化学反应工程练习题

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反应工程题库

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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,如用浓度表示的速率常数为,用压力表示的速率常数则=()。

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。

化学反应工程练习题

化学反应工程练习题

化学反应⼯程练习题化学反应⼯程练习题⼀.填空1.对反应速率与浓度成正效应的反应分别采⽤全混流、平推流、多级串联全混流反应器其反应器体积的⼤⼩关系为__________。

2. 拟均相模型:对于多相催化反应,忽略催化剂内外__________和__________的差异,将反应当成均相反应。

3.反应器处在⾮稳定的操作状态下,当操作参数有⼩的扰动,反应器的局部地⽅或整个反应器中的温度便会⼤幅度地上升的现象,称为__________。

4. 对于恒容的平推流管式反应器__________、__________、__________⼀致。

5.全混流反应器的空时τ是__________与__________之⽐。

6.消除外扩散影响最有效的措施是__________;消除内扩散影响最有效的措施是__________。

7. 在有滞留区存在的釜式反应器E(θ)图中,,当θ=0时,E(θ)=__________1(填<,>或=)。

8. 平推流反应器的F 函数的⽆因次时间表达式为__________,其⽆因次⽅差σ2=__________,⽽全混流反应器的⽆因次⽅差σ2=__________。

9.脉冲⽰踪法根据检测到的浓度变化曲线可以直接得到__________曲线,阶跃⽰踪法根据检测到的浓度变化曲线可以直接得到__________曲线。

10. 某⼀级不可逆⽓固催化反应,在反应温度150℃下,测得k P =5s -1,有效扩散系数D eA =0.2cm 2/s 。

当颗粒直径为0.1mm 时,内扩散系数为。

11. ⼀级不可逆液相反应,A → 2R ,L kmol C A /3.20=,出⼝转化率7.0=A X ,每批操作时间2.06h ,装置的⽣产能⼒为50000 kg 产物R/天,=60,则反应器的体积V 为_______。

12. 某⼆级液相反应A+B==C ,已知在间歇全混釜反应器中达到x A =0.99需反应时间为10 min ,在平推流反应器中进⾏时,空时τ=__________。

(完整版)化学反应工程习题

(完整版)化学反应工程习题

化学反应工程习题第一部分:均相反应器基本理论1、试分别写出N 2+3H 2=2NH 3中用N2、H 2、NH 3的浓度对时间的变化率来表示的该反应的速率;并写出这三种反应速率表达式之间的关系。

2、已知某化学计量式为S R B A 2121+=+的反应,其反应速率表达式为B AA C C r 5.02=,试求反应速率B r =?;若反应的化学计量式写成S R B A +=+22,则此时反应速率A r =?为什么?3、某气相反应在400 oK 时的反应速率方程式为221061.3AA P d dP -⨯=-τh kPa /,问反应速率常数的单位是什么?若将反应速率方程改写为21AA A kC d dn V r =⨯-=τh l mol ./,该反应速率常数k 的数值、单位如何?4、在973 oK 和294.3×103Pa 恒压下发生下列反应:C 4H 10→2C 2H 4+H 2 。

反应开始时,系统中含丁烷为116kg ,当反应完成50%时,丁烷分压以235.4×103Pa /s 的速率发生变化,试求下列项次的变化速率:(1)乙烯分压;(2)H 2的摩尔数;(3)丁烷的摩尔分率。

5、某溶液反应:A+B →C ,开始时A 与B 摩尔数相等,没有C ,1小时后A 的转化率为75%,当在下列三种情况下,2小时后反应物A 尚有百分之几未反应掉? (1)对A 为一级、B 为零级反应; (2)对A 、B 皆为一级反应; (3)对A 、B 皆为零级反应。

6、在一间歇反应器中进行下列液相反应: A + B = R A + R = S已知原料组成为C A0 = 2 kmol/m 3,C B0 = 4 kmol/m 3,C R0 = C S0 = 0。

反应混合物体积的变化忽略不计。

反应一段时间后测得C A = 0 .3 kmol/m 3,C R = 1.5 kmol/m 3。

计算这时B 和S 的浓度,并确定A 的转化率、生成R 的选择性和收率。

化学反应工程考试题

化学反应工程考试题

化学反应工程考试题第一章 绪论1.“三传一反”是化学反应工程的基础,其中所谓的一反是指__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_______。

“三传”指的是质量传递、流量传递、动量传递3. 一级连串反应在全混流釜式反应器中,则目的产物P 的最大浓度_____、__。

4. 一级连串反应在平推流反应器中,则目的产物P的最大浓度__、____。

5. 一级连串反应在间歇式全混流反应器中,则目的产物P的最大浓度_ 、_。

6. 一级连串反应在平推流反应器中,为提高目的产物P 的收率,应__降低__。

7. 化学反应速率式为,如用浓度表示的速率常数为,用压力表示的速率常数为,则=__D__。

A.B. C.D.8.反应,,则反应级数n=__B___。

A. 0B. 1C. 2D. 39.反应A + B → C ,已知,则反应级数n=___B____。

AS K 1K 2P=max ,P C 22/1120]1)/[(+K K C A =opt τ211K K AS K 1K 2P=max ,P C 122)(210K K K A K KC -=opt t 1221)/ln(K K K K -A S K 1K 2P=max ,P C 122)(210K K K A K KC -=optt 1221)/ln(K K K K -AS K 1K 2P12/k k βαBA C A C C K r =-C K P K P K C K βα+-)(RT )()(βα+RT )()(βα-RT )()(βα+-RT C 4H 2C 2H 4 + H 210.2-=s k 115.0-=s kA. 0B. 1C. 2D. 310.反应3A → P ,已知,则反应级数n=___A____。

A. 0B. 1C. 2D. 3 11.反应,已知,则反应级数n=___C____。

A. 0B. 1C. 2D. 3 12.反应,已知,则反应级数n=___C____。

化学反应工程试题及答案

化学反应工程试题及答案

化学反应工程试题及答案一、选择题(每题2分,共10分)1. 化学反应工程中,反应速率常数k与温度的关系遵循()。

A. Arrhenius方程B. Van't Hoff方程C. Le Chatelier原理D. Nernst方程2. 在固定床反应器中,流体通过催化剂床层的流动方式是()。

A. 并流B. 逆流C. 交叉流D. 层流3. 以下哪种催化剂不属于均相催化剂?()A. 酸B. 碱C. 金属D. 酶4. 反应器的体积效率是指()。

A. 反应器体积与所需反应体积的比值B. 反应器体积与实际反应体积的比值C. 反应器体积与理论反应体积的比值D. 反应器体积与催化剂体积的比值5. 在反应器设计中,为了提高反应速率,通常采取的措施是()。

A. 增加反应物浓度B. 提高反应温度C. 增加催化剂用量D. 以上都是二、填空题(每空1分,共10分)1. 在化学反应工程中,反应速率的表达式通常为__________。

2. 反应器的类型主要包括__________、__________和__________。

3. 催化剂的作用是__________反应速率,而不影响__________。

4. 反应器设计时,需要考虑的主要因素包括__________、__________和__________。

5. 根据反应器内物料流动的特点,可以将反应器分为__________流动和__________流动。

三、简答题(每题5分,共20分)1. 简述反应速率和反应速率常数的区别。

2. 描述固定床反应器和流化床反应器的主要区别。

3. 解释为什么在某些情况下需要使用催化剂。

4. 讨论温度对化学反应速率的影响及其在工业应用中的意义。

四、计算题(每题10分,共20分)1. 已知某化学反应的速率常数k=0.05 s^-1,反应物A的初始浓度为1 mol/L,求10秒后A的浓度。

2. 假设一个完全混合反应器中进行一级反应,反应物B的初始浓度为2 mol/L,反应速率常数k=0.02 min^-1,求5分钟后B的浓度。

化学反应工程测试习题集(精心整理)

化学反应工程测试习题集(精心整理)

化学反应工程测试习题集(精心整理)第一章绪论1.化学反应工程是一门研究______________的科学。

2.化学反应工程是一门研究化学反应的工程问题的科学,既以_______作为研究对象,又以_______为研究对象的学科体系。

3._______是化学反应工程的基础。

)4.化学反应过程按操作方法分为_______、_______、_______操作。

5.化学反应工程中的“三传一反”中的三传是指_______、_______、_______。

6.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_______。

A.化学反应B.反应工程C.反应热力学D.反应动力学9.“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.质量传递C.热量传递D.动量传递第二章均相反应动力学1.均相反应是指_。

pP+S对于反应,则rP_______(rA)。

2.aA+bB3.着眼反应组分K的转化率的定义式为_______。

4.当计量方程中计量系数的代数和等于零时,这种反应称为_______,否则称为_______。

5.化学反应速率式为rAKCCACB,用浓度表示的速率常数为KC,假定符合理想气体状态方程,如用压力表示的速率常数KP,则KC=_______KP。

6.化学反应的总级数为n,如用浓度表示的速率常数为KC,用逸度表示的速率常数,则KC=_______f。

K7.化学反应的总级数为n,如用浓度表示的速率常数为KC,用气体摩尔分率表示的速率常数y,则KC=_______Ky。

8.在构成反应机理的诸个基元反应中,如果有一个基元反应的速率较之其他基元反应慢得多,他的反应速率即代表整个反应的速率,其他基元反应可视为处于_______。

9.当构成反应机理的诸个基元反应的速率具有相同的数量级时,既不存在速率控制步骤时,可假定所有各步基元反应都处于_______。

化学反应工程习题库(计算题举例及详细解答))

化学反应工程习题库(计算题举例及详细解答))


a
Kp
p H 2 pO 2


0.5
p H 2O
令k1 k1 K p b0,O2 K p



a
, k2 k2

b
0.5
0,O2
K p ;由实验测得 a 0.5, 最后可得
0.5

a
p H 2O r k1 pCO p H2
pH2 k 2 pCO p H 2O
x Af ,c x Af , f c A0 e 2k e2 0.135kmol/ m3 , x A,e x A, f 0.865

(g)平推流反应器与全混流反应器并联,
c Af , g
c A0 1 1 1 (c A0 e 2 k ) e 2 0.234 , x A, g 0.776 2 1 2k 2 3
60 0.62m 3 960 368 0.496 m 3 740
该反应为液相反应,反应过程中体积比不变,且每次投料体积为:
3 V 0.0625 0.496 0.559m
计算结果表明,转化率从0.9提高到0.99,反应时间从 4.81h延长到52.9h,说明大量反应时间花在高转化率。
9.纯苯氯化为串联反应,生成物为一氯苯,副产物为二氯苯反应方程式为
1 bN 2 p N 2 bNH 3 p NH 3

3

0.5 1.5 1 bN 2 PN 2 bNH 3 k p PN PH 2 2
2.Temknh等提出铁催化剂上氨合成反应为下列步骤所组成 3 式中X代表活性位。若过程 NX H 2 NH 3 X N 2 2 X 2 NX

化学反应工程_习题集(含答案)

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(C) 30分 (D) 1/(4.62×102×0.1)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(C) t1﹤t2 (D) 不能确定二者关系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(C) K1/K2=1.00 (D) K1/K2=3.335.对反应A+B→C, 由下列数据C A0/mol.dm-3 C B0/mol.dm-3 r0/ mol.dm-31.0 1.0 0.152.0 1.0 0.301.02.0 0.15则该反应的速率方程为:(A) r=K C B (B) r=K C A C B(C) r=K C A (D) r=K C A C B26.一个反应的活化能是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___。

A. 4.5%B. 90%C. 11%D. 50%7.下列叙述正确的是_ 。

A. 吸热反应的活化能比放热反应的活化能高B. 一个反应的反应速率与化学方程式中出现的所有作用物浓度都有关C. 催化反应的速率与催化剂的浓度无关D. 反应速率常数与作用物浓度无关8.关于催化剂的使用,下列叙述中不正确的是_ 。

化学反应工程习题集

化学反应工程习题集

化学反应工程习题集一、 填空题(1) 停留时间分布函数的定义 ;停留时间分布密度函数的定义 。

(2) 气体分子在固体催化剂微孔中扩散的主要形式有 ,当 ,AB Ae D D ≈,当 时,kA Ae D D ≈。

(3) 平推流反应器的特点为 。

(4) 等温下进行一级不可逆反应,为达到x A 的转化率,采用单个CSTR 的体积与PFR 的体积之比为 ,进行二级不可逆反应,两者体积之比为 。

(5) 可逆放热反应在不同转化率下的最佳温度不同,一般而言,转化率越高,最佳温度越 。

(6) 连续流动反应器中的返混是指 ,对平行反应系统,n 主〉n 副 时,返混是使 ,n 主〈n 副 时,返混是使 。

(7) 连续过程反应速度)/(g s mol dWdN A ⋅-、)/(3cm s mol dV dN R A ⋅-、)/(2cm s mol dsdN A ⋅-(内表面)之间的关系为 。

(8) 当分子扩散的平均自由程大于催化剂微孔直径时,分子在微孔中的扩散为 ,其扩散系数与压力的关系为 ,与温度的关系为 。

(9) 反应物A 的水溶液在等温CSTR 中进行二级反应,出口转化率为0.4,现改在等体积PFR 中进行,则出口转化率为 。

(10)等温下进行一级不可逆反应,为达到x A 的转化率,采用单个CSTR 的体积与PFR 的体积之比为 ,进行二级不可逆反应,两者体积之比为 。

σ=0.98,反应器可视(11)从反应器停留时间分布测定中求得无因次方差,2θσ=0.02,则该反应器可视为。

又若求得无因次方差,2θ为。

(12)对一级不可逆反应,采用多级全混流反应器串联时,要保证总的反应体积最小,必需的条件是。

(13)等温等容间歇反应器中进行下面的两个平行反应均为一级不可逆反应,其中A2为目的产物,主反应的活化能大于副反应的活能,则:A1→ A2,A1→A3温度升高,反应的选择率,目的产物的收率相应。

(14)二、可逆反应2A B+C 于等温PFR中进行,原料流量V=10m3/h,反应物A初始浓度c A0=5 kmol/m3, B和C初始浓度均为零,已知反应的动力学方程可表示为:r B=k1c A2—k2c A c B k1=7.5 m3/(kmol·h),k2=0.5 m3/(kmol·h) 若B的最终浓度是其平衡浓度的98%,问: 需要多大的反应器体积?若在CSTR中进行同样的反应,则反应器体积又为多少?三、有一不可逆一级串联反应 A k1 P k2 S,k1=0.15min-1,k2=0.05 min-1,进料流量为0.5m3/min,c A0≠0,c P 0= c S 0=0。

化学反应工程考试试题及答案

化学反应工程考试试题及答案

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。

- 反应物粒径:反应物粒径越小,表面积越大,反应速率越快。

- 反应物浓度:反应物浓度越大,反应速率越快。

三. 计算题1. 某化学反应的反应方程式为A + 2B -> C + D,已知初始时A和B的摩尔浓度分别为2mol/L和3mol/L,经过一定时间后,测得C的摩尔浓度为4mol/L。

《化学反应工程》作业考核试题

《化学反应工程》作业考核试题
D.反应器的类型可能直接影响到一个化学反应的产物分布
9.当前用于描述气—液两相流相间传质的模型有按非稳态扩散处理模型,如()
A.双膜模型
B.溶质渗透模型
C.溶剂渗透模型
D.表面更新模型
10.理想反应器是指
A.完全混合反应器
B.釜式反应器
C.管式反应器
D.活塞流反应器
三、判断题(共10道试题,共20分)
A.物理吸附
B.化学反应
C.化学吸附
D.质量传递
28.非理想流动反应器的方差随偏离平推流反应器的程度而_______。
A.减少
B.增大
C.先增大后减少
D.不变
29.下列属于均相反应的是()
A.乙酸乙酯水解
B.CuO的还原
C.加氢脱硫
D.电石水解
30.气—固相催化反应的内扩散模数的大小可判别内扩散的影响程度,内扩散模数愈小,内外浓度愈近于()
1.间歇釜式反应器操作的优化分析是以单位操作时间的产率最大、生产经费最低为目标进行优化的。()
A.错误
B.正确
2.平推流管式反应器t=t平均时,E(t)=无穷。()
A.错误
B.正确
3.对于绝热操作的放热反应,最合适的反应器为平推流反应器。()
A.错误
B.正确
4.当微孔孔径小于分子的自由程0.1um时,分子与孔壁的碰撞机会超过了分子间的相互碰撞,而成为扩散阻力的主要因素,这种扩散为分子扩散。()
C.材料节省
D.结构简单
8.对于化学反应的认识,下面正确的是()
A.化学反应的转化率、目的产物的收率仅与化学反应本身和使用的催化剂有关系
B.化学反应的转化率、目的产物的收率不仅与化学反应本身和使用的催化剂有关,而且还与反应器内流体的流动方式有关

化学反应工程习题

化学反应工程习题

【习题1-1】在银催化剂上进行甲醇氧化为甲醛的反应2CH3OH+O2—→2HCHO+2H2O2CH3OH+2O2→2CO+4H2O进入反应器的原料中,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)反应的选择性;(2)反应器出口气体组成。

分析:按国内的定义式计算选择性、收率。

自己设定进料流量。

计算反应器出口处各组分的摩尔流量。

解:(1)反应的选择性(2) 以进料中甲醇的摩尔流量为2mol/ h为基准,则进料中空气4mol/h,水蒸汽1.3mol/h出口处甲醇:2(1-0.72)=0.56 mol/h甲醛2×0.692=1.384 mol/hN2 4×0.79 =3.16 mol/hO2 4×0.21-0.5×2×0.692-(0.72-0.692)×2=0.092 mol/hH2O 1.3+2×0.692+4×(0.72-0.692)=2.796 mol/hCO 2×(0.72-0.692)=0.056 mol/h∑ni=8.048 mol/h∴出口处气体组成为:y甲醇=6.96% y甲醛=17.20% yH2O=34.74%yO2 =1.14% yN2 =39.26% yCO =0.70%【习题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CO+2H2 CH3OH2CO+4H2 (CH3)2O+H2OCO+3H2 CH4+H2O4CO+8H2 C4H9OH+3H2OCO+H2O CO2+H2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,可凝组分分离为液体即为粗甲醇,不凝组分如氢及一氧化碳等部分放空,大部分经循环压缩机压缩后与原料气混合返回合成塔中。

《化学反应工程》期末考试试题及答案

《化学反应工程》期末考试试题及答案

《化学反应工程》期末考试试题及答案《化学反应工程》期末考试试题及答案一、选择题1、在化学反应工程中,反应时间的优化通常取决于哪些因素? A. 反应物的浓度 B. 反应温度 C. 催化剂的活性 D. 上述所有因素答案:D2、下列哪一项不是化学反应工程的研究内容? A. 反应过程的热量平衡 B. 反应动力学 C. 化工工艺流程设计 D. 反应器设计答案:C 3、关于反应速率,以下哪种说法是正确的? A. 反应速率通常与反应物的浓度成正比 B. 反应速率通常与反应温度成正比 C. 反应速率与反应物的浓度和反应温度都有关 D. 反应速率与反应物的浓度和反应温度都无关答案:C4、在化学反应工程中,我们如何定义催化剂的活性? A. 催化剂的表面积与反应物分子数的比值 B. 催化剂的重量与反应物分子数的比值 C. 催化剂的活性是催化剂的一种内在属性,无法定义 D. 催化剂的活性是催化剂在一定温度下,对特定反应的催化效率答案:D 5、关于催化剂在化学反应工程中的作用,以下哪种说法是错误的? A. 提高反应速率 B. 提高产物的选择性 C. 可以降低反应的活化能 D.可以使反应在更低的温度下进行答案:B二、填空题1、化学反应工程的基本理论包括________、和。

答案:化学动力学;传递过程;热力学2、化学反应工程的研究对象是________,研究内容是________。

答案:化学反应过程;反应过程的优化与控制、反应器和设备的放大设计与优化、新型高效分离技术的开发与应用等3、对于一个放热反应,降低反应温度可能会________,增加反应时间可能会________。

答案:增加反应速率;提高产物的选择性4、催化剂的活性与________、________、________和________有关。

答案:催化剂的表面积;催化剂的晶格结构;催化剂的酸碱性;反应物的性质5、在一个化学反应过程中,当反应物的浓度为定值时,增加________可能会增加反应速率。

反应工程练习题

反应工程练习题

一、单项选择题:1.固体催化剂之所以能起催化作用,是由于催化剂的活性中心与反应组分的气体分子主要发生( C)。

A .物理吸附B .化学反应C .化学吸附D .质量传递2.包括粒内微孔体积在内的全颗粒密度称之为( B )A .堆(积)密度B .颗粒密度C .真密度D .平均密度3.某液相反应,其反应式可写成A+CR+C 这种反应称为(B )A .均相催化反应B .自催化反应C .链锁反应 D.可逆反应4.下列不属于Langmuir 型等温吸附的假定的是_______。

(B )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6.下列属于理想吸附等温方程的是_______。

(A )A. Langmuir 型B. Freundlich 型C. Temkin 型D. BET 型7.催化剂颗粒扩散的Thiele 模数Φ值的大小反映了表面反应速率与_______之比。

(C )A. 扩散速率B. 外扩散速率C. 内扩散速率D. 实际反应速率8.气固催化反应的内扩散模数e m S V L D C k L /1-=φ,其中L 为特征长度,若颗粒为圆柱形则L=_______。

(C )A. 厚度/2B. RC. R/2D. R/39.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 AA.不随时间变化,可能随位置变化B.随时间变化,也随位置变化C.不随时间变化,也不随位置变化D.随时间变化,但不随位置变化10.“三传一反”是化学反应工程的基础,其中所谓的一反是指_______。

(D )A .化学反应 B. 反应工程 C. 反应热力学 D. 反应动力学11.“三传一反”是化学反应工程的基础,下列不属于三传的是_______。

(A )A. 能量传递B. 质量传递C. 热量传递D. 动量传递12.下列属于非均相反应的是_______。

(B )A. 乙酸和乙醇的酯化B. 加氢脱硫C. 氢气燃烧D. 烃类气相裂解13.化学反应O H N H NO 222222+⇔+,其中化学反应计量系数为+2的是哪种物质______。

化学反应工程试题

化学反应工程试题

化学反应工程原理一、选择题1、气相反应进料时无惰性气体,与以1∶2摩尔比进料,则膨胀因子=__A_。

A. —2B. -1 C. 1 D. 22、一级连串反应在间歇式反应器中,则目的产物P的最大浓度___A____。

A。

B。

C. D。

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=__C_。

A。

B。

C。

D。

4、全混流反应器的容积效率η=1。

0时,该反应的反应级数n___B__。

A。

<0 B。

=0 C.≥0 D. >05、对于单一反应组分的平行反应,其瞬间收率随增大而单调下降,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,, 出口转化率,每批操作时间,装置的生产能力为50000 kg产物R/天,=60,则反应器的体积V为_C_.A。

19。

6 B。

20。

2C。

22。

2 D。

23。

48、在间歇反应器中进行等温一级反应A→B,,当时,求反应至所需时间t=____B___秒。

A。

400 B。

460 C。

500 D。

5609、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_____D__。

A. B.C。

D.10、分批式操作的完全混合反应器非生产性时间不包括下列哪一项____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。

A。

1 B. 2 C。

3 D. 412、全混流反应器的容积效率η小于1.0时,且随着的增大而减小,此时该反应的反应级数n _ D_ 。

A。

〈0 B。

=0 C。

化学反应工程试题及答案

化学反应工程试题及答案

化学反应工程试题及答案一、选择题1. 在化学反应工程中,速率常数是指()。

A. 反应物浓度与反应速率的比值B. 反应物浓度与反应速率成正比C. 反应物浓度与反应速率成反比D. 反应物浓度与反应速率呈非线性关系答案:A2. 化学反应速率与下面哪个因素没有关系?()A. 温度B. 反应物浓度C. 压力D. 催化剂答案:C3. 在一元反应A→B中,当反应物A的浓度从0.2 mol/L增加到0.4 mol/L时,反应速率将会()。

A. 增加一倍B. 减少一半C. 增加四倍D. 减少四倍答案:A4. 化学反应中的反应速率可以通过哪种方法进行实验测定?()A. 预测法B. 理论计算C. 观察法D. 反应动力学答案:C5. 反应活化能是指()。

A. 反应物的热力学能B. 反应物参与反应的能力C. 反应物的化学键能D. 反应物分子达到活化状态所需的能量答案:D二、简答题1. 请解释化学反应速率的含义,并说明如何计算反应速率常数。

答:化学反应速率是指单位时间内反应物浓度变化的快慢程度。

计算反应速率常数时,可以根据实验数据利用反应速率公式进行计算。

反应速率常数k可以通过以下公式计算:k = Δ[C]/Δt其中,Δ[C]表示反应物浓度的变化量,Δt表示反应时间的变化量。

反应速率常数k的单位通常为mol/(L·s)。

2. 什么是活化能?活化能对于化学反应有什么影响?答:活化能是指反应物分子达到活化状态所需的能量。

在化学反应中,反应物分子需要克服一定的能量障碍才能转化为产物。

活化能对于化学反应有两个主要影响:首先,活化能决定了反应的速率。

活化能越高,反应速率越慢;活化能越低,反应速率越快。

其次,活化能还影响了反应的可逆性。

当活化能较高时,反应更倾向于向前进行,产物生成量会较大;当活化能较低时,反应更容易逆转为反应物,产物生成量较少。

三、综合题某化学反应的反应速率方程可以表示为:r = k[A]^2[B]其中,r表示反应速率,k表示反应速率常数,[A]和[B]分别表示反应物A和B的浓度。

反应工程总复习题集(答案解析)

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 、0B 、1C 、2D 、3E 、412、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CSTRB 、多釜CSTRC 、PFR13、对于自催化反应,下述情况哪种容积效果最高? (A )A 、CSTR 串联PFRB 、最优循环比下操作的PFRC 、CSTR14、稳定的定常态操作的CSTR 反应器在该操作点下列情况是必然成立的: (B )A 、移热速率等于放热速率B 、移热速率大于放热速率C 、移热速率小于放热速率15、对于级数大于零的自催化反应,其动力学线(()AA x ~r 1-)一般存在一个极值,下述情况哪种容积效果最高? (D )A 、单釜CSTRB 、多釜CSTRC 、PFRD 、CSTR 串联PFR16、对于反应级数小于零的反应,下述情况哪种容积效果最高? (A )A 、单釜CSTRB 、多釜CSTRC 、PFR17、对于绝热的放热反应,下述哪种操作方式的容积效果最高? (A )A 、CSTR 串联PFRB 、最优循环比下操作的PFRC 、CSTR18、平推流反应器的空时与反应时间之间的关系下列哪种说法正确? (C )A 、总是相等B 、总是不相等C 、不确定19、全混流反应器的空时与反应时间之间的关系下列哪种说法正确? (C )A 、总是相等B 、总是不相等C 、不确定20、平推流反应器中进行恒温、恒压等分子气相反应时,空时与反应时间之间的关系下列哪种说法正确? (A )A 、总是相等B 、总是不相等C 、不确定21、间歇反应器的反应转化率与反应器大小之间下述说法哪些正确? (B )A 、与反应器大小有关B 、与反应器大小无关C 、不确定22、在对间歇反应器进行设计时,反应器体积大小与下述哪个因素有关? (B )A 、反应时间B 、单位时间处理量C 、不确定23、从反应器的停留时间分布测定中求得无因次方差98.02=θσ,则反应器可近视为: (B )A 、理想的平推流反应器B 、理想的全混流反应器C 、理想混合间歇反应器24、从反应器的停留时间分布测定中求得无因次方差02.02=θσ,则该反应器可近视为:(A )A 、理想的平推流反应器B 、理想的全混流反应器C 、理想混合间歇反应器25、固定催化反应床层的空隙率B ε是影响床层流体流动特性的重要参数,一般情况下当Bε过大时,会导致流体如下现象产生: (B )A 、床层压降变大B 、沟流现象C 、床层热点26、采用平推流和全混流反应器进行任意级数的反应,若反应空时相等,则平推流反应器出口转化率与全混流反应器的出口转化率之间的大小关系:(C )A 、总是大于B 、总是小于C 、不能确定27、若脉冲法测得一反应器存在流体质点停留时间分布,则: (C )A 、一定存在返混B 、不存在返混C 、不能确定28、若气固多相催化反应为内扩散过程所控制,可以通过下述哪种方法措施减小内扩散对反应速度的影响:(B)A、提高流体线速度B、减小催化剂的粒径C、增大线速度、D增大催化剂粒径29、若气固多相催化反应为外扩散过程所控制,可以通过下述哪种方法措施减小外扩散对反应速度的影响:(C)A、提高流体线速度B、减小催化剂的粒径C、增大线速度、D增大催化剂粒径30、若气固多相催化反应器内存在沟流现象,可以通过下述哪种措施加以改良:(B)A、提高流体线速度B、改善床层空隙率均一C、增大催化剂粒径31、若气固多相催化反应器内存在壁效应现象,可以通过下述哪种措施加以改良:(C)A、增大催化剂粒径B、减小反应器直径C、增大反应器直径32、若气固多相催化反应器内存在短路流现象,可以通过下述哪种措施加以改良:(B)A、增大催化床层直径B、改善床层空隙率均一C、增大催化剂粒径33、当分子扩散的平均自由程大于催化剂微孔直径时,分子在微孔中的扩散为:(A)A、努森扩散B、分子扩散C、构型扩散34、当分子扩散的平均自由程小于催化剂微孔直径时,分子在微孔中的扩散为:(B)A、努森扩散B、分子扩散C、构型扩散35、催化剂颗粒的有效利用系数η与催化剂的颗粒直径有关,当颗粒直径增大时,内表面利用率:(B)A、增大B、减小C、不变D、不确定36、催化剂颗粒的有效利用系数η与反应温度有关,反应温度提高,内表面利用率:(A)A、增大B、减小C、不变D、不确定37、均相CSTR反应器中放热S形曲线与移热直线一般有3个交点,高温区交点具有如下特征:(A)A、稳定的定常态B、非稳定的定常态C、不能确定是否稳定38、均相CSTR反应器中放热S形曲线与移热直线一般有3个交点,中温区交点具有如下特征:(B)A、稳定的定常态B、非稳定的定常态C、不能确定是否稳定39、均相CSTR反应器中放热S形曲线与移热直线一般有3个交点,低温区交点具有如下特征:(A)A、稳定的定常态B、非稳定的定常态C、不能确定是否稳定σ 0,则这个反应器近似可看作40、某反应器经脉冲示踪法测得的实验数据计算得方差2θ为:(A)A、理想的平推流反应器B、理想的全混流反应器C、理想混合间歇反应器41、下图中①②③④⑤分别代表5股物流;a、b、c、d代表四个操作点;L1、L2、L3分别代表三条不同的关系曲线,则曲线L1代表的含义为:(B)A、平衡温度线B、最优温度线C、动力学曲线42、如上图,曲线L2代表的含义为:(A)A、平衡温度线B、最优温度线C、动力学曲线43、如上图,曲线L3代表的含义为: (C )A 、平衡温度线B 、最优温度线C 、动力学曲线44、如上图,a 点的转化率与d 点的转化率之间的关系为: (B )A 、x a >x dB 、x a <x dC 、x a =x d45、如上图,b 点与c 点之间存在如下关系: (C )A 、x b >x cB 、x b <x cC 、x b =x c46、理想平推流反应器串联的级数越多,则流体质点经过反应器后的离散程度: (C )A 、越大B 、越小C 、不变D 、不确定47、理想全混流反应器串联的级数越多,则流体质点经过反应器后的离散程度: (B )A 、越大B 、越小C 、不变D 、不确定48、移热速率大于放热速率是全混流反应器保持稳定操作的: (B )A 、充分条件B 、必要条件C 、充分必要条件49、可以通过下述的哪种方法减小固定催化床反应器床层阻力降P ∆: (B )A 、提高线速度B 、提高床层空隙率C 、提高催化剂的比表面积50、球形催化剂进行一级不可逆反应,可以用梯尔模数值(ev s D k R =φ)的大小来判断内扩散的影响程度,若球形催化剂颗粒半径越大,则梯尔模型值越大,内扩散影响程度越则:(A )A 、越大B 、越小C 、不变51、球形催化剂进行一级不可逆反应,可以用梯尔模数值(ev s D k R =φ)的大小来判断内扩散的影响程度,若球形催化剂颗粒半径越大,催化剂颗粒的有效系数则: (A )A 、越大B 、越小C 、不变52、球形催化剂进行一级不可逆反应,可以用梯尔模数值(ev s D k R =φ)的大小来判断内扩散的影响程度,若反应物在粒内有效扩散系数越大,催化剂颗粒的有效系数则: (A )A 、越大B 、越小C 、不变53、球形催化剂进行一级不可逆反应,可以用梯尔模数值(ev s D k R =φ)的大小来判断内扩散的影响程度,若所进行的化学反应速率越快,催化剂颗粒的有效利用系数则: (B )A 、越大B 、越小C 、不变54、为了提高级数相对较高的主反应的选择性,在反应器选型时,下列哪种说法是合理的:(B )A 、返混程度大的优于返混程度小的B 、返混程度大的劣于返混程度小的C 、相同55、在一定温度下达到定常态的气固多相催化反应,粒外扩散速率总是 粒内化学反应速率: (C )A 、大于B 、小于C 、等于56、对于多段绝热固定床反应器,采用段间换热装置的目的主要是为了 (A )A 、消除轴向温度梯度B 、消除径向温度梯度C 、消除轴向浓度梯度D 、消除径向浓度梯度57、若气固多相催化反应速率被内扩散所控制,则反应物气相主体浓度C AG 与催化剂颗粒外表面浓度C AS 之间的关系为: (C )A 、C AG 大于C ASB 、C AG 小于C AS C 、C AG 等于C AS58、若气固多相催化反应速率被外扩散所控制,则反应物气相主体浓度C AG 与催化剂颗粒外表面浓度C AS 之间的关系为: (A )A 、C AG 大于C ASB 、C AG 小于C AS C 、C AG 等于C AS59、可逆放热反应的x-T曲线如图所示,在图中A-H各点中:反应速率为零的点为:(A)(A)A和B和C (B)D和E和F (C)G和H60、如上图,在D、E、F三点中,反应速率由大到小的顺序为:(A)(A)D>E>F (B)D<E<F (C)无法确定二、多选题(共20小题,每题1分)1、一个反应器的特性一般从如下哪几个方面进行描述?(BCE)A、体积大小B、物质传递C、热量传递D、形状E、动量传递2、稳态连续操作的反应器特点包括:(BC)A、参数随时间变化B、参数随空间变化C、累积量为零D、累积量不为零32、理想平推流反应器达到稳定的定常态操作时,下列哪些说法是正确的:(BC)A、参数随时间变化B、参数随空间变化C、累积量为零D、累积量不为零4、在对间歇反应器进行物料衡算时,下面哪些量为零: (AB )A 、流入量B 、流出量C 、反应量D 、累积量5、全混流反应器CSTR 的特点包括: (AC )A 、瞬间理想混合B 、返混程度最小C 、出口物料参数与器内相同D 、独立变量为时间6、平推流PFR 反应器的特点包括: (BD )A 、瞬间理想混合B 、返混程度为零C 、出口物料参数与器内相同D 、独立变量为空间7、其一级不可逆反应在CSTR 中进行时可能有1至3个定常态操作点,则稳定的操作点可能有几个? (ABC )A 、没有B 、1个C 、2个D 、3个8、可以通过下述何种方式来有效消除固定床反应器的壁效应现象: (BC )A 、增大催化剂颗粒粒径B 、减少催化剂颗粒粒径C 、增大反应器直径D 、提高反应器长度9、固定催化反应床层的空隙率B ε是影响床层流体流动特性的重要参数,一般情况下当B ε过大或床层填充不匀时,会导致流体产生: (ABC )A 、沟流现象B 、短路流C 、壁效应D 、床层热点10、若气固多相催化反应器内存在沟流现象,可以通过下述哪种措施加以改良: (AB )A 、减小催化剂粒径B 、改善床层空隙率均一C 、增大反应器直径11、若气固多相催化反应器内存在短路流现象,可以通过下述哪种措施加以改良: (AB )A 、增大催化床层直径B 、改善床层空隙率均一C 、增大催化剂粒径12、气固多相催化反应本征动力学的推导一般涉及到下列哪些项? (ACD )A 、表面吸附B 、内扩散C 、表面反应D 、表面脱附E 、外扩散13、可以通过下述的哪种方法减小固定催化床反应器床层阻力降P ∆: (BC )A 、提高流体线速度B 、减少流体线速率C 、提高床层空隙率14、多釜串联操作的全混流反应器在计算出口转化率时可采用N AN N k x ⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=τ111公式进行计算,该公式必须满足三个条件,它们是: (ABD )A 、各釜温度一致B 、各釜体积相同C 、一级可逆反应D 、一级不可逆反应15、如图所示ABC 为某可逆放热气-固相催化反应的平衡曲线,DEF 为最佳温度曲线,则反应速度为零的点包括: (be )a 、C-Fb 、A-Bc 、D-Ed 、Ge 、C16、对于多段绝热固定床反应器,采用段间换热装置的目的主要是为了: (AB )A 、消除轴向温度梯度B 、提高反应器容积效率C 、消除轴向浓度梯度17、为了提高级数相对较高的主反应的选择性,在反应器选型时,下列哪种做法是合理的:(BC )A 、选全混流不选平推流B、选平推流不选全混流C、选多釜串联的全混流不选单釜全混流D、选间歇反应器不选平推流18、提高气固多相催化反应催化剂的有效利用系数的方法包括如下哪几项?(ACD)A、提高反应温度B、增大催化剂的粒径C、减少催化剂的粒径D、改善内扩散速率19、若气固多相催化反应速率被外扩散所控制,且所进行的催化反应为快反应,C AG代表主体浓度,C AS代表催化剂颗粒外表面浓度,下面的哪几项是合理存在的?(AC)A、C AG大于C ASB、C AG小于C ASC、C AS近似等于零D、C AG等于C AS20、重油催化裂化不宜选用的反应器包括:(ABD)A、固定床B、列管式C、流化床D、间歇釜式反应器三、判断题(共20小题,每题0.5分)1、装置结构、尺寸、型式影响反应器内物料流动、混合、传热等,从而改变反应的动力学特性。

《化学反应工程》试题和答案

《化学反应工程》试题和答案

《化学反应工程》试题和答案work Information Technology Company.2020YEAR《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 +-=Tk ,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 r14. 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 。

《化学反应工程》试题及参考答案

《化学反应工程》试题及参考答案

《化学反应工程》习题答案一、单选题1、下列属于均相反应的是( B )A 煤炭燃烧B 氢气燃烧C 离子交换D 加氢裂解2、一级连串反应AS K 1K 2P 在全混流釜式反应器中,则目的产物P 的最大浓度=max ,P C (B ) 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 A3、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)4、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 10B 025C 050D 05、全混流反应器的返混为( B )A 最小B 最大C 零D 一样大6、催化剂在使用过程中会逐渐失活,其失活速率式为dm i d C k dt d ψψ=−,当进料中的杂质吸附极牢以及对产物无内扩散阻力时,d 为( A )A ≈0B =1C →3D ≈17、对一平行—连串反应R A QP A → → → )3()2()1( ,P 为目的产物,若活化能次序为:E2<E1<E3,为了目的产物的收率最大,则最佳操作温度序列为( B )。

A .先高后低B 先低后高C .高温操作D .低温操作8、对于循环操作的平推流反应器,当循环比β→0时为( B )反应器A 全混流B 平推流C 全混流或平推流D 全混流串平推流 9、CH 2 = CH CH = CH 2(A) + CH 2 = CH COOCH 3(B)COOCH 3(C)该反应在全混流反应器中进行,以AlCl3为催化剂,反应温度20℃,液料的体积流速为05 m3/h ,丁二烯和丙烯酸甲酯的初始浓度分别为=0A C 965 mol/m3,=0B C 184 mol/m3,催化剂的浓度为=D C 663 mol/m3。

反应工程练习题

反应工程练习题

1.“三传一反”是化学反应工程的基础,下列不属于三传的是_______。

(A ) A. 能量传递 B. 质量传递 C. 热量传递 D. 动量传递 2.化学反应O H CH H CO 2423+⇔+,其中化学反应计量系数为-1的是哪种物质______。

(A )A. COB. 2HC. 4CHD. O H 23.气相反应2A + B → 3P + S 进料时无惰性气体,A 与B 以3∶2摩尔比进料,则膨胀因子A δ=_______。

(D )A. 1B. 1/3C. 2/3D. 1/24.化学反应速率式为βαB 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为P K ,则P K =_______C K 。

(D )A. βα+-)(RTB. )()(βα+RTC. )()(βα-RTD. )()(βα+-RT5.对于可逆放热反应,为提高反应速率应_______。

(C )A. 提高压力B. 降低压力C. 提高温度D. 降低温度 6.在恒容反应过程的平均停留时间、反应时间、空时是一致的反应器是 。

(D ) A. 间歇式反应器 B.全混流反应器 C. 搅拌釜式反应器 D. 平推流管式反应器 7.全混流反应器的E (t )曲线的方差=2θσ_______。

(C )A. 0B. 0~1C. 1D. >18. 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____B___。

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 9. 某催化剂,其真密度为3.60g/cm 3,颗粒密度为1.65g/cm 3,比表面积为100m 2/g 。

该催化剂的孔隙率= 0.542 。

A. 0.245B. 0.542C. 0.452D. 0.254 10. 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。

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工程硕士研究生《化学反应工程》练习题一、在一个体积为1m3的等温间歇釜中,86℃下将浓度为3.2kmol/m3的过氧化氢异丙苯溶液分解以生产苯酚和丙酮:A→B+C。

该反应为一级,反应温度下的反应速率常数等于8×10-3S-1,最终转化率达98.9%,设辅助操作时间为30min,其苯酚的产量和10kmol/h生产能力下的反应釜体积为多少?解:苯酚产量:3.2×98.9%=3.1648kmol反应时间t=C A0∫0xAf dx A/kC A2=(1/kC A0)[x Af/(1-x Af)]=[1/(8×10-3×3.2)][0.989/(1-0.989)]=0.976h总时间:t=0.976+0.5=1.476h此时生产能力为:3.1648/1.476=2.145kmol/h若生产能力为10kmol/h,则所需反应釜体积为:1×10/2.145=4.66m3二、在活塞流反应器中,等温进行下列反应:A+B→P+H ,k1 (目的产物)P+B→R+H ,k2已知在反应温度下,k2/k1=0.68,B大量过剩,对均为一级反应。

试计算P的最大收率及相应A的转化率.解:由k2/k1=0.68得:k1/k2=1.471Y max=(k1/k2)k2/(k2-k1)= (1.471)1/(1-1.471)=0.4407=44.07%相应A的转化率为:(x A)opt=(C A0-C Af)/C A0=(C A0-C A0e-k1τ)/C A0=1-exp{-k1*[ln(k2/k1)]/(k2-k1)}=1-exp{-k1*[ln(k2/k1)]/(k2-k1)}=1-exp{-[ln(k2/k1)]/(k2/k1-1)}=1-exp[-(ln0.68)/(0.68-1)]=0.70=70%三、在全混流反应器中进行液相均相反应:A+B→R r R=1.6CA, kmol/m3h2A→D r D=8.2CA2 kmol/m3h=2kmol/m3CA0求:(1)A的转化率为95%所需时间;(2)此时R的收率;(3)当初力量量为200L/min时反应釜的体积;(4)若要提高R选择性,如何改变进料浓度.解:(1)空时τ=C A0X Af/(-r Af)= C A0X Af/(r R+r D)= C A0X Af/(1.6C A+2*8.2C A2)=2*0.95/[1.6*2*(1-0.95)+2*8.2*22(1-0.95)2]=5.86h(2)因为,R对A的选择性:S R/A= (r Rf)/ (-r Af)=1.6C A/(1.6C A+2*8.2C A2)=1.6/[1.6+2*8.2C A0(1- X Af)]=0.493所以,R的收率为:Y R=X Af S R/A=0.95*0.493=0.4684(3) 处理量为200L/min时反应器体积:V R=v0*τ=200*10-3*60*5.86=70m3(4)由S R/A= (r Rf)/(-r Af)=1.6C A/(1.6C A+2*8.2C A2)=1.6/[1.6+2*8.2C A0(1- X Af)]可知,要提高S R/A,进料浓度应降低。

四、用脉冲法注入示踪剂探求反应器中停留时间分布情况,测得如下数据:t(min): 0 5 10 15 20 25 30 35C示(g/L): 0 3 5 5 4 2 1 0在该反应器中进行一级不可逆反应,其反应气速率常数 k=0.307min-1 ,求:(1)真实反应器转化率;(2)宏观流体和微观流体对转化率有何影响?五、在一粒为1.5cm的催化剂固定床反应器中进行A→3R反应,在排除外扩散影响时催化剂的有效扩散系数为0.005cm2/s,催化剂的密度为1200g/L,反应为一级不可逆,其本证反应速率常数为2S-1,进料流量为20m3/min,最终转化率为0.95,床层的堆积密度为1000kg/m3,床层的空隙率为0.4。

求反应器的体积和催化剂的重量。

解:(1)求西勒模数和有效因数Фs=d p/6*(kv/De)1/2 =1.5/6*(2/0.005)1/2 =5η=1/Фs=1/5=0.2,宏观速率常数为k(宏)=ηk(本)=0.2*2=0.4S-1(2)求反应器体积因为 V R/F A0=V R/C A v0=∫0.950dX A/(-r A)代入一级反应速率式-r A= k(宏)C A0(1-X A)整理并计算得:V R=v0/ k(宏)*ln(1/(1-X A))=20/0.4*ln(1/(1-0.95))=2.496m3(3)催化剂重量W=ρB V R=1000*2.496=2496kg六、在绝热固定床催化反应器中进行二氧化硫氧化反应,入口温度为度420℃,入口气体二氧化硫的浓度为7%(mol%)。

出口气体的温度为590℃,出口气体二氧化硫的组成为2.1%(mol%),在床层内三点A、B、C进行测定。

问:(1)测得A点温度为620℃,你认为是否正确?为什么?(2)测得B点转化率位80%,你认为是否正确?为什么?(3)测得C点转化率位50%,经再三检验结果正确无误,估算C点温度?答:(1)测得A点温度为620℃不正确。

因为是绝热固定床催化反应器,入口420℃,出口590℃,绝热温升为170℃。

床层中不可能有温度高于590℃的点。

(2)测得B点的转化率为80%不正确。

因为反应器入口二氧化硫浓度为7%,出口二氧化硫浓度为2.1%,算得的转化率为68.62%。

(3)由T-T 0=Λx A ,T=590℃,T 0=420℃,x A =68.62%算得Λ=247.74℃。

再由x A =50%,T 0=420℃算得T=543.87℃七、在气固催化的一级反应中,当存在外扩散和内扩散阻力时,给出宏观反应速率常数?和外扩散反应阻力与反应总阻力的比值表达式?(r A )g =(C Ag -C A *)/[1/(k g S e )+1/(k s S i ξ)]1/(k g S e )/[1/(k g S e )+1/(k s S i ξ)]=(k s S i ξ)/(k g S e +k s S i ξ) 八、证明平行反应: A→R(目的), E1 A→S, E2 A→T, E3当E2<E1<E3时,目的产物R 最佳选择性时的温度满足: T opt -1=R/(E 3-E 2)×Ln{[(E 3-E 1)/(E 1-E 2)]×(k 30/k 20)}式中:R 为气体常数,k 30、k 20为E 3、E 2的指前因子。

九、某气相一级分解反应 A → 2P ,在等温活塞流管式反应器中进行,加入原料含A60%,惰性物40%,停留时间为10分钟,系统出口的体积流量为原来的1.5倍,求此时A 的转化率。

解:A 2P 惰性物 1.5 0 1 0 3 1εA =[(3+1)-(1.5+1)]/1.5=1由V=V 0(1+εA x Af )得:x Af =(1/εA )(V/V 0-1)=(1/1)(1.5-1)=0.5十、用图示讨论固体催化剂催化下的气相反应 A(g) → R(g) 整个反应过程?可能存在几步阻力和控速步骤?写出各步速度方程?如上图所示,气固相催化反应主要由五步组成: (1)反应物从气流主体扩散到催化剂颗粒的外表面;(2)反应物从催化剂的外表面向催化剂的孔道内部扩散;A+δ A δ (3)在催化剂内部孔道所组成的内表面上进行催化反应;A δ R δ (4)产物从内表面扩散到外表面;R δ R+δ气相主体 滞留 边界层 球形催化剂 C Ag ≈C AS ≈C ACC A *Rp(a )化学动力学控制时 反应物A 有浓度分布气相主体 滞留 边界层 球形催化剂 C Ag ≈C AS C AC ≈C A *0 (b )内扩散控制时 反应物A 有浓度分布气相主体 滞留 边界层 球形催化剂C AgC AS ≈C AC ≈C A *Rp(c )外扩散控制时 反应物A 有浓度分布(5)产物从外表面扩散到气流主体。

其中,(1)、(5)为外扩散过程;(2)、(4)为内扩散过程;(3)为化学动力学过程。

整个反应过程可能存在三步阻力及速控步骤,分别是:(1)化学动力学控制(浓度分布如图(a))。

此时,(r A)g=k s S i(C Ag-C A*)=k s S i(C As-C A*);(2)内扩散控制(浓度分布如图(b))。

此时,(r A)g=k s S i(C Ag-C A*)ξ;(3)外扩散控制(浓度分布如图(c))。

此时,(r A)g=k g S e(C Ag-C As)=k g S e(C Ag-C A*);十一、在等温操作的间歇反应器中进行一级液相反应,15分钟反应物转化了85%,若把此反应移到活塞流反应器和全混流反应器中进行,达到同样转化所需的空时和空速?解:由ln[1/(1-x A)]=kt,得:k=(1/t)ln[1/(1-x Af)]=(1/15)ln[1/(1-0.85)]=0.1265min-1活塞流反应器:τ=(1/k)ln[1/(1-x Af)]=t=15min空速:s=1/t=1/15=0.0667min-1全混流反应器:τ=(1/k)[x Af/(1-x Af)]=(1/0.1265)[0.85/(1-0.85)]=44.796min 空速:s=1/t=1/44.796=0.0223min-1十二、试给出拟均相一维模型在非绝热条件下的绝热温升,物料蘅算和热量蘅算式?。

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