平推流反应器与全混流反应器习题

传热学试题(附答案)

传热学试题（附答案）一、单选题（共50题，每题1分，共50分）1、在选择离心通风机时根据( )A、实际风量、实际风压B、实际风量、标准风压C、标准风量、实际风压D、标准风量、标准风压正确答案：B2、与平推流反应器比较，进行同样的反应过程，全混流反应器所需要的有效体积要( )A、大B、无法确定C、相同D、小正确答案：A3、某单程列管式换热器，水走管程呈湍流流动，为满足扩大生产需要，保持水的进口温度不变的条件下，将用水量增大一倍，则水的对流传热膜系数为改变前的( )A、1.149倍B、2倍C、不变D、1.74倍正确答案：D4、氯乙烯聚合只能通过( )A、阳离子聚合B、配位聚合C、自由基聚合D、阴离子聚合正确答案：C5、用离心泵向高压容器输送液体，现将高压容器改为常压容器，其它条件不变，则该泵输送液体流量( )，轴功率（）。

A、不确定、不变B、增加、增加C、减小D、增加正确答案：B6、列管换热器中下列流体宜走壳程的是( )A、腐蚀性的流体B、压力高的流体C、被冷却的流体D、不洁净或易结垢的流体正确答案：C7、某并流操作的间壁式换热气中，热流体的进出口温度为90℃和50℃，冷流体的进出口温度为20℃和40℃，此时传热平均温度差△tm=( )。

A、40℃B、30.8℃C、39.2℃正确答案：B8、工业上甲醇氧化生产甲醛所用的反应器为( )A、釜式反应器B、具换热式固定床反应器C、流化床反应器D、绝热式固定床反应器正确答案：D9、离心泵最常用的调节方法是 ( )A、安装回流支路，改变循环量的大小B、改变出口管路中阀门开度C、改变吸入管路中阀门开度D、车削离心泵的叶轮正确答案：B10、当壳体和管速之间温度大于50℃时，考虑热补偿，列管换热器应选用( )A、固定管板式B、套管式C、浮头式正确答案：C11、下面关于裂解气分离流程说法正确的是( )A、一套乙烯装置分离收率和分离流程顺序关系很大，顺序分离流程和前脱乙烷流程、前脱丙烷流程相比乙烯收率最高。

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=__________。

第四章题解

4-1 在定态操作反应器的进口物料中脉冲注入示踪物料。

出口处示踪物浓度随时间变化的情况如下。

假设在该过程中物料的密度不发生变化，试求物料的平均停留时间与])(2)(4[3109753864210c c c c c c c c c c tdt c i +++++++++∆=⎰∞]0)5.20.1025.1(2)0.10.55.125.6(40[32++++++++==100min)/1(100)()(0tii c dtc t c t E ==⎰∞})(])()()()([2])()()()([4)({31010997755338866442211_t E t t E t t E t t E t t E t t E t t E t t E t t E t t E t tt +++++++++∆=]0)03.08.05.0(2)14.05.075.013.0(40[32+++++++++=min 187.6=⎰∞=-=-=02222971.8187.625.47)(t dt t E t tσmin 24-2 无量纲方差表达式的推导（1）推导无量纲方差222/ttσσθ=；（2）推导CSTR 的22tt=σ。

1. τθt=2. ττtet E -=1)(证明：222)(i i i ittt t E t -∆=∑∞σ⎰∞--=221tdt e t t ττ22)()()()(ττθθττθ--=⎰∞-d t E()]1)1([022--=⎰∞θθθτd E22θστ= 222/τσσθt=∴ 220222)(1)(--∞-=-=⎰⎰t dt e tt dt t E t ttττσ222ττ-=2τ=22τσ=t4-3 设()θF 及()θE 分别为闭式流动反应器的停留时间分布函数及停留时间分布密度函数，θ为对此停留时间。

（1）若该反应器为平推流反应器，试求①F(1); ②E(1);③F(0.8);④E(0.8);⑤F(1.2) （2）若该反应器为全混流反应器，试求①F(1); ②E(1);③F(0.8);④E(0.8);⑤F(1.2) （3）若该反应器为非理想流动反应器，试求 ①F(∞); ②F(0);③E(∞);④E(0);⑤⎰∞0)(θθd E ；⑥⎰∞)(θθθd E解1平推流模型0)(=θF )(t t 〈 0)(=θE )(t t ≠1)(=θF )(t t≥ ∞=)(θE )(t t =)()(τθtF F =⎪⎩⎪⎨⎧===2.1,18.0,01,1θθθ⎩⎨⎧=====8.0,01,1)()(θθτθt E E2 全混流θθ-=e E )( ， θθ--=e F 1)(==)()(τθt f F ⎪⎭⎪⎬⎫=-=-=----699.01551.01632.012.18.01e e e ⎪⎩⎪⎨⎧===2.18.01θθθ ==)()(τθtE E ⎪⎭⎪⎬⎫==--449.0368.08.01e e ⎩⎨⎧==8.01θθ3非理想流动模型a 多釜串联θθθN N N e N N E ---=1)!1()(， 0)(C C F N =θ()()1]!11)(!21)(!111[1)(12=-++++-=∞--N N N N N N e F θθθθ()()0]!11)(!21)(!111[1)0(12=-++++-=--N N N N N N eF θθθθ()()()0!11=-=∞--θθN N Ne N N E()()1,00!1001≠=-=-N e N N E N N()()1!1!1)(01010=-=-=⎰⎰⎰∞--∞--∞θθθθθθθθd e N N d e N N d E N N NN N N ()1!1)(0=-=⎰⎰∞-∞θθθθθθd e N N d E N N N4-4 C(t)t/min4-18图用阶跃法测定某一闭式流动反应器的停留时间分布，得到离开反应器的示踪剂浓度与时间的关系，如图4-18所示。

反应工程试卷3

4. 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 分）； 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（2 分）；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。
9. 在间歇反应器中进行等温一级反应 A → B， rA 0.01C A mol / l s ，
当 C A0 1mol / l 时，求反应至 C A 0.01mol / l 所需时间 t=___B____秒。
墨竹祝君考试顺利！2012.06.13
A. 400 D. 560
B. 460
t0
不包括下列哪一项 C. 物料冷却时间
___B____。 A. 加料时间 D. 清洗釜所用时间
B. 反应时间
墨竹祝君考试顺利！2012.06.13
3. 全混流反应器的容积效率η 小于 1.0 时，且随着 A 的增大而减小，
此时该反应的反应级数 n___D____。 A. ＜ 0 B. =0 D. ＞0
3. 想反应器是指___理想混合（完全混合）反应器____、 __平推流（活
塞流或挤出流）反应器_____。对于循环操作的平推流反应器，当循环比β →0 时反应器内返混为___零____，而当β →∞时则反应器内返混为___最大____。
4.
对于绝热操作的放热反应，最合适的反应器类型为 ___全混流串平推流____。
k1 1.0(h 1 )
C A0 1mol / l 。
解:(a)
,
k 2 0.5(h 1 ),V v0 1(h),
CP0 CS 0 0

化学反应工程习题及答案

题目：全混流连续操作反应器，反应器内温度、浓度处处均匀一致，故所有物料粒子在反应器内的停留时间相同。

正确答案：错题目：相同条件下，分别用下列反应器处理物料，比较反应器有效容积的大小。

①单段全混流反应器（V R1）②四个体积相同的全混流反应器串联（V R2）③两个体积相同的全混流反应器串联（V R3）④平推流反应器（V R4）则（V R4）＞（V R2）＞（V R3）＞（V R1）正确答案：错题目：设备放大，造成微元停留时间分布和返混程度改变，放大时反应结果恶化。

正确答案：对题目：生产能力是相同条件下，单位时间、单位反应器体积所能获得的（产物量），或完成相同生产任务，所需反应器的（体积）。

题目：化工生产中应用于均相反应过程的化学反应器主要有（釜式）反应器和（管式）反应器。

题目：釜式反应器的基本结构主要包括反应器（壳体）、（搅拌器）、（密封装置）和（换热装置）等。

题目：手孔或人孔的安设是为了检查（内部空间）以及安装和拆卸设备（内部构件）。

题目：釜式反应器中夹套式换热器适用于传热面积（较小），传热介质压力（较低）的情况。

题目：基元反应的级数即为化学反应式的（计量系数），对非基元反应的级数通过（实验）确定。

题目：单一反应利用（转化率）可以确定反应物转化量与产物生成量之间的关系。

题目：间歇反应，只要C ＡＯ相同，无论处理量多少，达一定（转化率）每批所需的（反应时间）相同。

题目：对同一反应在相同条件下，达到相同转化率，全混釜反应器所需有效体积（最大），平推流反应器所需有效体积（最小），多釜串联全混釜所需有效体积（介于其间）。

题目：一级不可逆反应，其反应速率方程为（－r A =kC A a ）,反应时间与转化率的关系为（kt )x 11ln(A =-）。

题目：复合反应动力学为由两个以上（化学反应计量式）或（动力学方程式）表示的化学反应过程。

题目：间歇釜式反应器有效体积不但与（反应时间）有关，还与（非生产时间）有关。

化学反应工程练习题解答

第一章习题1 有一反应在间歇反应器中进行，经过8min 后，反应物转化掉80％，经过18min 后，转化掉90％，求表达此反应的动力学方程式。

解2A A min 18A0min 8A0AA A0d d 219.019.0181)(218.018.081)(11kc tc kc kc x x c kt =-=-⋅==-⋅=-⋅=为假设正确，动力学方程2 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 94342+−−→−+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。

解3313111111i 1.2m 0.750.8949总体积反应0.8949m 0.910.9834有效体积反应0.91hr6054.6折合54.6min 3024.6总生产时间hr 0.9834m 750737.5换算成体积流量hr 737.5kg 634.1103.4总投料量hr 634.1kg 744.97724.1B 4.97:1B :A hr 103.4kg 601.724折算成质hr 1.724kmol 0.50.862的投料量A ，则50%转化率hr 0.862kmol 116100hr 100kg 2400/24R 116 74 60 M S R B A ==⨯==+=⋅=+⋅=⨯⨯=⋅=⨯⋅=⋅=⋅=+→+-------器器投料量则量流量产量3 反应(CH 3CO)2O+H 2O →2CH 3COOH 在间歇反应器中15℃下进行。

已知一次加入反应物料50kg ，其中(CH 3CO)2O 的浓度为216mol ·m -3，物料密度为1050kg ·m -3。

化学反应工程习题及答案二

1. 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、半间歇式）2. 反应器的型式主要为（釜）式、（管）式、（塔）式、（固定）床和（流化）床。

3. 理想流动模型是指（平推流）模型和（全混流）模型。

5.间歇釜式反应器有效体积不但与（反应时间）有关，还与（非生产时间）有关。

6. 对于平行反应，提高反应物浓度，有利于（级数高）的反应，降低反应物浓度有利于（级数低）的反应。

化工生产中应用于均相反应过程的化学反应器主要有（釜式）反应器和（管式）反应器。

7. 平行反应AP(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。

（浓度、温度）主-副大于0，是吸热反应！8. 如果平行反应)()(副主S A P A →→均为一级不可逆反应，若主E ＞副E ，提高选择性P S 应_____。

(提高温度)9.理想反应器是指_______、_______。

[理想混合（完全混合）反应器、平推流（活塞流或挤出流）反应器]8.全混流反应器的返混_______。

（最大）平推流反应器的返混为_______。

（零）9.对于循环操作的平推流反应器，当循环比β→0时为_______反应器，而当β→∞时则相当于_______反应器。

10.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_______、_______、_______。

（脉冲法、阶跃法、周期示踪法）11.平推流管式反应器t t =时，E （t ）=_______。

（∞）12.平推流管式反应器t t ≠时，E （t ）=_______。

（0）13.平推流管式反应器t t ≥时，F （t ）=_______。

（1）14.平推流管式反应器t ＜t 时，F （t ）=_______。

（0）15.平推流管式反应器其E （θ）曲线的方差=2θσ_______。

反应工程题库(答案自己做的,仅供参考)

一、是非题：（正确的打“√”，错误的打“×”） 1．对化学反应来说，温度越高，反应速率越大，因此高温操作，可使反应器体积最小。

（× ）2．多个PFR 串联或多个CSTR 串联，其流型仍为活塞流或全混流。

（ × ） 3．对于零级反应，由于反应速率与反应物浓度无关，因此催化剂内扩散阻力对宏观反应速率无影响。

（ × ）4．在进行均相反应动力学实验时，既可以在间歇反应器中进行，也可以在连续流动反应器中进行，但由于反应器操作方式不同，因此所得的反应动力学方程形式也是不同的。

( × )5．间歇釜式反应器改成连续操作后，由于省去了辅助时间，因此一定能提高产量。

（ × ）6．在绝热式固定床反应器中进行一级不可逆反应，由于西勒（Thiele ）模数与反应物浓度无关，因此内扩散有效因子在床内为常数。

（ × ）7．由于全混釜的停留时间分布比任意非理想流动反应器的都宽，因此NFR t CSTR t )()(22σσ>。

（ × ）8．在一绝热反应器中，仅当进行一级反应时，其反应温度和转化率的关系才呈线性。

（ × ）9.在任意转化率下，一级不可逆连串反应在全混流反应器中进行的收率总是低于在间歇釜中进行的收率。

√10．在相同的温度下，一级连串不可逆反应A →P →Q ，在间歇反应器中进行时P 的收率总是高于在全混流中进行的P 的收率。

（ √ ）11．在全混流釜式反应器中进行液相反应,由于返混程度最大,故反应速率一定最小。

（ × ）12．因为单一反应就是基元反应，因此反应级数与化学计量系数相同。

（ × ）13．一自催化反应P A k−→−,若(-R A )=kC A C P ，由于反应级数大于零，则在达到相同的转化率时，所需的V PFR 总是小于V CSTR 。

（） 14．在间歇反应器（BR ）中和活塞流反应器（PFR ）中等温进行同一反应，若C A0、x Af 相同时，则t BR = τPFR 。

化学反应工程习题精选(201105)

τ2
=
1 22
=
1 4
= 0.25 =
1 N
N =4
C Af = C A0 /(1 + kτ / N ) N = C A0 /(1 + 2 × 2 / 4)4
= 0.0625C A0
(5凝聚流模型，一级不可逆反应
∫ ∫ 间歇反应器：t =
dC CA0
A
=
CA0 dC A = ln C A0
CA (−rA ) CA kC A
器,CA1=1kmol/m3 （0.5koml/m3, 1.25koml/m3,0.8055koml/m3）
4 A 进行平行分解反应，其速率为：
R
rR=1 mol/(L.min)
A
S
rS=2CA mol/(mol.min)
T
rT=CA mol/(L.min)
其中R是所要求的目的产物，CA0=1mol/L,问在下列反应器进行等
(1 + 1.63)2
C
A0
×
4
×1.63
×
exp(
7.657 2
)
exp(1.63× 7.657) − (1 −1.63)2 exp(−1.63× 2
7.657 2)
= 0.0845C A0
(3)平推流模型，一级不可逆反应
θ = t = 1,τ = t = 2 min τ
∫ ∫ τ =
dC C A 0
2 反应 A+B→R+S ，已知 VR = 1L ，物料进料速率 V0 = 0.5L/min ， CA0 = CB0 = 0.005mol/L 动力学方程式为 (−rA ) = kCACB ，其中 k =100L/(mol.min)。试求：（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，反应体积应

化学反应过程及设备试题A及答案

课程名称《化学反应工程》考核时间：120分钟考核方式：闭卷课程类型：考试一、选择题〔总分20分，每题2分〕1. 对于非均相液-液分散过程，应优先选择( )搅拌器。

A 锚式 B 涡轮式 C 桨式 D 推进式2. 为维持200℃的反应温度，工业生产上常用( )作载热体。

A 水 B 导生油 C 熔盐 D 烟道气3. 反应A + B → C ，已知115.0-=s k ，则反应级数n=〔〕。

A. 0 B. 1 C. 2 D. 34. “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5. 串联反应A → P 〔目的〕→R + S ，目的产物P 的总收率P φ=〔〕。

A. A A P P n n n n --00B.00A P P n n n -C. 00S S P P n n n n -- D. 00R RP P n n n n --6. 下列属于非均相反应的是〔〕。

A. 乙酸乙酯水解B. 氢气燃烧C. HCl 与NaOH 的中和D. 催化裂解7. 对于可逆放热反应，为提高反应速率应〔〕 A. 提高压力 B. 降低压力 C. 提高温度 D. 降低温度8. 反应3A → P ，已知s l mol k ⋅=/15.0，则反应级数n=〔〕 A. 0 B. 1 C. 2 D. 39. 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. 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 10. 反应釜内壁有非金属衬里且物料易结垢时，应选用〔〕传热。

A 夹套 B 列管式换热器 C 蛇管换热器 D 插入式传热构件二、填空题〔总分20分，每空1分〕 1. 全混流反应器的返混〔〕。

2. 化学反应工程是一门研究〔〕的科学。

3.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，但很少使用水平构件，它对颗粒和气体的上下流动起一定的阻滞作用，从而导致床内产生明显的〔〕梯度和〔〕梯度。

反应工程习题1

• 当n＞0时，反应速率与反应物浓度呈正效应，而平推流反应器的浓度水平明显高于全混流型式，故选择平推流反应器。
• 当n＜0时，反应速率与反应物浓度呈负效应，而平推流反
应器的浓度水平明显高于全混流型式，故选择全混流反应
器。
n＞0 FA/ (-rA)
n=0 FA/ (-rA)
n=0
FA/ (-rA)
P=P0 (1+ yA0xA)=10.393atm
对于反应速率方程为的液相反应，为达到一定的生产能力，试讨论当n＞0、n=0和n＜0时，如何选择型式（平推流或全混流）使反应器体积最小，并简单说明理由，并在图上表示反应器的体积。
• 解：当n=0时，反应速率与反应物浓度无关，故与反应器型式无关。
解：（1）Vm

FA0 k CA0
• xA 1 xA
VP

FA0 k CA0
ln 1 Vm 1 xA VP
xA 1 xA
/ ln 1 1 xA
2.94
（2）Vm/Vp=1，同样得到：
km xA / ln 1 2.94 kP 1 xA 1 xA
km

k e
E R Tm
0
对P组分作物料衡算：
CA

C A0
1 k1
FP FP0 VrP v0CP V (k1CA k2CP )
CP
k1CA 1 k2

k1C A0 (1 k1 )(1 k2 )
CS
CA0
CA
CP
CA0
CA0
1 k1

k1CA0 (1 k1 )(1 k2 )
• 解：δA=(3-1)/1=2 yA0=1 • 等温恒压：v=v0(1+ yA0δA xA) = v0(1+2xA)

反应过程与设备例题与习题(第三章)

第三章非理想流动一、主要基本理论、基本概念1.停留时间：物料质点从进入反应器开始，到离开为止，在反应器中总共停留的时间。

2.平均停留时间：整个物料在反应器内平均停留的时间。

3.停留时间分布密度函数E(t)同时进入反应器的N 个流体质点中，停留时间介于t 与t+dt 之间的质点所占的分率dN/N 为E(t)dt 。

1)(0=⎰∞dt t E4.停留时间分布函数F(t)流过反应器的物料中停留时间小于t 的质点(或停留时间介于0～t 之间的质点)分率。

⎰=tdt t E t F 0)()(5.停留时间分布的数字特征 ① 数学期望 t =⎰⎰∞∞0)()(dtt E dt t tE② 方差2t σ=⎰⎰∞∞-02)()()(dtt E dtt E t t③ 无因次方差22//t tt t θσσθ==6.停留时间分布的实验方法及对应曲线 ① 脉冲示踪 E(t) 曲线 ② 阶跃示踪 F(t) 曲线 ③ 无因次化 /()()()()t tE tE tF F t θθθ===7.理想流动模型的停留时间分布① 平推流 001()()1t t E t E t t θθθ≠≠⎧⎧==⎨⎨∞=∞=⎩⎩ 001()()111t t F t F t tθθθ〈〈⎧⎧==⎨⎨≥≥⎩⎩2210t t θτθσσ====② 全混流 ()1/exp(/)()E t t t t E e θθ-=-=()1exp(/)()1F t t t F e θθ-=--=-2/1t t tθτθσ===8.非理想流动模型的停留时间分布①扩散模型：是在平推流模型的基础上再迭加一个轴向扩散的校正，模型参数是轴向扩散系数Ｄl （或P e 数），停留时间分布可表示为Ｄl 的函数。

适用于返混不大的系统。

Pe >100时: θ=1 22/2/t t Pe θσσ==闭式: θ=1222/2/(1)Pe Pe Pe e θσ-=--②多级串联全混流模型：是用m 个等体积的全混流模型串联来模拟实际反应器。

18秋西南大学[0751]《化学反应工程》习题答案

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. 23 0 19、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= 。

西南大学网络教育 2022秋化工基础作业及答案

0069 20222单项选择题1、泵实际安装高度必须（）允许安装高度，才不发生气蚀。

.无所谓.等于.低于.高于2、计算液体无相变时在圆直管内对流传热系数，若可采用公式,式中.被加热时为0.4，被冷却时为0.3.被加热时为0.3，被冷却时0.4.0.4.0.33、对于同一简单反应的均相反应器，完成相同的生产任务所需的反应器容积最大的是（）.平推流反应器.多级全混流反应器.间歇釜式反应器.全混流反应器4、对于一定的分离任务来说，当全回流时R=（），所需理论板数为最少；而R=（）时，所需理论板数为∞。

.∞、0.0、Rmin.∞、Rmin.0、∞5、流体在园管内流动时，管中心流速最大，若为湍流时，平均流速是管中心的最大流速的（）倍。

.0.5.1.2.0.86、以下哪一项不是常用的压强单位：（）。

.A帕斯卡（pa）.毫米汞柱（mmHg）.牛顿（N）.米水柱（mH2O）7、某液体在内径为d0的水平管路中稳定流动，其平均流速为u0，当它以相同的体积流量通过等长的内径为d.2倍.4倍.16倍.8倍8、在恒定操作条件下，反应器内各处反应物浓度始终保持不变的反应器是（）。

.固定床反应器.平推流反应器.间歇操作搅拌釜.全混流反应器9、在精馏塔中，原料液进入的那层板称为（）。

.浮阀板.喷射板.分离板.加料板10、变温传热时，在相同条件下，逆流传热的平均温度差（）并流传热的平均温度差。

.大于.小于.无法确定.等于11、柏努利方程式中的项表示单位质量流体所具有的（）。

.静压能.有效功.位能.动能12、传热的基本方式不包括( )。

. C. 辐射.传导.对流.直接混合13、过程速率与该过程的推动力（）。

.成正比.成反比.相等.无关14、流体静力学基本方程式不可用于（）。

.计算流量.测量液位.计算液封高度.测量压强15、反应器内流体空间混合的程度越大（）。

.反应物浓度降低.反应器内各位置反应物浓度、温度都增大.反应器内各位置反应物浓度、温度趋于均匀.反应物出口温度降低16、冷凝器的作用是提供塔顶液相产品及保证有适宜的（）回流。

习题(陈甘棠)

P291. 有一反应在间歇反应器中进行，经过8min 后，反应物转化掉80％，经过18min 后，转化掉90％，求表达此反应的动力学方程式。

解：假设为二级反应3. 可逆一级液相反应P A ⇔，已知l mol C A /5.00=，00=P C ；当此反应在间歇反应器中进行时，经过8min 后，A 的转化率是33.3%，而平衡转化率是66.7%，求此反应的动力学方程式。

解： P A ⇔，设正反应速率常数为1k ，逆反应速率常数为1-k 。

P A AA C k C k dtdC r 11--=-=- （I ）平衡时：P A C k C k 11-=，即 A A A A x C k x C k 0101)1(-=-667.0)667.01(11⨯=-∴-k k 112-=∴k k（I ）式可化为：A A A Ax k k x k x k dtdx 111132)1(----=--= ⎰-------=-=AAx x A A A x k k k x k k dx t 0011111)32ln(3132[]1112/ln 318----=k k k 解得：11m in 029.0--=k 11min058.0-=k所以动力学方程式为：11m in 0145.0087.00435.0029.0029.0058.0--⋅⋅-=-=-=-l mol C x C C r A A P A A5.解：6. 在700℃及2/3cm kg 恒压下发生下列反应：2421042H H C H C +→。

反应开始时，系统中含104H C 为116kg ，当反应完成50%时，丁烷分压以s cm kg ⋅2/4.2的速率发生变化，试求下列各项的变化速率：（1）乙烯分压；（2）H 2的摩尔数；（3）丁烷的摩尔分率。

解：该反应简单表示成：C B A +→2kmol n A 258/1160==当5.0=A x 时，s cm kg dtdP A⋅=-2/4.2 （1）C B A P P P P ++= C B P P nRTPV 2=∴=B A P P P ⋅+=∴23023=⋅+=dt dP dt dP dt dP B A s cm kg dt dP dt dP A B ⋅=-⨯-=⋅-=∴2/6.1)4.2(3232 （2）AA A A A A A A x x x y x P P 21)1(31)1(00+-=+-=δ2)21(/2)1(3)/(3)21(A A A A A A x dt dx x dt dx x dt dP +⨯⨯---⨯⨯+= 4.249-=⋅-dt dx A067.1=∴dtdx A .kA A A C x x n n 20== s kmol dtdxdt dn A C /13.22=⋅=∴（3）P P y A A =18.03/4.21--=-=⋅=s dtdP P dt dy AA 7. 解：乙酸的初始浓度：0901000/37860A c =⨯=3.97 mol/l 乙醇的初始浓度：01801000/37846B c =⨯=10.35 mol/l水的初始浓度：03781044(90180)10001000/37818s c ⨯-+=⨯=18.32 mol/l00A A A A c c c x =- 00B B A A c c c x =- 0P A A c c x = 00S S A A c c c x =+总的反应速率：12100002000()()()()A A B P S A A A B A A A A S A A r k c c k c c k c c x c c x k c x c c x -=-=---+＝444.7610(3.97 3.97)(10.35 3.97) 1.6310 3.97(18.32 3.97)A A A A x x x x --⨯---⨯⨯+ =43.9710[4.76(1)(10.35 3.97) 1.63(18.32 3.97)]A A A A x x x x -⨯⨯⨯---+＝24(12.4398.0249.27) 3.9710A A x x --+⨯⨯ =24(12.4398.0249.27) 3.9710A A x x --+⨯⨯ （1）024003.97()(12.4398.0249.27) 3.9710AA x x A AA A A Adx dx t c r x x -=⋅=⨯--+⨯⨯⎰⎰=424001112.43107.88 3.9612.4310(0.54)(7.34)A A x x A AA A A A dx dx x x x x --⨯=⨯⨯-+⨯--⎰⎰ =417.34[ln 2.61]84.52100.54A A x x --⨯-⨯-447.34ln84.5210 2.6184.5210120 2.610.54A A x t x ---=⨯+=⨯⨯+=- 3.62A x =0.353（2）若忽略逆反应，则110000()()()A A B A A A B A A r k c c k c c x c c x -==--=44.7610(3.97 3.97)(10.35 3.97)A A x x -⨯--04003.97() 4.7610(3.97 3.97)(10.35 3.97)AA x x A AA A A Adx dx t c r x x -=⋅=⨯-⨯--⎰⎰=4400114.7610(1)(10.35 3.97)18.9010(1)(2.61)A A x x A AA A A A dx dx x x x x --⨯=⨯⨯--⨯--⎰⎰ =41 2.61[ln 0.959]30.43101A Ax x --⨯-⨯-442.61ln30.43100.95930.43101200.959 1.32421AAx t x ---=⨯+=⨯⨯+=-A x =0.416（3）平衡时，()0A r -=，即100002000()()()A A A B A A A A S A A k c c x c c x k c x c c x --=+444.7610(3.97 3.97)(10.35 3.97) 1.6310 3.97(18.32 3.97)A A A A x x x x --⨯--=⨯⨯+2.92(1)(2.61)(4.61)A A A A x x x x ⨯--=+A x =0.54如果反应组分的浓度不随时间变化，则反应已达到平衡。

南京工业大学反应工程题集-完整答案版

注：红色底色为需注意的题目；黄色为无答案的题目1.对于热效应不大，反应温度的允许变化范围又比较宽的情况，用单级反应器最方便。

2.气固催化平行反应，若主、副反应均为一级不可逆反应，且粒子等温，则内扩散不影响其选择性，在粒子内任意位置，反应速率之比均为速率常数之比。

选择题1.在V=100L/min流量下对三只反应器分别进行示踪实验，测得如下数据：反应器 A B C体积（L） 1000 2000 3000σt2 （min） 50 100 250则三只釜的反混大小顺序（B）A. A>B>CB. A>C>BC. C>B>AD. C>A>B2.乙苯在催化剂上脱氢反应生成苯乙烯，经过一段时间反应后，苯乙烯生成量不再增加，但乙苯仍大量存在，表明这是一个（B）反应。

A．慢速 B．可逆 C．自催化 D．不可逆3．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．在间歇反应器中等温进行一级不可逆反应A→R，当转化率达90％时，所需反应时间为2h若反应改在管式反应器中进行，空时为2h，其它条件同间歇反应器，则转化率为（ B ）A．60％ B. 90％C．45％D．75％☆两个等体积的全混流反应器进行串联操作，反应为一级不可逆，则第一釜的反应速率-rA1与第二釜的反应速率-rA2之间的关系为(A )。

两釜反应温度相同。

A．-rA1 > -rA2 B．-rA1 = -rA2 C．-rA1 < -rA2 D.不能确定何者为大5．四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．06．对一平行—连串反应RA QP A−→−−→−−→−)3()2()1(，P为目的产物，若活化能次序为：E 2<E 1<E 3，为了目的产物的收率最大，则最佳操作温度序列为（ B ）。

化学反应工程练习2

第一章绪论一、选择题。

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. 质量传递C. 热量传递D. 动量传递二、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、和，“一反”是指。

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_______。

4. 化学反应工程是一门研究的科学。

5.化学反应工程的研究方法有、和。

第二章均相反应动力学一、填空题。

1. 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和。

2. 对于反应22A B R +→，各组分化学计量系数之间的关系为 νA ：νB ：νR ＝。

3. 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 δ=_______。

4. 着眼反应组分A 的转化率的定义式为()A x =。

5. 一级不可逆反应，其反应速率方程为（）,反应时间与转化率的关系为（）。

三、简答题。

1.反应进度表达式：2.膨胀因子：3.膨胀率：4..转化率：5.复杂反应的选择性6.目的产物的收率四、单项选择题。

气相变容反应22A B C +⇔，原料中混入了一定量的惰性气体（惰性气体与A 和B 的转化率为零时的初始总摩尔数比为1：1，A 与B 的比例为计量比），则膨胀率A ε为。

A.-0.5； B. -1/3； C. -1/6； D. -5/6 五、多项选择题。

1. 对于一个均相变容反应，针对反应物A 的反应速率，下面表述正确的是。

A. A A dc r dt =-；B. 01A A A A Ac dx r x dtε=⋅+；C. 0()1A A AA A x d x r c dtε+=；D. 1A A dn r Vdt=-⋅六、计算、证明题。

例2-1，习题2-4，习题2-6第三章理想流动均相反应器设计一、选择题。

化学反应工程习题课

化学反应工程习题课1：[填空题]平推流管式反应器t≥t 时，F （t ）=_1__。

平推流管式反应器t =t 时，E （t ）=_∞___。

2：[填空题]在轴向扩散模型中，模型的唯一参数贝克莱数Pe= uL r /Da ，物理意义是对流流动和扩散传递的相对大小（对流传递速率与扩散传递速率之比），Pe 准数愈大轴向返混程度就愈小_。

3：[填空题] 对于反应级数n ＞0的反应，为降低反应器容积，应选用平推流__反应器为宜。

对于反应级数n ＜0的反应，为降低反应器容积，应选用_全混流_反应器为宜。

4：[填空题]气―固相催化反应的内扩散模数参数为_梯尔模数φ_，表达式是，它是表征内扩散影响的重要参数，数值平方的大小反映了表面反应速率与内扩散速率之比。

无论何种形状催化剂颗粒，当φ<0.4时，η=1，即内扩散的影响可忽略，当φ>3.0时，即内扩散影响严重，内扩散因子η=1/φ。

如何提高多相催化反应的反应速率，以强化反应器的生产强度，办法之一就是使内扩散有效因子增大。

减小催化剂颗粒的尺寸，φ值减小，η值可增大，此外，增大催化剂的孔容和孔半径，可提高有效扩散系数De 的值，从而使φ值减小，η值增大。

5：[填空题] 对于多孔性的催化剂，分子扩散很复杂，当λ/2r a ≤0.01时，属于分子扩散，此时扩散速率主要受分子间碰撞的影响所致与孔半径尺寸无关。

当λ/2r a ≥10时，属于努森扩散分子，此时主要是气体分子与孔壁的碰撞，与孔半径r a 无关，则努森扩散系数为D K = 39.710×r 扩散系数为D ei =εp D i /τm6：[填空题] 气固相催化反应的7个步骤、3个过程，其中三个过程分别是_外扩散、_内扩散和化学动力学_过程。

固体催化剂的比表面积的经典测定方法是基于BET 方程。

7：[填空题]外扩散对多相催化反应的影响时，一级不可逆反应的外扩散有效因子 η=1/（1+Da ），其中Da 称为丹克莱尔数，物理意义是化学反应速率与外扩散速率之比。

化学反应工程第四章习题答案

3||2(t3E(t)3tE(t)5tE(t)7)tE(t)9
3
=vt =0.86.187 =4.95(m)
°02-2
=°t E(t)dt -t
2G
2
= 47.25 -(6.187)=8.971
8.971
2
(6.187)
= 0.234
73. 某反应器用示踪法测其流量，
不可逆反应，此反应若在活塞流反应器中进行，转化率为出口转化率。
据如下：
t(min)
0
5
10
15
20
25
30
35
G(g/i)
0
3
5
5
4
2
1
0
2 2试根据实验数据确定E(t)曲线的方差G和二二。解：首先对实验数据进行一致性检验，此时应满足：
M80
CAdtCo100
0v00.8
5
CAdt [0-2(5-41)- 4(3 - 5 - 2 -0)]=100
03
•••实验数据的一致性检验是满足的。
03
72.有一管式反应装置经脉冲示踪法实验测得如下表所示的数:
V(0=0.8 m3/min;m=80kg；「.C0=80/0.8=100
t(分)
0
2
4
6
8
10
12
14
16
3
CX (kg/m)
0
6.5
12.5
12.5
10
5.0
2.5
1.0
0
2 _ 2试根据表列数据确定该装置的有效容积V、平均停留时间t、方差匚t和二戈
，则表明混合〕
不均匀。
(1)
36.微观流体混合的混合态称为