化学反应工程总复习

合集下载

化学反应工程总复习

化学反应工程总复习

《化学反应工程》综合复习资料一、填空题1.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 。

2.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 。

3.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。

4.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 。

5.某一级液相反应在间歇式反应器中进行,5min 转化率为50%,则转化率达到80%需时间__ ____min 。

6.某反应的速率方程式为n A A r kC -= mol/(m 3.h),则反应级数n 为2时,k 的单位为 _。

7.某反应的计量方程为A R S →+,则其反应速率表达式 。

8.所谓“三传一反”是化学反应工程学的基础,其中“三传”是指 、 和 ,“一反”是指 。

9.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。

10.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 。

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m 3/(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. 低温、反应物A 低浓度 4.关于E 函数和F 函数,下面正确的是 。

化学反应工程复习总结

化学反应工程复习总结

化学反应工程复习总结work Information Technology Company.2020YEAR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:)()(T f C f r T i C i ⋅=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 :E ——cal/mol ,j/mol T ——KR = 1.987cal/mol.K = 8.314 j/mol.K三、PFR 与CSTR 基本方程1. 理想间歇:⎰⎰-=--==Af A Af A x x A AA c c A A R r dx c r dc v V t 00)()(00反应结果r ,工程问题2. 理想PFR : ⎰⎰-=--==Af A Af A x x A AA c c A A R p r dx c r dc v V 00)()(00τ3. CSTR :)()(00A AA A A A R p r x c r c c v V -=--==τ 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)CSTR00()Af A c R Apc A V dc v r τ==--⎰0()A AR m A c c V v r τ-==-n=00A A p c x k τ=0A A p c x k τ=n=11ln1p Ak x τ=-0A Am Ac c kc τ-=xxτ/c A0 τn=2五、可逆反应A P)()(02121AA A P A A C C k C k C k C k r --=-=-))((21Ae A C C k k -+=)()(021A Ae A x x C kk -+=温度效应: 浓度效应:⇒=-0)(A r ])1(ln[102012A Aeq x x k k R E E T --=])x (x k k E E ln[R E E A A opt --=110201212PFR 积分式CSTR :由基本方程导出六、平行反应A211211n An A n AS P P C k C k C k r r r +=+=β, k 1k 2P (主反S (副反AfAC C AAfA pf C C dC C C C AfA --=-=⎰000ββ0()AA C p Ppf A C A AdC r C dC r dC ββ==-=--⎰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~C A P β~X A 曲线——对应面积=C P /C A0②最优加料方式:p163-164 平行反应P 111m B n A p C C k r = A+BS 222m B n A s C C k r =七、串联反应A P SAACkr1)(=-PAPCkCkr21-=PSCkr2=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APCC/增大的因素对串连反应选择率总是不利的。

《化学反应工程》复习题及答案

《化学反应工程》复习题及答案

化学反应工程单选题 对于反应级数⏹> 的不可逆气相等温反应,为降低反应器体积,应选用♉♉♉♉♉♉♉。

(✌)(✌)平推流反应器 ( )全混流反应器( )平推流串接全混流反应器 ( )全混流串接平推流反应器 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♉♉♉♉♉♉♉。

( )(✌)加料时间 ( )反应时间 ( )物料冷却时间 ( )清洗釜所用时间 下列单位不属于反应速率的是♉♉♉♉♉♉♉。

( )(✌)❍☐●☎♑﹒♦✆ ( )❍ ♦ ( )❍☐●☎❍ ﹒♦✆ ( )❍☐●☎❍ ﹒♦✆.反应 A B C →+,12.50 k s -=,则反应级数为♉♉♉♉♉♉♉。

( )✌.  ( ) ( ) ( ) 反应NaOH + HClNaCl + H 2O ,已知mol s l k /1.0⋅=,则反应级数⏹♉♉♉♉♉♉♉。

( )(✌) ( ) ( ) ( ) 气相基元反应 B A →2,进料时反应物✌和稀释剂 以等摩尔比加入,则膨胀率为♉♉♉♉♉♉♉。

( )(✌)  ( )  ( )  ( )  下面反应器中不属于理想反应器的是♉♉♉♉♉♉♉。

( )(✌)间歇反应器 ( )全混流反应器 ( )平推流反应器 ( )膜反应器 下面哪种反应器组合形式可以最大程度降低反应器体积♉♉♉♉♉♉♉。

( ) (✌)平推流反应器串联 ( )全混流反应器串联( )平推流反应器并联 ( )全混流反应器并联 在间歇反应器中进行等温一级反应✌ ❼ ,0.01 /A A r C mol L s -=⋅,当 ✌  ❍☐●☹时,求反应至 ✌  ❍☐●☹所需时间♦♉♉♉♉♉♉♉秒。

( )(✌)  ( )  ( )  ( )  在间歇反应器中进行等温二级反应✌ ❼ ,20.01 /A A r C mol L s -=⋅,当 ✌  ❍☐●☹时,求反应至 ✌  ❍☐●☹所需时间♦♉♉♉♉♉♉♉秒。

《化学反应工程》综合复习资料

《化学反应工程》综合复习资料

《化学反应工程》综合复习资料一、填空题1、全混流反应器的E 函数表达式为 ,其无因次方差= ,而平推流反应器的无因次方差= 。

2、工业催化剂性能优劣的三种最主要的性质是 、 、和 。

3、在间歇反应器中进行一恒压气相反应,原料为A 和B 的混合物,其中A 含量为20%(mol),若物料初始体积为2升,则A 转化50%时,物料的总体积为 。

4、基元反应的分子数 (可能/不可能)是小数。

5、某液相反应于50℃下在间歇反应器中进行,反应物A 转化80%需要10min ,如果于相同条件下在平推流反应器中进行,则达到同样的转化率需要的空时为 ;如果同样条件下在全混流反应器中进行,达到同样的转化率需要的空时 。

6、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 。

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、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: 。

9、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 。

2θσ2θσ32A B R +→A R →10、对于反应23A B R +→,各物质反应速率之间的关系为:(-r A ):(-r B ):r R = 。

11、某重油催化裂化装置处理量为100吨重油/h ,未转化重油为6吨/h ,汽油产量为42吨/h ,则重油的转化率为_ _,工业上汽油的收率及选择性为_ _和_ _。

12、某反应的计量方程为A R S →+,则其反应速率表达式 。

13、反应级数 (可能/不可能)大于3, (可能/不可能)是0,基元反应的分子数 (可能/不可能)是0。

14、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 。

15、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 。

反应工程(总复习)

反应工程(总复习)
M N
反应器 P
分离器
Q
产物
转化率是针对反应物而言,收率则是针对生成物而言,定义为:
与转化率一样,收率也有单程收率和全程收率之分 对于单一反应,转化率与收率数值上相等,且无论按那一个反应产物计算的收率,数 值上都相等,当反应系统进行的反应不止一个时,则不相等。
第一章 绪论
转化率、收率和选择性三者的关系:
等转化率曲线。温度较低时,反应速率随温度的升高 而加快,到达某一极大值后,随着温度的继续升高,
反应速率反而下降。
最佳温度
第二章 反应动力学基础
复合反应:在同一个反应体系中进行若干个化学反应时,称为复合反应。 单位时间内单位体积反应混合物中某一组分i的反应量叫做该组分的转化速率 (i为反应物)或生成速率(i为反应产物),并以符号 来表示。
(2)描述温度变化的能量衡算式,或称能量方程; (能量守恒定律)
(3)描述压力变化的动量衡算式,或称动量方程; (动量守恒定律)
(4)综观三种衡算式,根据各自的守恒定律,均符合下列模式:
17
第二章 反应动力学基础
任何化学反应都以一定的速率进行,通常以单位时间内单位体积反应物系中某一反 应组分的反应量来定义反应速率。
第四章 管式反应器
活塞流和全混流的比较:
根本差别:活塞流无返混存在,全混流的返混程度最大,以致反应物料间不存在
浓度差,也不存在温度差。
单一反应等温管式反应器设计方程
以等速率进行 常数
管式反应器连续操作 方程 等容 = ≠ 管式反应器空时 变容
釜式反应器连续操作 方程
釜式反应器的反应时间
第四章 管式反应器
化学反应工程的“三传一反”
动量、热量和质量传递。
反应进度( ξ )的定义:任何反应组分的反应量与其化学计量系数的之比恒为定 值,推广到任何反应,并表示为:

化学反应工程复习资料

化学反应工程复习资料

《化学反应工程》复习题一、名词解释:1、平均选择性;2、流化数;3、收率;4、假态点、5、对比速率。

二、选择题1、管式反应器的高径比范围为( )A :2~6B :20~30C :2~4D :1~802、热稳定条件是指( )A :Qr ≤Qg ;B :d Qg/dT ≤d Qr/dT ;C :Qr=Qg ;D :d Qg/dT=d Qr/dT ;3、当某颗粒的形状系数为0.8时,则其相当直径的大小顺序为( )A :Dp ≥dp ≥ds ;B :ds ≥Dp ≥dp ;C :dp ≥Dp ≥ds ;D :ds ≥dp ≥Dp4、固定床反应器的收率比流化床反应器的收率( )A :要高;B :要低;C :一样高;D :不能比较。

5、下列液相反应,设从有利于生成U 、S 出发,应选择哪种操作方式( )A +B→R +T r R =dC R /d t =dC T /d t =k 1C A CB A +B→S +U r R =dC U /d t =dC S /d t =k 1C A 1..5C B 0.5A :A 一次性加料,B 分批加料;B :A 和B 都一次性加料;C :B 一次性加料,A 分批加料;D :A 和B 都分批加料。

6、全混流反应器的容积效率η=1.0时,该反应的反应级数n ( ) A. <0 B. =0 C. ≥0 D. >07、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. <18、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lm o lC A /10=时,求反应至l mol C A /01.0=所需时间t=( )秒。

A. 400B. 460C. 500D. 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=opt τ( )。

A.1212)/ln(K K K K - B.1221)/ln(K K K K - C.2112)/ln(K K K K D.211K K10、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( )。

化学反应工程复习

化学反应工程复习

8、下列叙述正确的是( D

A、对于可逆吸热反应,反应速率随 XA的变化升高而升高 B、对于可逆放热反应,反应速率随 XA的变化升高而升高
C、对于可逆吸热反应,存在最佳温度Top
D、对于可逆放热反应,存在最佳温度Top 9、下列叙述正确的是( A )
A、对于可逆吸热反应(温度一定),反应速率随 XA的变化升 高而降低
• 6. 如果将管式反应器出口的产物部分返回到入口 处与原始物料混合,这类反应器为 的管 式反应器。 • 7. 全混流反应器稳定的定常态操作点的判据 dq dq q q 为 、 dT dT 。 • 8. 停留时间分布可由两个函数定量描述,它们是 和 。 • 9. 工业反应器有三种操作方式,包 括: , , 。 • 10. 气体在固体表面的吸附中物理吸附靠_______ 结合的,而化学吸附是靠 结合的。
4.当瞬时选择性随关键组分转化率增大而单调增加时, 收率顺序:(A) A、间歇釜<多个连续釜串联<单一连续釜 B、多个连续釜串联>间歇釜>单一连续釜 C、间歇釜>单一连续釜>多个连续釜串联 D、间歇釜>多个连续釜串联>单一连续釜
5.当瞬时选择性随关键组分转化率增大而单调下降时, 收率顺序:(D) A、间歇釜<多个连续釜串联<单一连续釜 B、多个连续釜串联>间歇釜>单一连续釜 C、间歇釜>单一连续釜>多个连续釜串联 D、间歇釜>多个连续釜串联>单一连续釜
• • • • • • • • • • • • • • •
6. 计算转化率起始状态的选择,正确的是( B ) A. 连续反应器,选择反应器出口处原料的状态 B. 连续反应器,选择反应器进口处原料的状态 C. 间歇反应器,选择反应结束时的状态 D. 数个反应器串联,往往以进入第二个反应器的原料组成为计算基准 7. 全混流反应釜最多可以有 C 个定常操作点 A.1 B. 2 C. 3 D. 4 8. 对于反应速率随转化率变化存在一个极大值的化学反应,最合适的 反应器为 A. 管式反应器 B. 釜式反应 C. 循环操作的管式反应器 D. 釜式反应串联管式反应器 9. 不是理想吸附的基本假定的是( D ) A. 吸附位具有相同的能量 B. 属单层吸附 C. 被吸附分子间的作用力可略去不计 D. 属多层吸附

反应工程复习题

反应工程复习题

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 .化学反应困呈按操作方法分为__ _、__ _、__ _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 。

第二章均相反应动力学一、填空1 .均相反应是指 。

5 .活化能的大小直接反映了 对温度的敏感程度。

P (主)6 .平行反应A S (副)均为一级不可逆反应,若E E >副主,选择性P S 与 无关,仅是 的函数。

8 . 一级连串反应 12K K A P S −−→−−→在全混流釜式反应器中,则目的产物P 的最大浓度max p C =___apv t =____9 . 一级连串反应 12K K A P S −−→−−→在平推流反应器中,则目的产物P 的最大浓度max p C =___apv t =____二、选择题1 .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.NOB.H2C.N2D.H2O2 .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 rB A =-3 .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 a4 .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,则膨胀因子 A δ= ____A.1/4B.2/3C.-1/4D.-2/35 . 气相反应2423CO H CH H O ++ƒ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.-2B.-1C.1D.27 . 反应4102422C H C H H →+,12.0k s -=,则反应级数n=____。

化学反应工程知识点复习

化学反应工程知识点复习

—RE——T12
1 T1
• 一气相分解反应在常压间歇反应器中 进行,在400K和500K温度下,其反应 速率均可表达为−rA=23pA2 mol·m-3s-1, 式中pA 的单位为kPa。求该反应的活 化能。
———
将分压换算成浓度:
pA cART 400K下:
rA 23pA2kmol m3s1
———
分子数:
对于基元反应:aA+bB=rR+sS
(rA )
k
A
c
A
c
B
• 分子数:基元反应中反应物分子或离子的个数。
对于基元反应来讲α,β必须是正整数,α+β是基 元反应的分子数,不能大于3(根据碰撞理论, α+β的取值不能大于3,必须是一个小于等于3 的正整数)。
———
反应级数――指动力学方程中浓度项的幂数,如式中的
k ∝ T 0~1 0
k之所以称之为常数,是指当反应温度不变时,k是个 常数,当反应温度变化较大时它就不再是常数。 活化能E,根据过度状态理论,反应物生成产物,要 超过一个能垒,因此E的取值永远是正值。
———
lnk与1/T是直线关系 -E/R为斜率 lnk0为截距
通过实验测出不同温度下的 速率常数k,作图根据截距 就可以求出指前因子k0,再 根据直线的斜率求出活化能
(rA )
a b
(rB )
a r
(rr )
a s
(rS
)
———
或可说,我们用不同的着眼组分来描述化学反应速 率,那么反应速率与计量系数之比是相等的。
rA rB rr rs a b rs
若以浓度表示则为:
1 dc A 1 dcB 1 dcR 1 dcS a dt b dt r dt s dt

《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

《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。

反应工程总复习题(答案).pdf

反应工程总复习题(答案).pdf

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
(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
15、对于级数大于零的自催化反应,其动力学线(
1
(− rA )
~
xA
)一般存在一个极值,下述
情况哪种容积效果最高?
(D)
A、单釜 CSTR B、多釜 CSTR C、PFR D、CSTR 串联 PFR
16、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 CSTR B、多釜 CSTR C、PFR
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
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?

化学反应工程复习公式指导

化学反应工程复习公式指导

化学反应工程复习公式指导化学反应工程是化学工程的重要分支之一,主要涉及到反应速率、反应平衡、反应热力学等方面的问题。

在进行化学反应工程的设计和优化时,需要运用一系列的公式,以指导实际操作和解决问题。

以下是一些常见的化学反应工程公式,供复习和参考。

1.反应速率公式在化学反应中,反应速率是指单位时间内反应物消失或产物生成的量。

一般来说,化学反应速率与反应物浓度之间存在一定的关系。

根据实验数据,可以通过拟合得到反应速率公式。

常见的反应速率公式有:-零级反应速率:r=k-一级反应速率:r=k[A]-二级反应速率:r=k[A]²-伴随一级反应速率:r=k[A]·[B]其中,r为反应速率,k为反应速率常数,[A]和[B]为反应物浓度。

2.反应平衡公式在反应平衡条件下,反应物和生成物的浓度保持不变。

根据反应平衡常数,可以得到反应平衡公式。

常见的反应平衡公式有:-简单反应物与生成物的摩尔比例:aA+bB⇌cC+dD其中,a、b、c、d分别为反应物和生成物的系数,A、B、C、D分别为反应物和生成物的摩尔浓度。

反应物和生成物的关系可以表示为:Kc=[C]ᶜ[D]ᵈ/[A]ᵃ[B]ᵇ-简单反应物与生成物的分压比例:aA+bB⇌cC+dD其中,a、b、c、d分别为反应物和生成物的系数,A、B、C、D分别为反应物和生成物的分压。

反应物和生成物的关系可以表示为:Kp=(Pc/RT)ᶜ(Pd/RT)ᵈ/(Pa/RT)ᵃ(Pb/RT)ᵇ其中,R为理想气体常量,T为温度,Pa、Pb、Pc、Pd分别为反应物和生成物的分压。

3.反应热力学公式反应热力学研究反应热效应与反应过程的关系。

常见的反应热力学公式有:-反应焓变公式:ΔH=Σ(nᵢHᵢ)其中,ΔH为反应焓变,nᵢ为反应物或生成物的摩尔数,Hᵢ为反应物或生成物的摩尔焓。

-熵变公式:ΔS=Σ(nᵢSᵢ)其中,ΔS为反应熵变,nᵢ为反应物或生成物的摩尔数,Sᵢ为反应物或生成物的摩尔熵。

《化学反应工程》复习资料

《化学反应工程》复习资料

《化学反应工程》复习资料一一、填空题1.在建立数学模型时,根据基础资料建立物料、热量和动量衡算式的一般式为( )。

2.生成主产物的反应称为( ),其它的均为( )。

3.aA bB pP sS +→+对于反应,则P r =( )()A r -。

4.对于多孔性的催化剂,分子扩散很复杂,当孔径较大时,扩散阻力是由分子间碰撞所致,这种扩散通常称为( )。

二、问答题1. 简述均相反应及其动力学的研究内容?2.简述等温恒容平推流反应器空时、反应时间、停留时间三者关系?3.简述气固催化反应的过程步骤?三、计算题1.在473K 等温及常压下进行气相反应:(1)3→A R 1.2/min =⋅R A r C mol l(2)2→A S 0.5/min =⋅S A r C mol l(3)→A T 2.1/min =⋅T A r C mol l式中CA 为反应物A 的浓度(mol/l ),原料中A 和惰性气体各为一半(体积比),试求当A 的转化率达85%时,其转化速率是多少?2.有一自催化液相反应A →P ,其速率方程为3/(min)A A p R kC C kmol m =,反应温度下,3301(min),2/A k m kmol C kmol m ==,每小时处理1000mol 的原料,其中A 占99%(mol ),其余为P 。

要求最终转化率为90%。

为使所需反应体积最小,采用何种形式的反应器好?并算出你选用的反应体积;答案一、填空题1.累积量=输入量-输出量2.主反应副反应3.p a4.分子扩散(容积扩散)二、问答题1. 简述均相反应及其动力学的研究内容?答:参与反应的各物质均处于同一个相内进行的化学反应称为均相反应。

均相反应动力学是研究各种因素如温度、催化剂、反应物组成和压力等对反应速率、反应产物分布的影响,并确定表达这些影响因素与反应速率之间定量关系的速率方程。

2.简述等温恒容平推流反应器空时、反应时间、停留时间三者关系?答:空时是反应器的有效容积与进料流体的容积流速之比。

化学反应工程复习总结1

化学反应工程复习总结1

3. 均相气相反应A→3R,其动力学方程为-rA=kcA,该过程在 185℃,400kPa下在一平推流反应器中进行,其中k=10-2s-1, 进料量FA0=30kmol٠h-1,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?
第一章 习题23 第二章 习题19
பைடு நூலகம் 第四章
1. 气固相催化反应过程包括哪些步骤?
简答题(前三章)
1. 间歇反应器、平推流反应器和全混流反应器的特
性分别是什么?
2. 对于可逆放热反应如何选择操作温度? 3. 停留时间分布规律的测定方法是什么?
常用的讯号输入方式有哪两种?
4. 示踪剂应满足哪些要求?
2. 对于可逆放热反应如何选择操作温度?
答:1)对于放热反应,要使反应速率尽可能保持最大,必须
随转化率的提高,按最佳温度曲线相应降低温度; 2)这是由于可逆放热反应,由于逆反应速率也随反应温度的 提高而提高,净反应速率出现一极大值; 3)而温度的进一步提高将导致正逆反应速率相等而达到化 学平衡。
计算题(前三章)
1. 某厂生产醇酸树脂是使己二酸(A)与己二醇(B)以等摩尔比
在70℃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:- rA=kcAcB,k=1.97×10-3 m3.kmol-1.min-1, cA0=4 kmol.m-3 ,若每天处理 2400kg 己二酸(相对分子质量 146),求转化率0.8时,所需间歇反应器(每批操作辅助生 产时间为1h,反应器装填系数为0.75)、平推流反应器和全
混流反应器体积分别为多少?
11
第八章
1. 气液反应过程分为哪些步骤(假定产 物挥发)?
12

化学反应工程Chemical+Reaction+Engineering总复习

化学反应工程Chemical+Reaction+Engineering总复习
rA
rA m ax C A C M
平推流最优
CA

1 rA
xA
C E 0 m ax
2、竞争性和非竞争性抑制
k3CE 0CA CA CM (1 NCB0 ) 竞争性 k3 ( )CE 0C A 1 LC B 0 rA 非竞争性 1 NC B 0 CM ( ) CA 1 LC B 0 rA
比较a1与a2、b1与b2大小可以确定A或B的加料 方式及所采用的反应器型式。
Chapter 8 Potpourri of Multiple Reactions
1、串联反应 A→R → S 目的产物 选择性提高→平推流最佳(n>0)
Chapter 8 Potpourri of Multiple Reactions
u
r 2 ur u0 1 R
2 、E(t)
0 E (t ) t 2t 3
2
t t 2 t t 2
Chapter 15 The Convection Model for Laminar Flow
3、反应转化率计算
xA 0 xA (t ) E(t )dt
r
T↑,r↓
可逆放热反应:T↑
T
(2)平衡转化率: 可逆吸热反应:T↑ ,xe↑ 可逆放热反应:T↑ ,xe ↓ (3)选择性: T↑对E大的反应有利
Chapter 9 Temperature and Pressure Effects
(4)最佳温度曲线 吸热和不可逆放热反应, Topt Tmax 可逆放热反应:
Chapter 6 Design for Single Reactions 5、组合反应器
1 rA

化学反应工程复习资料

化学反应工程复习资料

化学反应⼯程复习资料化学反应⼯程复习资料⼀.填空1.理想反应器是指 _______、______ _。

2.全混流反应器的返混_______。

平推流反应器的返混为_______。

3.反应器物料的停留时间的分布曲线是通过物理⽰踪法来测定的,根据⽰踪剂的输⼊⽅式不同分为_______、_______、_______。

4.平推流管式反应器t t =时,E (t )=____。

;平推流管式反应器t t ≠时,E (t )=_____。

;平推流管式反应器t t ≥时,F (t )=___ 。

;平推流管式反应器t <t 时,F (t )=____。

5.平推流管式反应器其E (θ)曲线的⽅差=2θσ_______。

;平推流管式反应器其E (t )曲线的⽅差=2t σ_______。

6.全混流反应器t=0时E (t )=_______。

;全混流反应器其E (θ)曲线的⽅差=2θσ_______。

;全混流反应器其E (t )曲线的⽅差=2t σ_______。

7.催化剂“三性”是指、和。

8.凡是流体通过不动的固体物料所形成的床层⽽进⾏反应的装置都称作___ ____。

9. 化学反应过程按操作⽅法分为____ ___、___ ____、_____ __操作。

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

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

12.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____ ___。

13. ⼀级连串反应A S P在全混流釜式反应器中,则⽬的产物P 的最⼤浓度0 0.2 0.40.6 0.8 1.0 0.2 0.40.60.81.0A RS K 1K 2P 在平推流反应器中,则⽬的产物P 的最⼤浓度=max ,P C _______、=opt t ______。

化学反应工程(221303)复习资料

化学反应工程(221303)复习资料

化学反应工程(221303)试卷一、单选题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.反应动力学参考答案:D答案解析:无2、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( )反应器出口物料的温度和浓度。

A.大于B.小于C.等于参考答案:C答案解析:无3、当催化剂颗粒的微孔的孔径小于分子的自由程 _______ 时,分子与孔壁的碰撞成了扩散阻力的主要因素,这种扩散称为努森扩散。

A.0.01 umB.0.1umC.1umD.1nm参考答案:B答案解析:无4、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.搅拌釜参考答案:C答案解析:无5、气相反应4A + B → 3R + 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.四分之一B.三分之二C.负四分之一D.负三分之二参考答案:C答案解析:无6、化学计量方程反映的是:A.反应中各反应物、产物之间的计量关系B.实际的反应历程参考答案:A答案解析:无7、对于N个体积均为V的平推流反应器的串联操作,下述表达正确的是()。

A.如果任何前后两反应器连接处操作条件没有变化,此N个反应器相当于一个体积为NV的平推流反应器B.串联的级数越多,其总体流动方式越偏离平推流C.串联的级数无穷大时,其总体流动方式类似于全混流D.对于同一个反应,不论各反应器连接处操作条件有无变化,第N个反应器出口的转化率,总是和一个体积为NV 的平推流反应器的出口转化率相等参考答案:A答案解析:无8、对于反应级数大于零的单一反应,全混流反应器与平推流反应器相比哪个更优?A.平推流反应器B.全混流反应器参考答案:A答案解析:无9、对于瞬时收率和总收率,下列正确的说法是( )。

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.对于全混流反应器,反应的瞬时收率与总收率没关系参考答案:B答案解析:无10、下列非催化气—固相反应,属于粒径不变的缩核模型的是 _______ 。

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。

化学反应工程复习资料

化学反应工程复习资料

化学反应工程复习资料一.填空1.理想反应器是指 _______、______ _。

2.全混流反应器的返混_______。

平推流反应器的返混为_______。

3.反应器物料的停留时间的分布曲线是通过物理示踪法来测定的,根据示踪剂的输入方式不同分为_______、_______、_______。

4.平推流管式反应器时,E (t )=____。

;平推流管式反应器时,E (t )=_____。

;平推流管式反应器时,F (t )=___ 。

;平推流管式反应器<时,F (t )=____。

5.平推流管式反应器其E (θ)曲线的方差_______。

;平推流管式反应器其E (t )曲线的方差_______。

6.全混流反应器t=0时E (t )=_______。

;全混流反应器其E (θ)曲线的方差_______。

;全混流反应器其E (t )曲线的方差_______。

7.催化剂“三性”是指 、 和 。

8.凡是流体通过不动的固体物料所形成的床层而进行反应的装置都称作___ ____。

9. 化学反应过程按操作方法分为____ ___、___ ____、_____ __操作。

10. 化学反应工程中的“三传一反”中的三传是指____ ___、___ ____、____ ___。

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

12.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____ ___。

13. 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______、______。

14. 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_______、______。

15.全混流反应器的空时τ是 __ _____与____ ___之比。

t t =t t ≠t t ≥t t =2θσ=2t σ=2θσ=2t σC K f K C K fK AS P =max ,P C =optτAS P =max ,P C =opt t0 0.2 0.40.6 0.8 1.0 0.20.4 0.6 0.8 1.0A R SX A C/C A017.脉冲示踪法测定停留时间分布对应曲线为_______。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

⒉热量衡算:以能量守恒定律为基准,是计算反应器中温 度变化的基本方程。
(带入的热量)=(带出的热量)+(反应吸热量)+(热量的累积)+(传向环境的热量)
1
2
3
4
5
⑴ 连续系统:① 稳态时第4项等于零。
② 绝热时第5项等于零。 ③ 非稳态、非绝热时5项都存在。
⑵ 间歇系统:① 非绝热时第1、2项等于零。 ② 绝热时第1、2、5项等于零。

①、②两式相除,分离变量并积分
【解】对二级反应 kt 1 ( xA )
CA0 1 xA
t 1 ( xA ) kCA0 1 xA
对于50%转化率
t50%

1 CA0
( 0.5 ) 1 0.5

5
min
对于75%转化率
t75%

1 CA0
( 0.75 ) 1 0.75
15
min
所以需要增加10分钟。
【例1-7 】在间歇反应器中进行一级可逆反应

0.4 (1.15103)(1 0.4)(6.63)
87.4(ks)

24.28(h)
故反应器的体积为: VR = Q0τ= 0.5×24.28 = 12.14 (m3)
【例题2- 2】一混合物含90%(mol比)A(45mol /l)和
10 % (mol 比 ) 杂 质 B(5mol/l) , 为 使 产 品 质 量 令 人 满 意 ,
所以的消失速率式为rA=0.05774CA-0.02887CR mol/(min·l)
第三章 均相反应器
一、主要基本概念、基本理论 ⒈物料衡算:以质量守恒定律为基准,是计算反应器
体积的基本方程。以反应物A为例:
(A的流入量)=(A的流出量)+(A的反应量)+(A的累积量)
1
2
3
4
⑴ 连续系统:① 稳态时第4项等于零。② 非稳态时4项 都存在。 ⑵ 间歇系统:第1、2项等于零。
代入已知值可求出速率常数 ln C0 k 34 0.8C0
k 0.00657 (min)1
所以单体的消失速率为:
rA


dC dt

0.00657C
mol /(min l)
【例1-6】液体A按二级不可逆反应动力学式分解,在间歇 反应器中5分钟时转化50%,问转化75 %的A需要增加多 少时间?
化学反应工程总复习
第二章 均相反应动力学
一、主要基本概念、基本理论
⒈化学计量方程 表示各反应物、生成物在反应过程中量的变化关系,
如方程:aA+bB=pP+sS 表明每反应掉a个摩尔的A ,将同时反应掉b个摩尔的B,并生成p个摩尔的P和s
个摩尔的S。
物料衡算:
(nA0
nA)

a b
(nB0
nB )
VR CA0 CAf
Q0
rA
v0 CP (T T0 ) UAh (T Tm ) (H )rAVR
⑷ 热稳定判据:
① QT = Qg

dQT dQg dT dT
式中: QT ─ 移热速率
Qg─ 放热速率
【例题2-1】考虑在全混流反应器中进行的丁二烯和丙烯酸甲酯的
③.选择性
S = p
生成目的产物 P所消耗掉的关键组分的 摩尔数 已转化掉的关键组分的 摩尔数
④.转化率、收率、选择性三者之间的关系 Yp= x·Sp
⒋动力学方程
⑴.反应速度常数
.Arrhenius方程k
k0
exp(
E RT
)
⑵.简单不可逆反应动力学方程
①.一级反应 ②.二级反应
A k P
rA kCA
2 A k P
rA

kC
2 A
A B k P rA kCA2
CA0 CB0
rA

k(T )CACB

k (T )CA20 (1
xA
)(
CB0 CA0

xA )
CA0 CB0ຫໍສະໝຸດ aA bB k pPrA

k(T )CACB

k
(T
)C
2 A0
(1

xA
⒌恒温变容过程 ⑴.定义
①.膨胀因子δi: δi 表 示 关 键 组 分 i 每 消
耗(或生成)一摩尔时,整
个物系摩尔数的变化值。

aA bB k pP sS
A

(p s)- (a b) a
P

(p s) - (a b) p
b

(p s)- (a b) b

a p
(nP0
nP )

a s
(nS 0
nS )
⒉化学反应速率 定义:化学反应速率为单位时间、单位体积内关键组
分的质量摩尔数的变化量
公式:ri=± dni
Vdt
⒊反应转化率、收率、选择性
①.转化率 ②.收 率
Y = xi

ni0 ni ni 0
p
生成目的产物 P所消耗掉的关键组分的 摩尔数 进入反应系统的关键组 分的摩尔数
rA (rA )1 (rA )2 rP rS k1C A k2CA
②.一级连串反应 A k1 P k2 S
rA k1CA
rP k1CA k2CP
⑸.其它反应
均相自催化反应
A k1 p
A C k2 P C
rS k2CP
rA k1CA k2CCCA (k1 k2CC )CA

变温过程:UAh (Tm
T)

(H A )rA

CV

dT dt
式中: U ─ 给热系数
A

h
与单位物料体积相当的传热面积
Tm─ 传热介质温度 ρ─ 物料密度
⒋平推流反应器:物料连续流入、流出反应器。
⑴特点:① 稳态时,所有物料在反应器中的停留时间都
相同。
② 稳态时,同一截面上的物料组成、温度不随 时间变化。
由此可得: k

1 n 1
1 (CA0 )n1
(1.25n1
1) 1 t

M
1 t
式中
M

11 n 1 (CA0 )n1
(1.25n1
1)
const
因此有 k 300=M÷12.6 k340=M÷3.2
ln k300 ln M 3.2 E( 1 1 ) 8.314 k340 M 12.6 300 340
k1
A R

k2
CA0=0.5mol/l,CR0= 0,8分钟时A的转化率为33.3%,而
平衡转化率为66.7%,求此反应的速率式。
【解】 rA k1CA k2CR k1CA k2 (CA0 CA ) (k1 k2 )CA k2CA0
积分得 (k1
k2 )t
ln
缩 合 反 应 : CH2 = CH─CH = CH2 + CH2 = CH─COOCH3─→ C6H9COOCH3(简写为A+B─→C),以AlCl3为催化剂,反应 温度为 20℃,液料的体积流速为0.5m3/h,丁二烯和丙烯酸甲酯的
浓 度 为 CA0=96.5mol/m3 , CB0=184mol/m3 , 催 化 剂 AlCl3 的 浓 CD= 6.63 mol/m3。实验测得该反应的速度方程为:
rA=kCACD
k =1.15×10-3 m3/(mol·ks)
若要求丁二烯的转化率为40%,试求反应器的体积。
【解】 rA


dCA dt

kCACD

kCA0 (1
xA )CD
对于全混流反应器
VR CA0 (xAf xA0 )
Q0
rA


CA0 xAf kC A0(1 xA )CD
③ 在流动方向上没有物料返混,反应物的浓度、
温度沿反应器管长连续变化。
⑵ 设 计 式:
① 基础设计式
VR Q0
CA0
dx xAf
A
r xA0
A
②恒 容 时
VR CAf dCA
Q0
r CA0
A
⑶ 变温过程: U D(Tm T)dZ (H)rAdVR (FiCPi )dT
k1 2k2
(2)
代入(1)得
(k1

k2
)t

ln
(1
2 2)(1 1 /
3)
1

ln
2
所以
(k1

k2
)

ln 2 8

0.0866
min 1
(3)
联立(2)式和(3)式得 k2 = 0.0866÷3 = 0.02887 min-1 k1 = 2k2 = 2×0.02887 = 0.05774 min-1
⒊间歇反应器:物料按一定配比一次加入进反应器,反应 终了时,产物一次取出。
⑴ 特点: ① 任一瞬间,在反应器内各点的物料浓度相同、温度相同。 ② 在反应器内各点的物料浓度、温度随反应时间变化。
⑵ 设 计 式:
① 基础设计式:t nA0
xA dxA 0 rAVR
② 恒 容 时: t CA dCA r CA0 A
解得: E=29.06 (kJ/mol)
【例1-4】假如CA=1mol/l时
, rA
dCA dt
0.2 mol /(l
s)
问CA=10 mol/l时的反应速率是多少?
相关文档
最新文档