平行反应化学反应工程
(完整版)《化学反应工程》期末考试试题及答案解读
二、填空题（每题5分，共30分）1．一不可逆反应，当反应温度从25℃升高到35℃时，反应速率增加一倍，则该反应的活化能为 52894 J ／mol 。
解：mol J E E T T R E k k /528942ln )30812981(314.82ln )11(ln 2112=∴=-==-=，2．一气固催化反应R B A →+，若本征反应速率方程为：则该反应可能的反应机理为σR R σσR σB σA σB σσB A σσA S k +⇔+−→−+⇔+⇔+）此步为速率控制步骤 ( 2223．间歇釜反应器中进行如下反应：P A → (1) －r A1＝k 1C A a1S A → (2) －r A2=k 2C A a2在C A0和反应时间保持不变下，降低反应温度，釜液中C P /C S 增大，表明活化能E1与E2的相对大小为 E1<E2 ；在温度和反应时间保持不变下，增高反应浓度，釜液中C P /C S 增大，表明反应级数al 、a2的相对大小为 al>a2 。
A ．al>a2B ．al<a2C ．活化能El<E2D ．活化能El>E2 4．从反应器停留时间分布测定中,求得无因次方差98.02=θσ,反应器可视为 全混流反应器 又若求得无因次方差02.02=θσ,则反应器可视为 活塞流反应器 。
5．有两个有效容积不等的全混流反应器串联操作，反应为二级不可逆反应A →P ，若大釜在先，小釜在后，出口转化率为x A1，小釜在先、大釜在后，则出口转化率为x A2，两种情况下，进料流速、进料浓度和反应温度均相同，比较x A1和x A2的相对大小为 x A1<x A2 。
6. 在固定床反应器中，分别进行一级和二级不可逆气固催化反应，试比较a 、b 两处的η值大小（a 处靠近反应器的进口，b 处靠近反应器的出口），并说明理由。
（1）一级放热反应，绝热操作；ηa >ηb（2）二级反应，等温操作。
新乡学院《化学反应工程》试题及答案
《化学反应工程》试题二、计算分析题1. 在恒容条件下，反应A+2B==R ，原料气组成为C A0=C B0=100kmol /m 3，计算当C B =20 kmol /m 3时，计算反应转化率x A 、x B 及各组分的浓度。
解：在恒容条件下：x B =( C B0- C B )/ C B0=0.8由C A0- C A =( C B0- C B )/2得到：C A =20 kmol /m 3=60 kmol /m 3x A =( C A0- C A )/ C A0=0.42. 在恒压条件下，反应A+2B==R ，原料气组成为C A0=C B0=100kmol /m 3，计算当C B = 20 kmol /m 3时，反应转化率x A 、x B 及各组分的浓度。
解：δB =(1-1-2)/2=-1;y B0=0.5 n =n 0(1+ y B0δB x B ) = n 0(1-0.5 x B )在恒压条件下：V =V 0 n /n 0= V 0(1-0.5x B )C B =n B /V= n B0(1- x B )/[V 0(1-0.5x B )]= C B0(1- x B )/ (1-0.5x B ) x B =8/9n A0- n A =( n B0- n B )/2 x A =( n A0- n A )/ n A0=( n B0- n B )/(2 n A0)= ( n B0- n B )/(2 n B0)=0.5 x B =4/93. 串联-平行反应A+B==R ，A+R==S ，原料中各组分的浓度为C A0=2.0mol /L ，C B0=4.0 mol /L ，C R0=C S0=0，在间歇反应器中恒容操作一定时间后，得到C A =0.3mol /L ，C R =1.5 mol /L ，计算此时组分B 和S 的浓度。
解：在恒容条件下：ΔC A1= C B0-C B ；ΔC A2= C S ；C R = (C B0-C B )-C S ；C A0-C A =ΔC A1+ΔC A2得到：C S =( C A0-C A - C R )/2=(2.0-0.3-1.5)/2=0.1 mol /L C B = C B0- C R -C S =4.0-1.5-0.1=2.4 mol /L 4. 在间歇反应器中进行等温2级、1级、0级均相反应，分别求出转化率由0至0.9所需的时间与转化率由0.9至0.99所需时间之比。
化学反应工程知识点回顾
化学反应⼯程知识点回顾第⼀章知识点1.化学反应⼯程学的范畴和任务2.化学反应⼯程学的基本⽅法3.化学反应⼯程学的学科系统和编排第⼆章均相反应动⼒学基础知识点 1、概念:①化学计量⽅程：反应物 - ，产物 + ②化学反应速率等温定容反应dtdc r AA -=-反应速率之⽐等于各计量系数的⽐值。
③反应转化率反应程度膨胀因⼦δA 关键组分A 的膨胀因⼦物理意义：每反应掉⼀个摩尔A 所引起反应体系总摩尔数的变化量。
④反应速率⽅程:反应级数 a 、b 由实验确定 k 遵循Arrhenius ⽅程i α1A A dn r V dt-=-00-=K KK K n n x n 0kk k n nξα-=1sii A A αδα==∑a bA AB r kC C -=2、单⼀反应的速率⽅程重点：求取动⼒学参数 1)不可逆反应微分⽅程: 积分⽅程: 2)可逆反应微分⽅程: 反应平衡时： 3)均相催化反应微分⽅程积分⽅程4)⾃催化反应当C A = C M0/2 时，反应速率最⼤ 3、复合反应:平⾏反应串联反应总收率选择性exp[]a E k k RT=-a bA A A BdC r kC C dt-==-0A A C Aa b C ABdC kt C C =?'A A A SdC r kC k C dt-=-=-0A Ae Se r kC k C '-=-=()AA C A dC r kC C dt-=-=A A A C dC r kC C dt-=-=0max 0001ln[]A M M A C t C kC C =-0121()ln ln1A C A A C k k C t C x +==-A B P R +→+A B S +→A B P R S+→→+0000()/()///--Φ==P P P P P A A n n p C C pn a C a 0000()/()/;;()/()/--==--p p p p p p A A A A n n P C C PS S n n a C C a第三章理想反应器1返混的基本定义2⼏个时间的定义反应持续时间t r－－在间歇反应器中反应达到⼀定转化率所需时间（不包括辅助时间）。
化学反应工程原理 简单反应
= Ca f CA 0 CA
Chemical Reaction Engineering •收率 C Pf C A0 •单耗 C A 0 C Pf •单程收率 x A •总收率 （循环系统
A
C A0
R
D P
x A=1）
Chemical Reaction Engineering
k1 HCl + CH 3(CH2) 6CH 2OH k2 HCl + CH 3(CH2) 10 CH 2 OH CH 3(CH2) 10 CH 2 Cl + H 2O CH 3(CH2) 6CH 2 Cl + H 2 O
为一平行反应，辛醇（A）和十二醇（B）的反应速率为 （-rA)=k1cAcC （-rB)=k2cBcC 式中cA、cC和cB 分别表示辛醇、十二醇和盐酸的浓度。反 应在 等温条件下进行，反应速率常数为 k1 = 1.6*10-3L/mol.min k2 = 1.92*10-3L/mol.min 若初始浓度分别为 CA0=2.2 M CB0=2.2 M CP0=2.2 M,试计算当辛基氯收率为34%（以盐酸计），盐 酸转化率和十二基氯的收率
E1 E 2 E1 E 2 0 T E1 E 2 E1 E 2 0 T
E1 E 2
结论：温度升高有利于活化能高的反应。
E1 E 2
T
Chemical Reaction Engineering 工业操作：
A P S
二、平行反应选择性的温度效应
1 k2 n 1 C A2 n1 k1
1 k 20 E1 E 2 RT n 1 e C A2 n1 k10
化学反应工程
化学反应和反应器的分类（四种）： 一、 按反应系统涉及的相态分类：均相反应、非均相反应 二、 按操作方式分类：间歇操作、连续操作、半连续操作 三、 按反应器型式来分类：管式反应器（长径比大于30）、槽式反应器（高径比为1—3）、塔式反应器（高径比在3—30）四、 按传热条件分类：等温反应器、绝热反应器、非等温、非绝热反应器 化学反应工程的基本研究方法：数学模型法 反应程度/进度：II I αξn n -=()()0S R B A =++-+-s r b an I 为参与反应的任意组分I 的摩尔数，αI 为其计量系数，n I0为起始时刻组分I 的摩尔数。
转化率（关键组分A ）A0A 0A A A n n n A x -==组分的起始量组分量转化了的A,00A c c c A -= ξαA0AA n x -=化学反应速率：单位反应体积内反应程度随时间的变化率。
13s m mol d d 1--⋅=tV r ξ 13AA s m mol d d 1--⋅-=-tn V r n m c c k r B A c A =- 均相反应的速率是反应物系组成、温度和压力的函数 阿累尼乌斯关系: RTE k k -=ec0c ⎪⎭⎫ ⎝⎛-=T R E k k 1ln ln 0半衰期:反应转化率达到50%所需要的时间 二级反应：0A 211kc t =停留时间又称接触时间，用于连续流动反应器，指流体微元从反应器入口到出口经历的时间。
空间时间τRV V =τ （反应器有效容积V R 与流体特征体积流率V 0之比值） 空速S V 1R 0V h 1-==τV V S （在单位时间内投入单位有效反应器容积内的物料体积）标准空速 1RNO V h -=V V S 简单混合：停留时间相同（反应程度、反应前后物料相同）的物料之间的混合 返混：停留时间不同（组成、反应程度、反应速率不同）的物料之间的混合 按返混情况不同反应器被分为以下四种类型: 1. 间歇反应器 (物料之间的简单混合，不存在返混、有搅拌、釜式、间歇操作) 反应时间()⎰⎰'-==ArR A AA00r d d x t V r x n t t 恒容条件下 ()A 0A A 1x c c -= h化简：()()⎰⎰--=-=A A0AAAA A A0r d d c c x r c r x c t F A : kmol.h -1 C A0 : kmol.m -3反应器有效容积 ()t t V V C F V '+=''='r 0RA0AR或 反应器总体积ϕR R V V '= φ：装填系数 2.平推流/活塞流反应器 PFR (不存在返混、没有搅拌、管式、连续操作)β=0⎰-==A 0A A 0A 0R d x r x c V V τ 恒容过程：⎰--==2A 1A A A 0R d c c r c V V τ ⎰-==A 0AA0A 0A R d x r x c F V τ3. 全混流反应器 CSTR (返混达最大值) β→∞()f A 1A Af 0A 0R r x x c V V --==τ 恒容过程：()f A Af A1r c c --=τ =A0R F V τ/ 0A c4.非理想流反应器 (物料返混程度介于平推流反应器及全混流反应器之间) 0<β<∞变容反应过程: 1. 膨胀因子 ()A IA ααδ-=∑ (关键组份A 的膨胀因子等于反应计量系数的代数和除以A 组分计量系数的相反数) AA0A δεy =2. 膨胀率1A A A A ===-=x x x V V V ε (A 组分的膨胀率等于物系中A 组分完全转化所引起的体积变化除以物系的初始体积。
西安交通大学《化学反应工程》期末考试拓展学习(二)9
西交《化学反应工程》（二）第二章反应动力学基础一、温度对反应速率的影响有哪些？温度是影响化学反应速率的一个敏感因素，尤其对放热反应，要及时调节和控制反应温度。
①反应速率随 X A升高而降低（包括可逆及不可逆反应，吸热和放热反应）；②② k随T升高而升高（包括正反应和逆反应）；③③对于不可逆反应和可逆吸热反应，T升高，r升高；④④对于可逆放热反应，存在最佳温度Top二、什么是复合反应，有哪些类型及特点。
复合反应：当同一个反应物系中同时进行若干个化学反应时，称为复合反应。
某一组分的反应量是所参与的各个化学反应共同作用的结果。
复合反应类型：1、并列反应：反应系统中各个反应的反应组分不同。
特点：各反应独立进行，任一反应的反应速率不受其它反应的反应组分浓度的影响。
各反应都可按单一反应来处理。
2、平行反应Irreversible Reaction in Parallel ：反应物相同但产物不同或不全相同。
又称为竞争反应。
S随着反应物系的组成和温度而变3、连串反应Irreversible Reaction in series ：一个反应的产物同时又是其它反应的反应物。
特点：（1）中间产物P存在最大浓度；（2）不论目的产物是P还是Q，提高A的转化率总有利；（3）若Q为目的产物，加速两个反应都有利，若P为目的产物，则要抑制第二个反应。
三、吸附的特点有哪些？（1）反应物被分布在催化剂表面上的活性位吸附，成为活性吸附态；（2）活性吸附态组分在催化剂表面上进行反应，生成吸附态产物；（3）吸附态产物从催化剂活性表面上脱附。
四、催化剂有哪些特征？（1）产生中间产物，改变反应途径，因而降低反应活化能和加速反应速率；（2）不能改变平衡状态和反应热，催化剂必然同时加速正反应和逆反应的速率；（3）具有选择性，可使化学反应朝着所期望的方向进行，抑制不需要的副反应。
五、催化剂的主要组成有哪些？固体催化剂绝大多数为颗粒状，形状和尺寸根据反应和反应器的特征而定。
化学反应工程总结
安徽工业大学《化学反应工程》期末总结简答题1. 温度和浓度对平行反应瞬时选择性的影响规律答：（1）浓度的影响与主、副反应级数有关，α＝β，与浓度无关；α>β，浓度增高，瞬时选择性增加；α< β，浓度增高，瞬时选择性降低（2）温度的影响与主副反应活化能有关：E主＝E副，与温度无关E主>E副，温度增高，瞬时选择性增加；E主< E副，温度增高，瞬时选择性降低2. 提高连串反应中间产物收率的措施？答：（1）采用合适的催化剂；（2）采用合适的反应器和操作条件；（3）采用新的工艺（如反应精馏，膜反应器等）3. 气固催化反应的7个步骤，3个过程答：1反应物由气流主体扩散到催化剂外表面；2反应物由催化剂外表面扩散到内表面；3反应物在催化剂表面活性中心上吸附；4吸附在活性中心的反应物进行化学反应；5产物在催化剂表面活性中心上脱附；6产物由催化剂内表面扩散到外表面；7产物由催化剂外表面扩散到气流主体。
①1,7为外扩散过程②2,6为内扩散过程③3,4,5为化学动力学过程4. 催化剂内气体扩散的形式及判据（分子扩散、努森扩散）？答：①当λ/2ra≤10-2时，分子间的碰撞机率大于分子和孔壁的碰撞机率，扩散阻力主要来自分子间的碰撞，这种扩散称之为分子扩散。
分子扩散与孔径无关。
②当λ/2ra≥10时，分子和孔壁的碰撞机率大于分子间的碰撞机率，扩散阻力主要来自分子和孔壁间的碰撞，这种扩散称之为努森扩散。
分子扩散与孔径有关。
5. 多相催化反应过程中内外扩散影响的判定？答：（1）在管式反应器中装入催化剂，催化剂体积为V，原料流量为Q，同时改变V和Q，使空速保持不变，计算流体的质量速度G。
保持T、cA0、空速τ不变的条件下改变G，测出口转化率X。
当出口转化率超过某一值G0时，G值再增加，出口转化率不再改变。
说明G ≥G0时，外扩散对反应过程已无影响；间歇反应器，外扩散与搅拌装置的搅拌速度有关，当r≥r0 ，外扩散无影响。
《化学反应工程》课程综合复习资料
《化学反应工程》课程综合复习资料一、填空题：1.在一个完整的气—固相催化反应的七大步骤中，属于本征动力学范畴的三步为、和。
2.多级混合模型的唯一模型参数为，轴向扩散模型的唯一模型参数为.3.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;而对于复合反应，选择反应器时主要考虑的则是。
4.工业催化剂性能优劣的三种最主要的性质是、和。
5.在均相反应动力学中，利用实验数据求取化学反应速率方程式的两种最主要的方法为和。
6.反应级数（可能/不可能）是0,基元反应的分子数(可能/不可能）是0。
7.完全混合反应器（全混流反应器)内物料的温度和浓度，并且(大于/小于/等于）反应器出口物料的温度和浓度。
8.对于一个在全混流反应器里进行的放热反应，一般可以出现三个定常态操作点M1、M2、M3，如下图所示，其中M1和M3这两点我们称之为的定常态操作点，M2则称为的定常态操作点。
实际操作时,我们一般选择M1、M2、M3中哪一个操作点？X AT9.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和阶跃示踪。
二、选择题：1.对于瞬时收率和总收率，下列正确的说法有（多项选择）。
A。
对于平推流反应器，反应的瞬时收率与总收率相等;B. 对于全混流反应器,反应的瞬时收率与总收率相等；C. 对于平推流反应器，反应的瞬时收率与总收率之间是积分关系;D. 对于全混流反应器，反应的瞬时收率与总收率之间是积分关系。
2.某反应速率常数的单位为m3/(mol。
hr)，该反应为级反应。
A。
零级；B. 一级； C 。
二级； D 。
不能确定. 3. 对于平行反应SA RA 222111n ,E ,k n E ,k −−−→−−−−→−，，活化能E 1 > E 2,反应级数n 1 〈 n 2,如果目的产物是R 的话，我们应该在 条件下操作。
A 。
高温、反应物A 高浓度；B 。
高温、反应物A 低浓度； C. 低温、反应物A 高浓度； D 。
新乡学院《化学反应工程》试题及答案
《化学反应工程》试题二、计算分析题1. 在恒容条件下，反应A+2B==R ，原料气组成为C A0=C B0=100kmol /m 3，计算当C B =20kmol /m 3时，计算反应转化率x A 、x B 及各组分的浓度。
解：在恒容条件下：x B =(C B0-C B )/C B0=0.8由C A0-C A =(C B0-C B )/2得到：C A =20kmol /m 3=60kmol /m 3x A =(C A0-C A )/C A0=0.42. 在恒压条件下，反应A+2B==R ，原料气组成为C A0=C B0=100kmol /m 3，计算当C B =20kmol /m 3时，反应转化率x A 、x B 及各组分的浓度。
解：δB =(1-1-2)/2=-1;y B0=0.5n =n 0(1+y B0δB x B )=n 0(1-0.5x B )在恒压条件下：V =V 0n /n 0=V 0(1-0.5x B )C B =n B /V=n B0(1-x B )/[V 0(1-0.5x B )]=C B0(1-x B )/(1-0.5x B )x B =8/9n A0-n A =(n B0-n B )/2x A =(n A0-n A )/n A0=(n B0-n B )/(2n A0)=(n B0-n B )/(2n B0)=0.5x B =4/93. 串联-平行反应A+B==R ，A+R==S ，原料中各组分的浓度为C A0=2.0mol /L ，C B0=4.0mol /L ，C R0=C S0=0，在间歇反应器中恒容操作一定时间后，得到C A =0.3mol /L ，C R =1.5mol /L ，计算此时组分B 和S 的浓度。
解：在恒容条件下：ΔC A1=C B0-C B ；ΔC A2=C S ；C R =(C B0-C B )-C S ；C A0-C A =ΔC A1+ΔC A2得到：C S =(C A0-C A -C R )/2=(2.0-0.3-1.5)/2=0.1mol /LC B =C B0-C R -C S =4.0-1.5-0.1=2.4mol /L4. 在间歇反应器中进行等温2级、1级、0级均相反应，分别求出转化率由0至0.9所需的时间与转化率由0.9至0.99所需时间之比。
化学反应工程复习总结
一、绪论1．研究对象是工业反应过程或工业反应器研究目的是实现工业反应过程的优化2．决策变量：反应器结构、操作方式、工艺条件3．优化指标——技术指标：反应速率、选择性、能耗掌握转化率、收率与选择性的概念4．工程思维方法二、化学反应动力学1.反应类型：简单反应、自催化、可逆、平行、串联反应基本特征、分析判断2.化学反应速率的工程表示)()(反应区反应时间反应量反应速率＝3.工业反应动力学规律可表示为：r f (C )f (T )iC i T a)浓度效应——n 工程意义是：反应速率对浓度变化的敏感程度。
b)温度效应——E 工程意义是：反应速率对温度变化的敏感程度。
已知两个温度下的反应速率常数k ，可以按下式计算活化能E ：211211ln ()k E k R T T E ——cal/mol ，j/molT ——KR = 1.987cal/mol.K = 8.314 j/mol.K三、PFR 与CSTR 基本方程1.理想间歇：A f A A f A x x A A A c c A A R r dx c r dc v V t()()反应器型式操作方式操作条件工程因素TC反应结果r ，工程问题动力学问题2.理想PFR ：A f A A f A x x A A A c c A A Rpr dx c r dc v V 0()()3.CSTR ：()()00A A A A RA Apr c x r c c vV 4.图解法四、简单反应的计算n=1,0,2级反应特征0(1)A A A c c x 浓度、转化率、反应时间关系式PFR →CSTR ，CSTR ←PFR 基本关系式PFR （间歇）CSTR()Af A c RA pc A V dc v r 0()A A R mA c c V vr n=0A0A pc x k A0Apc x kn=11ln 1pAk x A0AmA c c kc n=211pAA kc c 02AA Amc c kc 0 x Af x Aτ/c A0τ五、可逆反应 AP()()20121A A A P A A r k C k C k C k C C ()()12Ae A k k C C ()()120A Ae A k k C x x AeAeAe AeA x x C C C k k K1021温度效应：浓度效应：()A r ](1)ln[102021A A eqx x k k R E E T 0()dTd r A ](x )x k k E E Rln[E E T A A opt110201221PFR 积分式CSTR ：由基本方程导出六、平行反应A211211n An An APSP k Ck Ck Cr r r ，k 1k 2k 1k 2P （主反应）S （副反应）AeAAe AeAAe A x x x C C C C k k tln()ln012123Ax Tx ATAfA C C A AfA pf C C dC C C C A fA 0()A A C p P pfAC A AdC r C dC r dC 温度效应：温度升高有利于活化能大的反应浓度效应：浓度升高有利于级数大的反应计算：由基本方程PFR 、CSTR 推出①反应器选型与组合优化：β~CA 曲线——对应面积=C P β~X A 曲线——对应面积=CP /C A0 ②最优加料方式：p163-164 平行反应 P 111m Bn A p r k C C A+BS222m Bn A sr k C CA P S A A r k C 1()PA P r k C k C 21PSr k C 2温度效应：温度升高有利于活化能大的反应（同平行反应）浓度效应：凡是使P A C /C 增大的因素对串连反应选择率总是不利的。
《化学反应工程》课程综合复习资料
《化学反应工程》课程综合复习资料一、填空题：1.在一个完整的气—固相催化反应的七大步骤中，属于本征动力学范畴的三步为、和。
2.多级混合模型的唯一模型参数为，轴向扩散模型的唯一模型参数为。
3.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；而对于复合反应，选择反应器时主要考虑的则是。
4.工业催化剂性能优劣的三种最主要的性质是、和。
5.在均相反应动力学中，利用实验数据求取化学反应速率方程式的两种最主要的方法为和。
6.反应级数（可能/不可能）是0，基元反应的分子数（可能/不可能）是0。
7.完全混合反应器（全混流反应器）内物料的温度和浓度，并且（大于/小于/等于）反应器出口物料的温度和浓度。
8.对于一个在全混流反应器里进行的放热反应，一般可以出现三个定常态操作点M1、M2、M3，如下图所示，其中M1和M3这两点我们称之为的定常态操作点，M2则称为的定常态操作点。
实际操作时，我们一般选择M1、M2、M3中哪一个操作点？X AT9.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和阶跃示踪。
二、选择题：1.对于瞬时收率和总收率，下列正确的说法有（多项选择）。
A. 对于平推流反应器，反应的瞬时收率与总收率相等；B. 对于全混流反应器，反应的瞬时收率与总收率相等；C. 对于平推流反应器，反应的瞬时收率与总收率之间是积分关系；D. 对于全混流反应器，反应的瞬时收率与总收率之间是积分关系。
2.某反应速率常数的单位为m3/(mol.hr)，该反应为级反应。
A. 零级；B. 一级；C. 二级；D. 不能确定。
3. 对于平行反应SA RA 222111n ,E ,k nE ,k −−−→−−−−→−，，活化能E 1 > E 2，反应级数n 1 < n 2，如果目的产物是R 的话，我们应该在 条件下操作。
A. 高温、反应物A 高浓度；B. 高温、反应物A 低浓度；C. 低温、反应物A 高浓度；D. 低温、反应物A 低浓度。
化学反应工程试题库和答案(精心整理)
化学反应工程考试题库（分三个部分）（一）（综合章节）复习题一、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 tE tt 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22A 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。
11.某反应的计量方程为A R S→+，则其反应速率表达式不能确定。
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。
化学反应工程习题及解
化学反应工程1、有如下平行反应：R B A k−→−+1（主反应） R B A R C C C k r 1=S B A k −→−+2 （副反应） B A S C C k r 2=（1） 若采用间歇操作，试选择合适的加料方式； （2） 若采用连续操作，试选择用合适的反应器型式；（3） 若主、副反应的活化能分别为30和20，反应温度宜高还是宜低？ 解： R S R P C k k r r S 21==（1） 若用间歇操作，应采用向事先含R 的BR 中同时加入A 、B 物料； （2） 若用连续操作，应选用CSTR ，A 、B 同时连续加入； （3） ∵ E 1 〉E 2，∴反应温度宜高。
（∵温度升高，有利于活化能高的反应）2、在一等温操作的间歇釜式反应器中，进行某一级液相反应A →R ，13分钟后，反应物转化率为70%，若让此反应在PFR 或CSTR 单釜中进行，为达到相同转化率，所需的空时和平均停留时间分别为多少？ 解： 11111lnln 0.0926min 11310.7A k tx -===--（1） PFR ： 113min t τ-== （2） CSTR ： 0.725.20min (1)0.0926(10.7)A A x t k x ===-⨯-3、1、有下列反应：C 2H 4 的二聚反应，反应温度为200℃，反应活化能mol kJ E /9.156=，为使反应速率提高一倍，计算所需提高的温度为多少？ 解：反应速率提高一倍，即212=k k21122211ln()15690011ln 2()481.568.314473.158.4k E k R T T T K T T C=-=-⇒=∆=︒提高温度为8.4C ︒4、在一反应体积为3 m 3的连续釜式反应器中等温进行下列液相反应：h C h C A A ⋅=−→−⋅=−→−+32Q 3P kmol/m 2.0r Q 2A kmol/m 6.1r P B Ar P 及r Q 分别为产物P 及Q 的生成速率，P 为目的产物。
化学反应工程知识点
化学反应工程知识点化学反应工程知识点—郭锴主编1、化学反应工程学不仅研究化学反应速率与反应条件之间的关系，即化学反应动力学，而且着重研究传递过程对宏观化学反应速率的影响，研究不同类型反应器的特点及其与化学反应结果之间的关系。
2、任何化工生产，从原料到产品都可以概括为原料的预处理、化学反应过程和产物的后处理这三个部分，而化学反应过程是整个化工生产的核心。
3.化学反应工程的基本研究方法是数学模型法。
数学模型法是对复杂的、难以用数学全面描述的客观实体，人为地做某些假定，设想出一个简化模型，并通过对简化模型的数学求解，达到利用简单数学方程描述复杂物理过程的目的。
模型必须具有等效性，而且要与被描述的实体的那一方面的特性相似；模型必须进行合理简化，简化模型既要反映客观实体，又有便于数学求解和使用。
4.反应器按型式来分类可以分为管式反应器、槽式反应器（釜式反应器）和塔式反应器。
5反应器按传热条件分类，分为等温反应器、绝热反应器和非等温非绝热反应器。
第一章均相单一反应动力学和理想反应器1、目前普遍使用关键组分A 的转化率来描述一个化学反应进行的程度，其定义为：00A A A A A A n n n x -==组分的起始量组分量转化了的 2、化学反应速率定义（严格定义）为单位反应体系内反应程度随时间的变化率。
其数学表达式为dtd V r ξ1=。
3、对于反应D C B A 432+=+，反应物A 的消耗速率表达式为dt dn V r A A 1-=-；反应产物C 的生成速率表达式为：dtdn V r C C 1= 4.反应动力学方程：定量描述反应速率与影响反应速率之间的关系式称为反应动力学方程。
大量的实验表明，均相反应的速率是反应物系的组成、温度和压力的函数。
5.阿累尼乌斯关系式为RT E C C e k k -=0，其中活化能反应了反应速率对温度变化的敏感程度。
6、半衰期：是指转化率从0变为50%所需时间为该反应的半衰期。
反应工程
反应工程第一章：1：反应物的化学计量系数为负值，反映产物则为正值。
2：任何反应组分和其化学计量系数之比为反映进度ξ（永远为正值）。
3：转化率X 对应反应物，收率Y 对应反应产物。
4：选择性S ：Y=SX 。
5：化学反应器的类型： 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 移动床反应器 滴流床反应器 6：化学反应器的操作方式： 间歇操作 连续操作半间歇（半连续）操作 7：反应器设计的基本方程：描述浓度变化的物料衡算式（连续方程） 描述温度变化的能量衡算式（能量方程） 描述压力变化的动量衡算式 描述器内反应速率（动力学方程） 计算某些参数（参数计算式） 8：守恒定律：输入=输出+消耗+积累ξνννννν=-=-=-=---RR R B B B A A A R B A R R B B A A n n n n n n n n n n n n 000000::)(:)(:)(即：ξνi i i n n =-0普遍化：∑==-Mj jij i i n n 10ξν对多个反应：该反应物的起始量某一反应物的转化量=X 0i i n X ξν-=关键组分的起始量反应产物的生成量R A R Y νν=已转化的关键组分量关键组分量生成目的产物所消耗的＝S 关键组分的起始量关键组分量生成某一产物所消耗的或：=Y第二章：1：反应速率恒为正值 2：恒容过程：3：流动体系：4：多相反应系统反应速率表示形式：以相界面积定义反应速率： 以催化剂重量定义反应速率：对于采用固体催化剂的反应：5：反应速率方程：基元反应：非基元反应：反应机理未知：幂函数形速率方程：可逆反应：6：正逆反应活化能的关系：r Rr r r RBBAA常数==-=-νννdtdc r A A -=rA A dV dF r -=dtdn V r i i ν1=dtd V r ξ1=dadF r A A-='dWdF r A A -=''Ab A V A r r a r '''ρ==BA BA A c kc r νν=7：可逆放热反应的最佳反应温度：8：复合反应的基本类型：并列反应平行反应浓度高有利于反应级数大的反应温度升高有利于活化能大的反应连串反应9：反应速率方程的变换与积分、第三章：1：釜式反应器特征：反应器内各处温度和浓度均一且与出口一致2：物料衡算式：1：连续釜式反应器：2：间歇釜式反应器：3：等温间歇釜式反应器的计算（单一反应）：1：反应时间：2：反应体积：3：反应器体积：4：等温间歇釜式反应器的计算（复合反应）：1：平行反应：解：2：连串反应：以目的产物P 的收率最大为优化目标可得最佳反应时间：5：连续釜式反应器的反应体积：6：空时与空速的概念：1：空时：（因次：时间） 2：空速：空速的意义：单位时间单位反应体积所处理的物料量。
化学反应工程名词解释
学习好资料欢迎下载化学反应工程名词解释第一章：1、反应动力学，2、分批式操作，3、连续式操作，4、半分批式操作，5、数学模型。
第二章：1、均相反应，2、化学反应速率，3、单一反应，4、复合反应，5、基元反应，6、非基元反应，7、单分子反应，8、双分子反应，9、三分子反应，10、收率，11、得率，12、选择性，13、单程转化率，14、单程收率，15、平行反应，16、串联反应，17、膨胀因子，18、膨胀率，19、反应级数。
20、总反应级数第三章：1、平推流反应器，2、全混流反应器，3、反应时间，4、平均停留时间，5、停留时间，6、返混，7、空时，8、空速，9、循环比，10、平衡温度，11、绝热温升，12、绝热操作，13、热稳定性。
14、平推流第四章：1、E（t）、F（t），2、脉冲示踪法，3、阶跃示踪法，4、方差，5、Pe，6、轴向分散模型，7、多级混合模型。
8、平均停留时间第五、六、七章1、混合法，2、浸渍法，3、沉淀法或共沉淀法，4、喷涂法及滚涂法，5、热熔法，6、吸附等温线，7、比表面，8、分子扩散或容积扩散，9、努森扩散，10、内扩散有效因子，11、面积当量直径，12、体积当量直径，13、比表面积当量直径，14、形状系数，15、床层空隙率，16、真密度，17、堆积密度，18、颗粒密度，19、临界流化速度，20、滴流床反应器，21、拟均相一维模型，22、带出速度或终端速度。
23、拟均相模型。
18秋西南大学[0751]《化学反应工程》习题问题详解
![18秋西南大学[0751]《化学反应工程》习题问题详解](https://img.taocdn.com/s3/m/ca5c168f59eef8c75fbfb3d7.png)
1、平推流反应器中，。
反应器中任一横截面上各质点浓度或转化率不同浓度或转化率沿轴向不变浓度或转化率沿轴向变化反应器中沿轴向反应速度不变2、反应A + B → C，已知，则反应级数n=_______。
1233、对于一非恒容均相化学反应，反应产物B的化学反应速率=_______。
4、如果平行反应均为一级不可逆反应，若，提高收率应。
降低浓度提高温度提高浓度降低温度5、一级连串反应A → P → S在平推流管式反应器中进行，使目的产物P浓度最大时的反应时间_______。
6、对于一非恒容均相化学反应，反应组分A的化学反应速率_______。
7、管式反应器的特点是。
返混小，所需反应器容积较小，比传热面积大，但对慢速反应，管要很长，压降大温度、浓度容易控制，产品质量可调结构简单，返混程度与高径比及搅拌有关，轴向温差大流体与固体（催化剂）颗粒呈逆流流动8、反应，已知，则反应级数n=_______。
F. 2319、下列哪些现象不属于非理想流动现象？活塞流循环流沟流短路10、下面几种操作过程中，不能按恒容过程处理。
总摩尔数不发生变化的等温气相反应均相的液相反应间歇操作的液相反应或气相反应体系中有少量惰性气体的等温气相反应11、如果平行反应均为一级不可逆反应，若，提高选择性应_______。
提高浓度提高温度降低温度降低浓度12、在理想全混流反应器中，物料。
浓度相同，温度不同浓度不同，温度也不同浓度不同，温度相同浓度相同，温度也相同13、如果连续操作的反应器达到定态，那么反应器中的浓度、温度等参数（）随时间变化，也随位置变化不随时间变化，可能随位置变化不随时间变化，也不随位置变化随时间变化，但不随位置变化14、测量气—固相催化反应速率，在确定有无外扩散影响时是在没有改变_______的条件下进行实验的。
催化剂装置进料流量催化剂装量15、下列属于理想吸附等温方程的是_______。
BET型Freundlich型Temkin型Langmuir型16、反应，已知k=0.8 L/(s·mol)，则反应级数n= 。
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1 k2 k1 C A CB
2 1 2 1
k1C A CB k1CA CB k2C A CB
1 1
1 1 2 2
化学反应工程(Chemical
Reaction Engineering)
西南科技大学
复合反应的收率和选择性 二、平行反应
化学反应工程(Chemical
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§3-6
复合反应的收率和选择性
三、 连串反应
假设如下的连串反应均为一级，P为目的产物
A P Q
k1 k2
在等温间歇反应器中，可以得到最佳反应时间
化学反应工程(Chemical
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§3-6
反应组分A和B的浓度CA、CB，以及温度T均对选择性
S有影响。可以根据
2 1
2 1
和
E2 E1
的相对大小，选择适当的反应组分浓度和温度，来提高
反应的选择性S。
反应器中各组分的浓度与反应器型（釜式、管 式……）、操作方式、加料浓度、原料配比，以及加料方 式等因素密切相关。
化学反应工程(Chemical
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§3-6
复合反应的收率和选择性
二、平行反应
设在釜式反应器中进行平行反应：
A+B→P A+B→Q
1 1 rP k1C C A B
1 1 rQ k1C C A B
假设P为目的产物，则瞬时选择性为 :
S 1
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复合反应的收率和选择性 二、平行反应
§3-6
另外，要得到较高的生产强度，反应过程需要在 较高的温度下进行。 当E2<E1 或E2=E1时，温度高对过程有利； 当E2>E1时，虽然温度低有利于选择性的提高，但应尽 能使反应在较高的温度下进行，实际上存在一个最佳 温度值。
复合反应的收率和选择性 三、 连串反应
§3-6
最佳收率为：
目的产物收率与组成的关系可以表示为：
首先根据物料衡算式，有
Vr Q0
C
A0
C
A
A
k1C
dV 0 C
A
C
A0
1 k1
Vr Q0
（C k1C
A
p
0） k2 C
p
C k1 C k 2 C
p A
p
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复合反应的收率和选择性 三、 连串反应
§3-6
对于间歇釜式反应器
Y
Pf
X Af
间
0
SdX A =整个曲边梯形的积分面积
对于连续釜式反应器
Y
Pf
连
S f X Af =矩形的面积
从图中可以看出,多釜串联系统介于间歇釜式反应
器和连续釜式反应器之间，即:
Y Y Y
Pf 间 Pf 间 Pf
连
(2) 对于XA↑时，S↑的情况结果恰恰与上面的相反
前面曾经给出瞬时收率的定义
dnp dnp RP dYP S PA PA PA ( RA ) (dnA ) (dnA ) dX A
或：
dYP SdX A
其中，μPA的物理意义是生成1mol的目的产物
P要消耗A的摩尔数。
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化学反应工程(Chemical
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复合反应的收率和选择性 二、平行反应
§3-6
加料方式的选择（a） 化学反应工程(Chemical Reaction Engineering)
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复合反应的收率和选择性 二、平行反应
§3-6
图3.11 加料方式的选择（b）
化学反应工程(Chemical
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复合反应的收率和选择性 二、平行反应
§3-6
(1)如果要求CA，CB↑，选择 （a）间歇釜（b）多釜串联
（如果体积不等，从小到大排列）（请说出原因，为什么
是这样的？）。 (2)如果要求CA，CB↓，单釜连续操作（f），如果串联最 好从大→小排列（为什么是这样呢？）。 (3)如果要求CB↑，CA↓，选择（d）B先加入，A流加。
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复合反应的收率和选择性 三、 连串反应
§3-6
目的产物P的最佳收率
但如果是在连续釜式反应器进行上述连串反应， 最佳空时（不是反应时间）和最佳收率又怎样呢？
化学反应工程(Cቤተ መጻሕፍቲ ባይዱemical
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复合反应的收率和选择性 三、 连串反应
§3-6
§3-6 即
Cp
k1 C A
1 k2
1 k1 1 k2
k1
k1 C A
这样就可以得到：
Y C 1 k 1 k
Cp
p
A0
1
2
由导数
dYp d
0
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化学反应工程(Chemical
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§3-6
复合反应的收率和选择性
一、 总收率与总选择
(1)瞬时收率可能随时间变化。间歇反应器就是一例； (2) 对于连续反应器（在定态下操作），瞬时选择性不随，时
间变化，但可能随位置变化，这时要用到总收率，其定义为：
X
Y pf
SdX
0
A f
A
YPf是总收率，针对整个反应器而言的。如果用S0表示总选择 性(对整个反应而言)，那么
化学反应工程(Chemical
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§3-6
复合反应的收率和选择性
一、 总收率与总选择
讨论：(1) XA↑时，S↓的情形
图 3.10 釜式反应器的最终收率
化学反应工程(Chemical
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复合反应的收率和选择性 一、 总收率与总选择
第六节 釜式反应器中复合 反应的收率和选择性
对于复杂反应，目的产物的收率和选择性是非常 重要的，反映了原料的有效利用程度。收率和选择性 与反应器的型式，操作方式和操作条件密切相关。
化学反应工程(Chemical
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§3-6
复合反应的收率和选择性
一、 总收率与总选择