（开）卷 （答案）2011—2012学年第一学期 一、单项选择题：（每题2分，共20分） 1．反应器中等温进行着A→P(1)和A→R(2)两个反应，当降低A的浓度后，发现反应生成P的量显著降低，而R的生成量略降低，表明(A ) A．反应(1)对A的反应级数大于反应(2) B．反应(1) 对A的反应级数小于反应(2) C．反应(1)的活化能小于反应(2) D．反应(1)的反应速率常数大于反应(2) 2.四只相同体积的全混釜串联操作，其无因次停留时间分布的方差值为( B ) A． 1.0 B. 0.25 C．0.50 D．0 3．对一平行—连串反应，P为目的产物，若活化能次序为：E2 高等反应工程试题,2011.10 计算题 1.某一级不可逆气-固催化反应,其反应速率为()() 3 6 ./10-cm s mol kc r A A -== 当℃400,0133/103 MPa L mol c A -=时,若要求催化剂扩散对总速率基本上不发生影响,问 催化剂历经如改变。已知D e =10-3cm 2/s 。 解：()113 2 6 1010 1010------=?==s kc r A A 若要求催化剂扩散对总速率基本上不发生影响，即 ,11,95.0e P D k R φη即mm cm R P 11.010 10 13 ==<-- 2.用直径为6mm 的球形催化剂进行一级不可逆反应A →P+R 。气相主体中A 的摩尔分率为 y A =0.5，操作压力p=0.10133MPa ，反应温度T=500℃。已知单位体积床层的反应速率常数为0.333s -1，床层空隙率为0.5，组分A 在颗粒有效扩散系数为0.00296cm 2/s ，外扩散传质系数为40m/h ，试计算： 1）催化剂部效率因子为多少？扩散影响是否重？ 2）催化剂外表面浓度为多少？外扩散影响是否重？ 3）计算表观反应速率。 解：1） ()52.011 35 .45.0100296.0333 .03.0)1(=??? ? ??-==-=-=φφφηεφth D k R e P 显然扩散影响重。 2）表观反应速率为 () ()()3 3 323/00765.003.1/00788.0773082.05.010133.00312.05003600 40333 .052.0/50010 65.016/16)m kmol c c m kmol RT py c a k k c c c m m d a kc c c a k R Ab As A Ab g As As Ab p As As Ab g ===??===??==-=?-= -==-=-ηεη床层 显然，外扩散影响不重。 3）外扩散影响是否重 ())/(00128.0)00765.000788.0(5003600 40 3s m kmol c c a k R As Ab g =-?= -= 第八章 1 聚合反应器 ?从操作方式来看它能进行间歇、半连续、单釜和多釜连续操作，以满足不同聚合过程的要求。?反应釜一般带搅拌装置，且形式多样。 1.1 釜式聚合反应器（聚合釜） （1）釜体（2）搅拌装置基本结构4 （3）密封装置（4）传动装置 ?封头 （1）釜体端部法兰式结构：开式结构、釜盖重包括：上下封头、直立圆筒、接管、法兰、支座等 5量较轻，适用压力较低、容积较小的反应釜选用。 闭式、留人孔式结构： 闭式结构、无法兰、结构简单、造价较低，适用容积大的反应釜。 6 几种搅拌设备筒体的高径比H 1/D 1 种类罐内物料类型高径比一般搅拌罐液-固相、液－液相 1～1.3?筒体 7气－液相1～2聚合釜悬浮液、乳化液 2.08～ 3.85发酵罐类 发酵液 1.7～ 2.5 高径比较大？ 991010 反应釜材质：不锈钢、搪瓷 11 管道颜色标识 原料：灰色空气：蓝色氮气：黑色1313水：绿色热介质进出管：红色 产物放料管：灰色 1414 1515 传感器：测量反应物 的温度、压力或其它参数。 16 17 视镜 18 支座：小型用悬挂式支座，大型用裙式支座或支承式支座。 19 20 如何有效的排除聚合反应热，保持反应温度？ ①夹套冷却 夹套传热：饱和水蒸汽、热水、冷水、冷冻盐水、热导油等。 22 ?蒸汽加热和液体加热的方向？ ①夹套冷却 夹套传热：饱和水蒸汽、热水、冷水、冷冻盐水、热导油等。 压力MPa 温度 ℃压力 MPa 温度 ℃0010102002001335230.010102.00.200133.50.050111.00.300143.50.100120.00.400151.50.150 127.0 0.520 160.0 夹套附加内冷管冷却——大型聚合釜或要求低温操作 24 1.化学反应工程是一门研究______________的科学。 2.化学反应速率式为β α B A C A C C K r =-，如用浓度表示的速率常数为C K ，用压力表示的速率常数 P K ，则C K =_______P K 。 3. 平行反应 A P(主) S(副)均为一级不可逆反应，若主E ＞副E ，选择性S p 与_______无关，仅是_______的函数。 4.对于反应级数n ＞0的反应，为降低反应器容积，应选用_______反应器为宜。 5.对于恒容的平推流管式反应器_______、_______、_______一致。 6.若流体是分子尺度作为独立运动单元来进行混合，这种流体称为_______。 7.流体的混合程度常用_______、_______来描述。 8.催化剂在使用过程中，可能因晶体结构变化、融合等导致表面积减少造成的_______失活，也可能由于化学物质造成的中毒或物料发生分解而造成的_______失活。 9.对于多孔性的催化剂，分子扩散很复杂，当微孔孔径在约_______时，分子与孔壁的碰撞为扩散阻力的主要因素。 10.绝热床反应器由于没有径向床壁传热，一般可以当作平推流处理，只考虑流体流动方向上有温度和浓度的变化，因此一般可用_______模型来计算。 11.对于可逆的放热反应，存在着使反应速率最大的最优温度opt T 和平衡温度eq T ，二者的关系为______________。 12.描述流化床的气泡两相模型，以0U 的气速进入床层的气体中，一部分在乳相中以起始流化 速度mf U 通过，而其余部分_______则全部以气泡的形式通过。 13.描述流化床的数学模型，对于气、乳两相的流动模式一般认为_______相为平推流，而对_______相则有种种不同的流型。 14.多相反应过程是指同时存在_______相态的反应系统所进行的反应过程。 II.1.一级连串反应A → P → S 在全混流釜式反应器中进行，使目的产物P 浓度最大时的最优 空时 = opt τ_______。 A. 1212)/ln(K K K K - B. 1221) /ln(K K K K - C. 2 112)/ln(K K K K D. 211K K 2.全混流反应器的容积效率η小于1.0时，且随着A χ的增大而减小，此时该反应的反应级数n_______。 A. ＜0 B. =0 C. ≥0 D. ＞0 3.当反应级数n_______时，微观流体具有比宏观流体高的出口转化率。 A. =0 B. =1 C. ＞1 D. ＜1 4.轴向分散模型的物料衡算方程的初始条件和边界条件与_______无关。 A. 示踪剂的种类 B. 示踪剂的输入方式 C. 管内的流动状态 D. 检测位置 5.对于气-液相反应几乎全部在液相中进行的极慢反应，为提高反应速率，应选用_______装置。A. 填料塔 B. 喷洒塔 C. 鼓泡塔 D. 搅拌釜 6.催化剂在使用过程中会逐渐失活，其失活速率式为d m i d C k dt d ψψ =- ，当平行失活对反应物有强内扩散阻力时，d 为_______。 《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2.1010000lg +-=T k ，其活化能为 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） mol 。 11. 非等分子反应2SO 2+O 2==2SO 3的膨胀因子2 SO δ等于 。 12. 非等分子反应N 2+3H 2==2NH 3的膨胀因子2 H δ等于 –2/3 。 13. 反应N 2+3H 2==2NH 3中（2 N r -）= 1/3 （2 H r -）= 1/2 3 NH r 14. 在平推流反应器中进行等温一级不可逆反应，反应物初浓度为 C A0，转化率为x A ，当反应器体积增大到n 倍时，反应物A 的出口浓度 为 C A0(1-x A )n ，转化率为 1-(1-x A )n 。 15. 在全混流反应器中进行等温一级不可逆反应，反应物初浓度为 C A0，转化率为x A ，当反应器体积增大到n 倍时，反应物A 的出口浓度 为 A A x n x )1(11-+-，转化率为A A x n nx )1(1-+。 16. 反应活化能E 越 大 ，反应速率对温度越敏感。 17. 对于特定的活化能，温度越低温度对反应速率的影响越 大 。 18. 某平行反应主副产物分别为P 和S ，选择性S P 的定义为 (n P -n P0)/ (n S -n S0) 。 《化学反应工程原理》复习思考题 第一章绪论 1、了解化学反应工程的研究内容和研究方法。 2、几个常用指标的定义及计算：转化率、选择性、收率。 第二章化学反应动力学 1、化学反应速率的工程表示，气固相催化反应及气液相非均相反应反应区的取法。 2、反应速率常数的单位及其换算。 3、复杂反应的反应速率表达式（可逆、平行、连串、自催化）。 4、气固相催化反应的步骤及基本特征。 5、物理吸附与化学吸附的特点。 6、理想吸附等温方程的导出及应用（单组分吸附、解离吸附、混合吸附）。 7、气固相催化反应动力学方程的推导步骤。 8、不同控制步骤的理想吸附模型的动力学方程的推导。 9、由已知的动力学方程推测反应机理。 第三章理想间歇反应器与典型化学反应的基本特征 1、反应器设计的基本方程式。 2、理想间歇反应器的特点。 3、理想间歇反应器等温、等容一级、二级反应反应时间的计算及反应器体积的计算。 4、自催化反应的特点及最佳工艺条件的确定及最佳反应器形式的选择。 5、理想间歇反应器最优反应时间的计算. 7、可逆反应的反应速率，分析其浓度效应及温度效应。 8、平行反应选择率的浓度效应及温度效应分析。 9、平行反应反应器形式和操作方式的选择。 10、串连反应反应物及产物的浓度分布，t opt C p.max的计算。 11、串连反应的温度效应及浓度效应分析。 第四章理想管式反应器 1、理想管式反应器的特点。 2、理想管式反应器内进行一级、二级等容、变容反应的计算。 3、空时、空速、停留时间的概念及计算。 4、膨胀率、膨胀因子的定义，变分子数反应过程反应器的计算。 第五章理想连续流动釜式反应器 1、全混流反应器的特点。 2、全混流反应器的基础方程及应用。 3、全混釜中进行零级、一级、二级等温、等容反应时的解析法计算。 4、全混釜的图解计算原理及图解示意。 5、全混流反应器中的浓度分布与返混，返混对反应的影响。 6、返混产生的原因及限制返混的措施。 7、多釜串联反应器进行一级、二级不可逆反应的解析法计算。 8、多釜串联反应器的图解法计算原理。 第七章化学反应过程的优化 1、简单反应过程平推流反应器与全混流反应器的比较及反应器形式的选择。 2、多釜串连反应器串连段数的选择分析。 3、自催化反应反应器的选型分析。 4、可逆放热反应速率随温度的变化规律，平衡温度和最优温度的概念。 5、平行反应选择率的温度效应及浓度效应分析，反应器的选型，操作方式的确定。 6、串连反应影响选择率和收率的因素分析，反应器的选型及操作方式的确定。 7、平推流与全混釜的组合方式及其计算。 第八章气固相催化反应过程的传递现象 1、气固相催化反应的全过程及特点。 2、等温条件下催化剂颗粒的外部效率因子的定义。 3、外扩散、内扩散对平行反应、连串反应选择性的影响分析。 4、气体流速对外扩散的影响分析。 5、等温条件下催化剂颗粒的内部效率因子的定义。化学反应工程试题
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