反应工程考试复习资料
反应工程复习要点
燃烧，就是燃料和氧化剂之间产生剧烈的氧化反映，并且燃烧化学反应受到流动、扩散和传热过程的影响，特别是在工业窑炉内进行的燃烧过程更加复杂。
烧成，就是把原料或坯件置于窑炉内经受高温处理通过十分复杂的物理化学反应最后变成人们所需的硅酸盐产品。
化学反应速率：单位时间内单位反应区域内物料量的变化。
ｒ＝反应量／（单位时间×单位反应区）转化率（反应率）：表示反应过程中的小时的反应物摩尔量与初始反应混合物中该细分的摩尔量之比。
均相反应是指在均一的气相或液相中进行的化学反应，如气体燃料和空气充分混合后的燃烧就是典型的均气反应过程。
分为简单反应和复杂反应。
基元反应：任何化学反应的发生都必须以反应物分子之间的相互碰撞或直接作用为前提，如果在碰撞时一步就能直接转变为生成物分子，则称该反应为基元反应简单反应又称单一反应，是指一组特定的反应物只形成一组特定的生成物的化学反应。
它可以是基元反应，也可以是非基元反应。
大多数的无机反应属于简单反应，例如碳酸钠与氢氧化钙的反应。
简单反应的特点是只需要用一个化学反应方程式和一个动力学方程式便能加以描述。
具有幂函数型的化学反应动力学模型。
复杂反应又称多个反应，是指反应混合物中同时进行几组不同的反应，因此要用几个动力学方程式才能加以描述。
复杂反应都是非基元反应，即由两个或两个以上的基元反应组合而成的。
复杂反应具有双曲函数型的动力学模型。
反应级数是指动力学方程式中浓度项的幂指数。
一般情况下，级数在一定温度范围内保持不变，它的绝对值不超过三，可以是零或分数，也可以是负数。
反应级数的实验室测定：根据处理实验数据的方法不同，可以分为积分法，微分法，半衰期法。
反应速率常数K是反应物浓度等于1时的反应速率,故称为反应的比速率。
Ｋ＝Ｋ０·ｅ（－Ｅ／ＲＴ）Ｋ０：频率因子（常数）；Ｅ：活化能，Ｊ／ｍｏｌ；Ｒ＝８．３１４Ｊ／（ｍｏｌ．ｋ）；Ｋ：ｋｍｏｌ反应活化能Ｅ表示为使反应物分子“激发”到活化能状态所需给予的能量。
反应工程复习题答案
反应工程复习题答案1. 反应速率与哪些因素有关？反应速率与反应物浓度、温度、催化剂以及反应物之间的接触面积等因素有关。
2. 反应速率定律的一般形式是什么？反应速率定律的一般形式为：\[ \text{速率} =k[\text{A}]^m[\text{B}]^n \]，其中 \( k \) 是速率常数，\( [\text{A}] \) 和 \( [\text{B}] \) 分别是反应物A和B的浓度，\( m \) 和 \( n \) 是反应级数。
3. 如何确定反应级数？通过实验数据，绘制反应速率与反应物浓度的关系图，根据斜率确定反应级数。
4. 催化剂对反应速率的影响是什么？催化剂可以显著降低反应的活化能，从而提高反应速率，但不影响反应的平衡位置。
5. 温度对反应速率的影响如何？温度升高会增加反应物分子的动能，增加有效碰撞的次数，从而提高反应速率。
6. 什么是均相反应和非均相反应？均相反应是指反应物和生成物在同一相中进行的反应，而非均相反应是指反应物和生成物在不同相中进行的反应。
7. 什么是反应的热力学和动力学？反应的热力学涉及反应的平衡状态和自由能变化，而动力学则涉及反应速率和反应机理。
8. 如何通过实验确定反应的活化能？通过测量不同温度下的反应速率，使用阿伦尼乌斯方程 \( k = Ae^{-E_a/RT} \) 来确定活化能 \( E_a \)，其中 \( A \) 是指前因子，\( R \) 是气体常数，\( T \) 是绝对温度。
9. 什么是链反应？链反应是一种反应机理，其中反应物分子通过一系列中间体和自由基的连续反应生成产物。
10. 什么是反应的选择性？反应的选择性是指在多步反应中，特定产物生成的比例，通常用来衡量反应的效率和专一性。
化学反应工程复习题及复习资料
单选题1. 对于反应级数n ＞0的不可逆气相等温反应，为降低反应器体积，应选用。
（A ）（A ）平推流反应器 （B ）全混流反应器（C ）平推流串接全混流反应器 （D ）全混流串接平推流反应器2. 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。
（P22）（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3. 下列单位不属于反应速率的是。
（P13）（A ）(g ﹒s) （B ）m 3 （C ）(m 2﹒s) （D ）(m 3﹒s)4．反应 A B C →+，12.50 k s -=，则反应级数为。
（P 13）A ． 0 （B ）1 （C ）2 （D ）35. 反应NaOH + HClNaCl + H 2O ，已知mol s l k /1.0⋅=，则反应级数。
（P 13） （A ）0 （B ）1 （C ）2 （D ）36. 气相基元反应 B A →2，进料时反应物A 和稀释剂C 以等摩尔比加入，则膨胀率为。
（P58）（A ）-1 （B ）-0.25 （C ）0.25 （D ）0.57. 下面反应器中不属于理想反应器的是。
（P21）（A ）间歇反应器 （B ）全混流反应器 （C ）平推流反应器 （D ）膜反应器8. 下面哪种反应器组合形式可以最大程度降低反应器体积。
（B ）（A ）平推流反应器串联 （B ）全混流反应器串联（C ）平推流反应器并联 （D ）全混流反应器并联9. 在间歇反应器中进行等温一级反应A → B ，0.01 /A A r C mol L s -=⋅，当0=1 时，求反应至0=0.01 所需时间秒。
（P43）（A ）400 （B ）460 （C ）500 （D ）56010. 在间歇反应器中进行等温二级反应A → B ，20.01 /A A r C mol L s -=⋅，当0=1 时，求反应至0=0.01 所需时间秒。
（P43）（A ）8500 （B ）8900 （C ）9000 （D ）990011. 在全混流反应器中，反应器的有效容积与进料流体的体积流速之比为。
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
化学反应工程知识点复习
三传一反
动量传递 热量传递 质量传递 反应工程
2·1 概 述
• 均相反应－－在均一液相或气相中进行的反应 • 均相反应动力学是解决均相反应器的选型、操
作与设计计算所需的重要理论基础 • 公式：P15
1、化学反应速率及其表示
对于均相反应aA+bB=rR+sS反应速率定义为：
rA
1 V
dpA dt
k1 pA
k2 pP
k1 pA
2.5k2 pA0
pA
积分，得
(k1 2.5k2 )t
ln
pAe pA0 pA pAe
以(-ln(pA-pAe))对t作图
y 0.1633t 2.5035
k1 2.5k2 0.1633
K
k1 k2
2.5( pA0 pAe
pAe )
2.5(1 0.2) 0.2
10
k1 0.131 k2 0.0131
rA 0.131pA 0.0327 pA0 pA
2.2.2 复合反应
复合反应是指同时存在两个以上独立进行反应的反应过 程。
从相同的反应物按各自的计量关系同时地发生的过程称为 平行反应。
如果这些反应是依次发生的，这样的复合反应称为串联反 应。
反应的反应级数或总反应级数：指浓度函数中各组分 浓度的幂数之和。
对可逆反应，有正反应的反应级数和逆反应的反应级数 。
分子数：
对于基元反应：aA+bB=rR+sS
(rA ) k AcA cB
• 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）。
《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。
反应工程考试复习资料
1、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。
反应时间是反应物料进入反应器后从实际发生反应的时刻起到反应达某一程度所需的反应时间。
停留时间是指反应物进入反应器的时刻算起到离开反应器内共停留了多少时间。
由于平推流反应器内物料不发生返混，具有相同的停留时间且等于反应时间，恒容时的空时等于体积流速只比，所以三者相等。
2、简述非理想流动向扩散模型的特点答：①在管内径向截面上流体具有均一的流速。
②在流动方向上流体存在扩散过程，该过程类似于分子扩散，符合Fick定律。
③轴向混合系数在管内为定值。
④径向不存在扩散。
⑤管内不存在死区或短路流3、简述阶跃示踪法测停留时间分布的实验方法及其对应曲线？答：阶跃示踪发是对于定是常态的连续流动系统，在某瞬间t=0将流入系统的流体切换为含有示踪剂A且浓度为C A0的流体，同时保持系统内流动模式不变，并在切换的同时，在出口处测出出口流体中示踪剂A的浓度随时间的变化。
对应的曲线为F（t），F(t)=C t /C 0。
4、简述脉冲示踪法测停留时间分布的实验方法及其对应曲线？答：脉冲示踪法是对于常态的连续流动系统，在某瞬间t=0将流入体系的流体切换为含有示踪剂A且浓度为C A0的流体，同时保持体系内流动模式不变，并在切换的同时，在出口处测出出口流体中示踪剂A的浓度随时间的变化。
对应的曲线为F(t)，F（t）= C A /C A05、气-固相催化反应的动力学步骤？答：①反应物从气流主题向催化剂的外表面和内孔扩散。
②反应物在催化剂表面上吸附。
③吸附的反应物转化成反应的生成物。
④反应生成物从催化剂表面上脱附下来。
⑤脱附下来的生成物向催化剂外表面、气流主体中扩散。
6、简述双膜理论答：该模型设想在气-液两相流的相界面处存在着呈滞留状态的气膜和液膜，而把气液两相阻力集中在这两个流体膜内，而假定气相主体和液相主题内组成均一，不存在传质阻力。
反应工程复习资料
简答与计算题复习资料：1、反应器设计的基本内容有哪些？反应器设计的基本方程有哪些？2、简述等温恒容平推流反应器空时、反应时间、停留时间三者的关系。
3、间歇釜式反应器中进行一级不可逆反应，在相同的操作时间下采用大釜比用小釜所达到的转化率要高。
这种说法是否正确？4、简述停留时间分布密度函数E(t)及停留时间分布函数F(t)的含义。
5、简述建立非理想流动的流动模型的步骤？6、简述气—固相催化反应过程的宏观过程。
7、实际反应器流动状况偏离理想流动状况的原因有哪些？8、固定床反应器按催化剂床是否与外界进行热量交换可分为哪两大类？单段绝热反应器适用哪些场合？1、设有反应D B A +→，其反应步骤表示如下：（1）σσA A ⇔+ （2）D B A +→σσ （3）σσ+⇔B B 若（1）为速率控制步骤，试推导其动力学方程。
2、对气-固催化反应A + B = C ，其可能的反应机理如下： （1）σσA A ⇔+ （2）σσB B ⇔+（3）σσC B A ⇔+ （控制步骤） （4）σσ+⇔C C试导出其速率方程表达式。
3、在银催化剂上进行乙烯氧化反应：2422422+→C H O C H O 简化作 22()()2()+→A B R 其反应步骤可表示如下：（1）σσ+⇔A A （2）222σσ+⇔B B（3）σσσσ+⇔+A B R（4）σσ⇔+R R若是第（3）步是速率控制步骤，试推导其动力学方程。
4、在一反应体积为3m 3的连续釜式反应器中等温进行下列液相反应：hChCAA⋅=−→−⋅=−→−+32Q 3P kmol/m 2.0r Q 2A kmol/m6.1r 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。
反应用的原料为A 及B 的混合液，其中C A0＝2 kmol/m 3，每小时处理混合液6 m 3。
求：反应器出口A 、P 、Q 的浓度，P 的收率及总选择性。
5、等温下进行1.5级液相不可逆反应： A→B+C ，反应速率常数等于h kmolm⋅5.15.1/5，A的浓度为2 kmol/m 3 的溶液进入反应装置的流量为1.5 m 3/h 。
化学反应工程复习+公式指导
化学反应工程复习总结一、知识点1.化学反应工程的研究对象与目的，研究内容。
化学反应工程的优化的技术指标。
2.化学反应动力学转化率、收率与选择性的概念。
反应速率的温度效应和活化能的意义。
反应速率的浓度效应和级数的意义。
3.理想反应器与典型反应特征理想反应器的含义。
等温间歇反应器的基本方程。
简单不可逆反应和自催化反应的特征和计算方法。
可逆反应、平行反应和串联反应的动力学特征和计算方法。
4.理想管式反应器管式平推流反应器的基本方程典型反应的计算。
停留时间、空时和空速的概念。
膨胀因子和膨胀率的概念。
5.连续流动釜式反应器全混流模型的意义。
全混流反应器的基本方程全混流反应器的计算。
循环反应器的特征与计算方法。
返混的概念、起因、返混造成的后果。
返混对各种典型反应的利弊及限制返混的措施。
6.停留时间分布与非理想流动停留时间分布的意义，停留时间分布的测定方法。
活塞流和全混流停留时间分布表达式，固相反应的计算方法。
多釜串联模型的基本思想，模型参数微观混合对反应结果的影响。
7.反应器选型与操作方式简单反应、自催化和可逆反应的浓度效应特征与优化。
平行反应、串联反应的浓度效应特征与优化。
反应器的操作方式、加料方式。
8．气固催化反应中的传递现象催化剂外部传递过程分析，极限反应速率与极限传递速率。
Da和外部效率因子的定义及相互关系。
流速对外部传递过程的影响。
催化剂内部传递过程分析，Φ和内部效率因子的定义及相互关系。
扩散对表观反应级数及表观活化能的影响。
一级反应内外效率因子的计算。
内外传递阻力的消除方法。
9.热量传递与反应器热稳定性定态、热稳定性、临界着火温度、临界熄火温度的概念。
催化剂颗粒热稳定性条件和多态特性。
全混流反应器、管式固定床反应器热稳定条件。
最大允许温差。
绝热式反应器中可逆放热反应的最优温度分布。
二、具体内容解析 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。
化学反应工程复习题
化学反应工程复习题
1. 化学反应工程的基本原理是什么？
2. 简述反应器设计的基本步骤。
3. 描述间歇反应器和连续反应器的主要区别。
4. 什么是反应器的体积传质系数？它在反应器设计中的作用是什么？
5. 列出并解释影响化学反应速率的主要因素。
6. 描述温度对化学反应速率的影响。
7. 什么是催化剂，它在化学反应中的作用是什么？
8. 简述如何通过实验数据确定反应级数。
9. 什么是反应器的停留时间分布？它对反应器性能有何影响？
10. 描述理想反应器和非理想反应器的区别。
11. 什么是反应器的转化率？它如何影响反应器的设计和操作？
12. 列出并解释常见的反应器类型，包括批式反应器、管式反应器和
固定床反应器。
13. 简述如何通过反应器的热效应来控制反应条件。
14. 描述反应器的放大过程及其重要性。
15. 什么是反应器的稳态操作？它与非稳态操作有何不同？
16. 简述反应器的动态模拟及其在工业应用中的作用。
17. 描述如何通过反应器的设计来优化反应的选择性和产率。
18. 什么是反应器的热集成？它在节能和提高效率方面的作用是什么？
19. 简述反应器的控制策略及其对反应过程的影响。
20. 描述如何通过反应器的设计来减少副反应的发生。
《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. 低温、反应物A 低浓度。
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 C/C A0 =max ,P C ______、=opt τ______。
反应工程复习MicrosoftWord文档.doc
一、填空题1. __________________ 化学反应过程不仅包含化学现象，同时也包含物理现象，即传递现象。
传递现象包括 . __________________ 和 _________________ 传递，再加上2.反应 + 4 r*/?的反应速率，r A = ________________ ，r= ___________3.反应A」^P」^Q，E' < E2,低温下操作可提高____________________ （P或Q）的收率，但是温度低导致_____________ 下降，从而反应器的生产强度减小。
4.________________ 和_________________ 都属于理想流动模型。
5.由于外扩散的影响，颗粒外表而上反应物浓度总是_______ 气相主体浓度，因此若反应级数为正，则7/x_1。
6.增加内扩散有效因子的方法有_______________ 催化剂颗粒尺、I， ___________ 催化齐撤孔容和孔半径。
答" 动量,热量，质量，化学反应1 driA1 dm V dt ViV dtP ，反应速率活塞流，全混流小于，或-<1 减小，增大一、填空题1.转化率、收率和选择性三者的关系_________________________ 。
A 4 尸（主）r p = k.c^2.平行反应V\ 反应物A的转化速率r Q 二k2C A3.对于连串反应，在相同的转化率下，间歇釜的收率总是_______ （填大于或小于）连续釜，而且差异程度与主副反应级数的相对大小有关。
4.当Z 4oo吋，停留时间分布函数= ,分布函数与密度函数的关系为5.活塞流模型3= ______ （72e= ______6.梯尔模数0表示__________________ 与 ____________________ 的相对大小，0值越大，内扩散影响_____________ o7.气体分子在固体催化剂微孔屮扩散时，当___________________ 时，孔内扩散属正常扩散，当_______________ 时，孔闪扩散属努森扩散。
反应工程复习资料.doc
1. (CH 3CO)2 (A) + H 2O(B)2CH 3COOH(C)乙酸酐发生水解，反应温度25℃，k=0.1556 min -1，采用三个等体积的串联全混流釜进行反应，每个釜体积为1800 cm 3，求使乙酸酐的总转化率为60%时，进料速度0v 。
解：初始浓度为0A C ，离开第一釜为1A C ，依次为2A C 、3A C 。
∵1101)(A A A r C C --=τ 11)(A A kC r =- ∴11101110111111τττk x k C C kC C C A A A A A A +-=⇒+=⇒-=对第二釜21211τk C C A A += 对于等体积釜串联τττ==21 22202)1(11)1(1ττk x k C C A A A +-=⇒+=同理 33)1(11τk x A +-= ∴τ=2.3（min ）min)/(6.7823.2180030cm V v ===τ2.反应A → B 为n 级不可逆反应。
已知在300K 时要使A 的转化率达到20%需12.6分钟，而在340K 时达到同样的转化率仅需3.20分钟，求该反应的活化能E 。
解： n A A A kC dt dC r =-=- ⎰⎰=-A A C C t n A A t dt C dC 00 即kt C C n n A n A =⎥⎦⎤⎢⎣⎡----1011111 达20%时，08.0A A C C =t M t C n k n n A 11)125.1()1(111⨯=⨯--=-- 式中M 为常数∴6.121300⨯=M k2.31340⨯=M k )34013001(314.86.12/2.3/ln ln 300340-==E M M k k E=29.06（kJ/mol ）3. 用两串联全混流反应器进行一个二级不可逆等温反应，已知在操作温度下,10,30.2),(92.03030113h m v m kmol C h kmol m k A ===--要求出口x A=0.9，计算该操作最优容积比)(21V V 和总容积V 。
化学反应工程综合复习资料(有答案)
化学反应工程模拟题答案一、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。
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第一章 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. 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。
（化学反应、工程问题）3. _______是化学反应工程的基础。
（ 三传一反）4. 化学反应过程按操作方法分为_______、_______、_______操作。
（分批式操作、连续式操作、半分批式）5. 化学反应工程中的“三传一反”中的三传是指_______、_______、_______。
（传质、传热、动量传递）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_______。
（数学模型）7. 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_______。
（累积量=输入量-输出量）8.“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 ）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_。
（参与反应的物质均处于同一相） 2. aA + bB pP + sS 对于反应，则=P r _______)(A r -。
（a p）3.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_______。
（等分子反应、非等分子反应）5. 化学反应速率式为βαB A C A C C K r =-，用浓度表示的速率常数为C K ，假定符合理想气体状态方程，如用压力表示的速率常数P K ，则C K =_______P K 。
（)()(βα+RT ）6. 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 。
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1、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。
反应时间是反应物料进入反应器后从实际发生反应的时刻起到反应达某一程度所需的反应时间。
停留时间是指反应物进入反应器的时刻算起到离开反应器内共停留了多少时间。
由于平推流反应器内物料不发生返混，具有相同的停留时间且等于反应时间，恒容时的空时等于体积流速只比，所以三者相等。
2、简述非理想流动向扩散模型的特点答：①在管内径向截面上流体具有均一的流速。
②在流动方向上流体存在扩散过程，该过程类似于分子扩散，符合Fick定律。
③轴向混合系数在管内为定值。
④径向不存在扩散。
⑤管内不存在死区或短路流3、简述阶跃示踪法测停留时间分布的实验方法及其对应曲线？答：阶跃示踪发是对于定是常态的连续流动系统，在某瞬间t=0将流入系统的流体切换为含有示踪剂A且浓度为C A0的流体，同时保持系统内流动模式不变，并在切换的同时，在出口处测出出口流体中示踪剂A的浓度随时间的变化。
对应的曲线为F（t），F(t)=C t /C 0。
4、简述脉冲示踪法测停留时间分布的实验方法及其对应曲线？答：脉冲示踪法是对于常态的连续流动系统，在某瞬间t=0将流入体系的流体切换为含有示踪剂A且浓度为C A0的流体，同时保持体系内流动模式不变，并在切换的同时，在出口处测出出口流体中示踪剂A的浓度随时间的变化。
对应的曲线为F(t)，F（t）= C A /C A05、气-固相催化反应的动力学步骤？答：①反应物从气流主题向催化剂的外表面和内孔扩散。
②反应物在催化剂表面上吸附。
③吸附的反应物转化成反应的生成物。
④反应生成物从催化剂表面上脱附下来。
⑤脱附下来的生成物向催化剂外表面、气流主体中扩散。
6、简述双膜理论答：该模型设想在气-液两相流的相界面处存在着呈滞留状态的气膜和液膜，而把气液两相阻力集中在这两个流体膜内，而假定气相主体和液相主题内组成均一，不存在传质阻力。
组分是通过在气膜和液膜内稳定的分子扩散过程来进行传质的，通过气膜传递到相界面的溶质组分瞬间的溶于液体且达到平衡。
因此，把复杂的相间传质过程模拟成串联的稳定的双模分子扩散过程的叠加，相间传质总阻力等于传质阻力的加和。
7、简述固定床反应器的优缺点？答：①催化剂在床层内不易磨损②床层内流体的流动接近于平推流，与返混式反应器相比，用较少的催化剂和较小的反应器③容积来获得较大的生产能力④固定床中传热较差⑤催化剂的更换必须停产进行8、简述理想反应器的种类及其特点？答：通常所指的理想反应器有两类：理想混合（完全混合）反应器和平推流（活塞流或挤出流）反应器。
所谓完全混合流反应器是指器内的反应流体瞬间达到完全混合，器内物料与反应器出口物料具有相同的温度和浓度。
所谓平推流反应器是指器内反应物料以相同的流速和一致的方向进行，不存在不同停留时间的物料的混合，所有的物料在器内具有相同的停留时间。
9、气固催化测定本征动力学的基本要求，及其原因和采取的措施？答：测定气固催化本征动力学时，必须消除内、外扩散的影响，使过程属于动力学控制。
原因：仅在这种情况下的宏观动力学与本征动力学相同。
措施：增大外扩散传质系数（增强对流）及催化剂颗粒的外表面积；减小催化剂颗粒体积。
10、简述建立非理想流动的流动模型的步骤？答：通过冷态模型实验测定实验装置的停留时间分布；根据所得的有关E（t）或F(t)的结果通过合理的简化提出可能的流动模型，并根据停留时间分布的实验数据来确定所提出的模型中所引入的模型参数；结合反应动力学数据通过模拟计算来预测反应结果;通过一定规模的热模实验来验证模型的准确性。
11、简述脉冲示踪法测停留时间分布的实验方法及其对应曲线？答：脉冲示踪法是在定常态操作的连续流动系统的入口处在t=0的瞬间输入一定量M克的示踪剂A，并同时在出口处记录出口物料中示踪剂的浓度随时间的变化。
对应的曲线E(t)，E(t)=C t V/M12、简述气-液反应的宏观过程：A（g）+bB（l）→产物（l）？答：①反应物气相组分从气相主体传递到液相界面，在界面上假定达到气液相平衡；②反应物气相组成A从气液相界面扩散入液相，并在液相内反应；③液相内的反应产物想浓度下降方向扩散，气相产物则向界面扩散④气相产物向气相主题扩散13、简述气固相催化反应固定床反应器非均相模型和拟均相一维模型的特点？答：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固定床反应器。
非均相模型考虑了粒子与流体间温度与浓度的差别。
拟均相一维模型是忽略床层中粒子与流体的温度与浓度的差别，考虑在流体流动的方向（轴向）上有温度和浓度的变化，而在与流向垂直的截面上（径向）则是等温和等浓度的。
14、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，按最优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。
15、停留时间分布函数F(t)的含义？答：在定常态下的连续稳定流动系统中，相对于某瞬间t=0流入反应器内的流体，在出口流体中停留时间小于t 的物料所占的分率F(t)。
⎰=tdt t E t F 0)()(。
16、简述气-固相催化反应固定床反应器拟均相二维模型的特点？ 答：凡是流体通过不懂的固体物料所形成的床层而进行反应的装置为的、固定床反应器，拟均相二维模型是忽略床层中粒子与流体间温度与浓度的差别，同时考虑流体在轴向和径向上的温度梯度和浓度梯度。
17、简述流化床反应器的缺点？答：①气流状况不均，不少气体以气泡状态经过床层，气-固两相接触不够有效；②粒子运动基本上是全混式，因此停留时间不一。
在以粒子为加工对象时，影响产品质量的均一性，且粒子的全混造成了气体的部分返混，影响反应速率和造成副反应的增加；③粒子的磨损和带出造成催化剂的损失，冰妖设置旋风分离器等粒子回收系统。
1不论是设计、放大或控制，都需要对研究对象做出定量的描述，也就要用数学式来表达个参数间的关系，简称数学模型2测定气-液相反应速率的方法与均相反应时不同之点是实验时要排除气相和液相中的扩散阻力，反应在动力学区域内进行3催化剂的孔半径与分子大小数量级相同，在这样小的微孔中的扩散系数与分子的构型有关，称为构型扩散 4单位反应体积所能处理的反应混合物的体积流量称为空速5当前用于描述气-液两相流相间传质的模型有两大类：一是按稳态扩散来处理的双模理论；一是按非稳态扩散处理模型，如溶质渗透模型和表面更新模型。
6独立反应是不能由其他反应线性组合而得到的反应 7对于多孔的催化剂，分子扩散很复杂，当微孔孔径在约0.1um ，分子与孔壁的碰撞为扩散阻力的主要因素，这种扩散称为努森扩散8多级全混流反应器串联，反应器级数越多，反应推动力增大，趋近于平推流反应器9多级全混流反应器的计算有解析法和图解法两种方法。
多重反应系统中独立反应数可根据观察法、计量系数矩阵法和原子矩阵法的确定。
10反应过程的原料中各组分之间往往不符合化学计量关系，通常选择不过量的反应物为关键组分。
11反应器中消除打旋现象得方法有加设挡板和偏心安装。
12分批式完全混合反应器的优化分析是以平均生产速率Y R 最大、生产经费最低为目标进行优化。
13化学反应工程是一门研究化学反应的工程问题的科学。
14化学反应工程研究对象是工业规模的化学反应过程。
15阶跃法F （t ）表达式为F(t)= C t /C 0。
16介于非凝集态与完全凝集态之间的混合称为部分凝集态。
17具有良好搅拌装置的釜式反应器按理想混合反应器处理，而管径晓，管子较长和流速较大的管式反应器按平推流反应器处理。
18绝热床反应器由于没有径向创比创热，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，因此一般可用拟均相一维模型来计算。
19空速的倒数称为标准接触时间。
20气-固相催化反应器包括绝热式和换热式两种类型。
21气体在固体表面上的吸附中物理吸附是靠范德华力结合的，而化学吸附是靠化学键力结合的。
22气液反应的八田准数是与气固催化反应thiele 模数相对应的准数23全混流反应器的返混最大。
24若气液反映化学吸收增前因子β＞1，降低液相传质阻力所占比例。
25三传一反是化学反应工程的基础。
26生成主产物的反应称为主反应，其他的均为副反应。
27双膜模型把复杂的相间传质过程模拟成串联的稳定的双模分子扩散过程的叠加，相间传质总阻力等于双模传质阻力的加和。
28停留时间分布的密度函数E(0)= t E(t)29停留时间分布的密度函数在t ≥0时，E(t)＞0。
30一个可逆的均相化学反应，如正、逆两向反应级数为未知时，采用初始速率法来求反应级数。
31由于各种物质及热的作用，催化剂的组成及结构渐起变化，导致活性下降及催化性能劣化，这种现象称为失活。
32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反应量=输入量—输出量。
33在流化床中为了传热或控制气-固相间的接触，常在床内设置内部构件，以垂直管最为常用，它同时具有传热，控制气泡聚并甚至减少颗粒带出的作用。
35转化率、收率和选择率的关系式为Y= X A S 。
34主反应活化能大于副反应活化能，温度增高有利于选择率的增大；主反应活化能小于副反应活化能，温度降低有利于选择率的增大。
36 aA+bB →pP+sS 对于反应，则)(A p r aPr -=37颗粒的形状系数φs 对于球体而言，φs =1，对于其他形状的颗粒φs <1。
37 两个全混流反应器并联，混合后的出口浓度表达式T+=k C C A a Af 210,38 球形催化剂一级反应 ，Thiele 模数的表达式ADeff S k R p g s p ,3ρ=Φ。