华东理工大学化学反应工程原理习题
化学反应工程_华东理工大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年
化学反应工程_华东理工大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.对简单不可逆二级反应，根据要求的处理量、初浓度和转化率，所需的反应器体积最小。
参考答案:平推流2.工业反应过程优化的决策变量包括参考答案:操作方式_工艺条件_结构变量3.均相反应应该满足下述哪2个条件？参考答案:反应体系互溶_预混合过程很快4.对串联反应而言，存在一个最优反应温度使反应产物收率最大。
参考答案:错误5.化学反应工程的研究方法是经验放大方法参考答案:错误6.连续流动釜式反应器中物料浓度和温度处处相等，并且等于反应器进口物料的浓度和温度。
参考答案:错误7.理想间歇反应器中搅拌越激烈，混合越均匀，则反应速率越快。
参考答案:错误8.化学反应的前提是参与反应的所有物料达到分子尺度上的均匀，成为均一的气相或液相。
参考答案:错误9.产生返混的原因是参考答案:不均匀的速度分布_空间上的反向流动10.限制返混的措施包括参考答案:横向分割_纵向分割11.化学反应工程的研究对象是以化学实验室中进行的化学反应过程。
参考答案:错误12.化学反应工程优化的技术指标是参考答案:反应选择率_能耗_反应速率13.活化能E与反应的热效应相关，活化能大的反应其反应热也大。
参考答案:错误14.零级反应的重要特征是反应时间由残余浓度决定，与初始浓度关系不大。
参考答案:错误15.可逆放热反应的最优温度随转化率xA变大而增大。
参考答案:错误16.限制返混的措施是分割，主要是横向分割。
参考答案:正确17.理想管式反应器的径向具有严格均匀的速度分布，也就是在径向不存在浓度变化，所以反应速率随空间位置的变化将只限于轴向。
参考答案:正确18.对自催化反应A+P®P+S而言，必定存在最优反应时间使反应的转化率最大。
参考答案:错误19.小于1级的简单不可逆反应，反应转化率可以在有限时间里达到100%。
参考答案:正确20.空速1000（1/h)表示每小时能够处理的进口物料体积为反应器体积的1000倍。
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。
华东理工大学 复试 化学反应工程试卷
化学反应工程期中自测试卷( 1 )科 目:化学反应工程 适用对象:化学工程与工艺本科2004-7-6I.填空题1.(1)_______是化学反应工程的基础。
2.(1)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_______。
3.(2)一级连串反应AS P在平推流反应器中，则目的产物P 的最大浓度=max ,P C _______、=opt t ______。
4.(1)着眼反应组分K 的转化率的定义式为_______。
5.(2)一级连串反应AS P在间歇式全混流反应器中，则目的产物P 的最大浓度=max ,P C _______、=opt t ______。
6.(1)化学反应速率式为βαB AC 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P K ，则C K =_______P K 。
7.(2)理想反应器是指_______、_______。
8.(2)具有良好搅拌装置的釜式反应器按_______反应器处理，而管径小，管子较长和流速较大的管式反应器按_______反应器处理。
9.(2)全混流反应器稳定的定常态操作点的判据为_______、_______。
10.(1)平推流反应器的返混为_______。
II.单项选择 1.(2)气相反应CO + 3H 2CH 4 + H 2O 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. 22.(2)一级连串反应AS K 1P在间歇式反应器中，则目的产物P 的最大浓度=max ,P C _______。
A. 122)(210K K KA K K C - B. 22/1120]1)/[(+K K C A C. 122)(120K K KA K K C - D. 22/1210]1)/[(+K K C A3.(2)串联反应A → P （目的）→R + S ，目的产物P 与副产物S 的选择性P S =_______。
化学反应工程原理(华东理工大学版)第二版第八章答案
化学反应工程原理(华东理工大学版)第二版第八章答案篇一：化学反应工程原理(华东理工大学版)第三章答案华东版3-1 解：cA0kt?xA1?xA?1把数据代入得cA0k?当xA=时解得t=15min所以，增加的时间为15-5=10min3-2解：?1?xA?1?nn?1?1??n?1?cA0kt （式A）把xA=和t=10min代入解得cA0k?再把t=30min代入（式A）解得xA=所以，转化率应为13-3 解：设反应动力学方程为：?则?1?xA?1?nn?1dcAn ?kcAdtn?1?1??n?1?cA0kt，且cA0=1?11??n?1?k8因此有 1?n?11??n?1?k18解得：n=2;k=/mol·min3-41）计算进料中酸、醇和水的摩尔浓度cA0、cB0、cS0（注意进料中水的浓度cS0不为0）。
2）列出当酸的转化率为xA时，各组分浓度的表示式： -11?ncA?cA0?1?xA?cB?cB0?cA0xAcR?cA0xAcS?cS0?cA0xA3)将上列各式及各组分初浓度代入反应速率式，整理得dxA2 10?6?dt4）计算转化率达35%所需的时间为t??0dxA 上述积分可查积分表用公式计算，也可用MATLAB语言的quad解算子计算，结果为 t?7153s?2h5）计算所需反应器体积。
先计算每天的反应批数，再计算每m3反应体积每天的生产量，然后再计算达到要求产量所需反应器体积。
答案为VR=3-51)设酯的平衡转化率为xAe，将平衡时各组分浓度代入化学平衡方程得：? ??化简整理上述方程并求解得xAe?%2）此题解法与3-4中的步骤2～4相同，答案为t=276min3）此时各组分的浓度为酯：/L；水： mol/L；醇、酸： mol/L；反应物系的组成为酯：%；水：%；醇、酸：%；3-6对可逆放热反应，当反应温度过低时，因反应速率过低转化率偏低，当反应温度过高时，转化率又会受化学平衡的限制。
《化学反应工程》试题及标准答案
《化学反应工程》试题及标准答案《化学反应工程》试题及答案————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：《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2.1010000 lg +-=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 。
华东理工大学化学反应工程原理习题
cB 0 / c A0 1和5时，转化率分别为0.5，0.9，0.99时所需的反
应时间，并对计算结果进行讨论。
2 rA kcAcB kcA0 (1 xA )(cB0 cA0 xA ) kcA 0 (1 xA )(
cB0 cB0 2 xA ) kcA (1 x )( x ) ( 令 ) 0 A A cA0 cA0
第1章 绪论
1-5 2 HCHO C2 H 2 C4 H 6O2 ，原料分离回收循环操作，
甲醛初始浓度10%（质量比），出反应器1.6%，丁炔二醇 初浓度0，出口浓度7.65%，求
x A , , ,
nA0 nA 10% 1.6% xA 0.84 nA0 10%
代入数据，求平均值
k1 =6.37 104 s 1 k2 =1.25 104 s 1
3-23* 在等温间歇釜式反应器中进行下列液相反应：
A B P 2 A R rp 2c A kmol / (m3 h) rR 0.5c 2 A kmol / (m3 h)
k2 Ea 1 1 ln ( ) k1 R T1 T 2
Ea 67.55 kJ / mol
2-5 C2H4二聚反应：(1) T=200℃，Ea=156.9 kJ/mol； C2H6二聚反应：(2) T=200℃，Ea=104.6 kJ/mol。为使反应 速率加倍，要提高多少温度？
k2 Ea 1 1 ln ( ) k1 R T1 T 2
t t 2 t 1 10 min
3-2 n=1，等温，证明xA=99.9%时所需反应时间是xA=50%
时所需反应时间的10倍
1 kt ln 1 xA
Ea k k 0 exp( ) RT
反应工程考试习题库及答案
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 + bBpP + sS对于反应，则=P r _______)(A r -。
（ap）3.着眼反应组分K 的转化率的定义式为_______。
（00K KK K n n n -=χ）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 AC 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 。
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。
化学反应工程习题与答案
化学反应工程习题与答案各章节的有关知识点选择填空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1. 均相反应是指_。
（参与反应的物质均处于同一相）2. aA + bBpP + sS对于反应，则rP _______( rA)。
（pa）K3.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 rA KCCACB，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。
（(RT)( ) nK0 nKnK0）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（(RT)） nKf，则KC=_______Kf。
化学反应工程原理(华东理工大学版)第八章答案
华东版8-1 解：553100.751410Sc D μρ--⨯===⨯⨯ 0220.0360.127/360036000.0144t v u m s d ππ===⨯⨯⨯ 3510.127110Re 4.23310P ud ρμ--⨯⨯⨯===⨯ 1/21/31/21/3Re 1.9 4.230.75 1.9 2.060.909 3.56Sh A Sc ==⨯⨯=⨯⨯= 166000pa m d -== 533.564100.1424/110g p Sh D k m s d --∙⨯⨯===⨯ 40.1 1.17100.14246000g k Da k a -===⨯⨯ 1111Daη==+ 8-2 553100.6720.558810Sc D μρ--⨯===⨯⨯ 450.5580.2410Re 1.488310P ud ρμ--⨯⨯⨯===⨯ 1/21/31/21/320.6Re 20.6 1.4880.672 2.64Sh Sc =+=+⨯⨯= 1615000pa m d -== 542.648100.528/410g p Sh D k m s d --∙⨯⨯===⨯ 50.7419.36100.52815000g k Da k a -===⨯⨯111 1Daη==+8-3解： 2.83Φ====23113110.686tanh 2.83tanh2.83 2.83η⎛⎫⎛⎫=-=-=⎪ ⎪ΦΦΦ⎝⎭⎝⎭8-4解：()2156222561.210101040020360051010pAbr Rc Deη---⨯⨯⨯Φ===⨯⨯⨯＞15说明内部阻力已经很严重8-5解：2262253101.441010p pAbr R rc Deη---⨯Φ==≤⨯解得 1.2pr mm≤8-6参见P231-2328-7解：（1）0.173Φ==== 23113110.913tanh0.173tanh0.1730.173η⎛⎫⎛⎫=-=-=⎪ ⎪ΦΦΦ⎝⎭⎝⎭（2）1.015Φ==== 23113110.937tanh 1.015tanh1.015 1.015η⎛⎫⎛⎫=-=-=⎪ ⎪ΦΦΦ⎝⎭⎝⎭依题意得120.230.9130.460.937es esc V c V⨯=⨯解得210.487V V =，所以催化剂用量为原来的0.487 （3=解得42.1310p r m -=⨯8-8解：（1）()23362500/2.410a m m -==⨯单位催化剂体积 510110.989300150020es b g b c R c k ac =-=-=⨯⨯ 所以气膜阻力没有影响（2）22652251 2.41010144420510p Ab r Rc De η--⨯⨯Φ==⨯=⨯⨯＞15 所以内扩散阻力影响严重（3）颗粒表面与气流主体的温度差为()()167.23000.2266167.2r g s b b es H k T T c c h -∆⨯-=-=⨯=℃ 颗粒内部温度差为：()max e r ese D H c T λ-∆∆=5510167.219.780.11.672-⨯⨯⨯==℃ 8-9由数据处理得下表：其表观速率为()0A AfA V c c R W -=由序号1、2可知，d p 相同，N 不同，表观速率R A 不变，表明外扩散不存在影响。
化学反应工程__华东理工大学(1)--期末试卷
华东理工大学201 –201 学年第 学期《化学反应工程》课程考试试卷开课学院：化工学院 ，专业： ，考试形式：闭卷，所需时间：120 分钟一、填充题（25分，每个空格2.5分）⑴反应活化能越小，则说明反应速率对温度变化越 。
对反应活化能Ｅ=80 kj/mol 的反应,在300K 时反应速度要求增加10%，则反应温度应变为 。
⑵工业反应过程优化的技术指标是 。
⑶一级串连反应A P S k k 12−→−−→−，k 1=1 hr -1，k 2=2 hr -1，则在CSTR 反应器中最优空时opt τ＝ h r 。
⑷F(t)的含义是 。
若物料在CSTR 反应器中平均停留时间20分钟，则停留时间小于20分钟的物料占总出口物料 ％。
⑸判断气固催化反应外扩散影响的准数是 ，消除外扩散阻力的工程措施是。
⑹在判断内扩散影响时，当Φ ，则内扩散对反应的影响可忽略；当Φ ，则内扩散对反应的影响严重。
二、单选或多选题（16分，每题4分）⑴ 实验室反应器催化剂装填高度10cm ，操作线速度为0.25cm/s 。
若工业反应器催化剂高度为2m ，空速与实验室反应器相同，则工业反应器流体线速度为 。
a. 2.5 cm/sb. 5cm/sc. 7.5cm/sd. 10 cm/s⑵常用的流固相反应模型之一是 。
a. 全混流模型b. 多釜串联模型c. 整体模型d.平推流模型⑶ 对21E E >的串联反应S P A −→−−→−21，21,E E 分别为主副反应活化能，提高反应选择性的措施是 。
a. A c ﾭb. A c ﾭc. T ﾭd. T ﾭ⑷ CSTR 中进行放热反应，其热稳定条件要求同时满足 。
a.=g Q b.g rdQ dQ dTdT<c.g r dQ dQ dTdT>d.rg Q Q =三、图解题（24分，每题8分）⑴平行反应选择性β与转化率x A 的关系如图所示，用图解法画出产物收率最大时反应器的组合形式（PFR ，CSTR），并画出反应器设备组合示意图。
华东理工大学化学反应工程期末自测试卷6
化学反应工程期末自测试卷( 6 )科 目:化学反应工程 适用对象:化学工程与工艺本科2004-7-6I.填空题 1.(1)化学反应工程是一门研究______________的科学。
2.(1)如果平行反应AP(主)S(副)均为一级不可逆反应，若主E ＞副E ，提高选择性P S 应_______。
3.(1)aA + bBpP + sS对于反应，则=P r _______)(A r -。
4.(1)全混流反应器的移热速率r Q =______________。
5.(1)全混流反应器的返混_______。
6.(1)介于非凝集态与完全凝集态之间的混合态称为_______。
7.(1)在轴向分散模型中，模型的唯一参数彼克莱准数愈大轴向返混程度就_______。
8.(1)气-固相催化反应的内扩散模数=S φ_______，它是表征内扩散影响的重要参数。
9.(2)气体在固体表面上的吸附中物理吸附是靠_______结合的，而化学吸附是靠_______结合的。
10.(1)绝热床反应器由于没有径向床壁传热，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_______模型来计算。
11.(2)目前描述固定床反应器的数学模型可分为_______和_______的两大类。
12.(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，以垂直管最为常用，它同时具有_______，_______并甚至_______的作用。
13.(1)描述流化床的鼓泡床模型，它相当于mfUU /0_______时，乳相中气体全部下流的情况，工业上的实际操作大多属于这种情况。
14.(1)双膜模型把复杂的相间传质过程模拟成_____________________的叠加，相间传质总阻力等于双膜传质阻力的加和。
II.单项选择 1.(2)全混流反应器中有_______个稳定的定常态操作点。
A. 1B. 2C. 3D. 42.(2)一级连串反应AS2P在全混流釜式反应器中，则目的产物P 的最大浓度=max ,P C _______。
(完整版)化学反应工程习题
2
18、有一等温二级不可逆液相反应，其动力学方程式为rAkC2A，已知293K时反应速度常
数k为10 m3/kmol.h，反应物A的初始浓度CA0为0.2kmol/m3，加料速率V0为2 m3/h，试比较下列理想反应器组合方案的出口转化率。
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：SPrRk1CR
rSk2
（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）∵E1〉E2，∴反应温度宜高。 （∵温度升高，有利于活化能高的反应）
3、在管式反应器中进行一裂解反应A=R+S，实验测得该反应为一级不可逆反应，其动力学
33
方程式为rAkPPA（mol /m3.s），若反应在P=101.3 103Pa，T=546K的条件下进行，反应
-6
速度常数kP=7.75 10-6mol / m3.s.Pa，试计算：
（1）处理量为432m3/day的原料气要求转化率达82.6%时，所需反应器的VR？
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）H2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？
8、反应H2+C2H4=C2H6，开始时各组分的含量为：2 mol H2、4mol C2H4、2 mol惰气，当H2的转化率为50%时，试计算该物系的总mol数。
化学工程基础第八章 化学反应工程原理 习题答案
VR = qv,o ⋅ t = 0.8 × 6.24 = 5.0m3
10、在测定动力学数据时常用内循环式无梯度反应器。该反应器实质上是一个全混流反应器。为了判 断是否达到了全混流，以氮作主流体，氢为示踪剂。氢的初始浓度为c0，用阶梯输入法测得反应器出口处氢 的浓度c(t)/c0如下： s/u／min c(t)/co 0 0 4 0.333 9 0.579 14 0.757 24 0.908 34 0.963 44 0.986
0 )] 0
从下图可知，s/u~1n[1−( cc )]为一直线，因此达到了全混。
o
武
汉
ln[1-F(θ)] -2 -3 -4 0 10 20 30 40 s
5
-1
大 学
4 9 14 24 34 −0.405 −0.909 −1.415 −2.386 −3.297
44
−4.269
0
Σt 2 E( t )Δt Σt 2c ( t )Δt − (t )2 = − (t )2 ΣE( t )Δt Σc ( t )Δt
应用题中数据计算得： Σ c(t)Δt = 0.41946, Σt C(t)Δt = 131.94 Σ t2c(t)Δt = 79743.2 131.94 所以 t = = 314.6s 0.41946
（1） （2）
11.294 × 100% = 98.0% 11.52
11 × 1% = 95.5% 11.52
NO 的选择性： β = φ / x = 0.955 或： β = 11.0 11.294 = 97.4%
因为 E(t) =
武
解： t = τ =
t o
故将题中的纵坐标 c(t)扩大 2 倍，即可得 t−E(t)曲线。 习题 4 附图
化学反应工程原理例题与习题-许志美-华东理工大学出版社
反应器出口
C2 H2 HCl
1
1- z
1 .1
1 .1 - z
C2 H3 Cl
0
z
∑
2 .1
2 .1 - z
按题意 : 反应器出口气体中氯乙烯含量为 0 .85 , 则
所以反应掉的量 z 为:
z 2 .1 -
z=0
.85
z = 0 .965mol
C2 H2 转化率为 xC H 22
xC H 22
=
0
率 ) , C4 H2 O3 含量为 0 .010 9 ( 体 积分 率 ) , 其余 为 空气。 求 进料 混 合气 中
C6 H6 的浓度 ( 以摩尔分率表示 ) 、C6 H6 的 转化 率、C4 H2 O3 的收率 和平 均选
择性。
解 : C6 H6 在混合气体中浓度 cA0 :
cA0
=
79×0 78
.88 ×22
.4
2
000
=
9
.98×10 - 3
( 体积分率)
第1章 绪 论
·3·
式中 0 .88———C6 H6 的密度 ;
78———C6 H6 的分子量。
C6 H6 在反应器出口气体中浓度 为 3×10 - 4 ( 体积 分率 ) , 所 以 C6 H6 转
化率 xA 可用下式求得 :
xA
=
nA0 , cP0 ———物料 A, P 的初始浓度 (mol L ) ;
cA , cP ———物料 A, P 的终点浓度 (mol L) 。
(1 - 1) (1 - 2) (1 - 3)
1 .2 例 题
例 1 - 1 技术指标的计算
工业生产以 C6 H6 在 V2 O5 作 活性 组 分 的 催 化剂 上 进 行 催 化氧 化 制
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1-2章习题答案
化学反应工程1-2章答案（华东理工大学张濂版课后习题）第一章1-1 乙苯循环量：46kg/h 补充的新鲜乙苯：100-46=54 kg/h单程转化率=（100-46）/100×100%=54%选择率=（48/105）/(54/107)×100%=90.6%单程摩尔收率=（48/105）/(100/107)×100%=48.9% 单程质量收率=48/100×100%=48% 总摩尔收率=（48/105）/(54/107)×100%=90.6% 总质量收率=48/54×100%=88.9%单耗（摩尔）=1/90.6%=1.104 单耗（质量）=1/88.9%=1.1241-2以100kg进口气体为基准，设甲醛转化量为xkg则：进口出口100kg 100kg甲醛：10kg 1.6kg丁炔二醇：0kg 7.65kg转化率=（10-1.6）/10×100%=84%选择率=（7.65/86）/((10-1.6)/30)×100%=31.76%单程质量收率=7.65/100×100%=7.65%总质量收率=7.65/(10-1.6)×100%=91.07%1-3得到的顺丁烯二酸酐：20.27×34.5%=6.99t质量收率：6.99/7.21×100%=96.9%摩尔收率：(6.99/98)/(7.21/78)×100%=72.7%第二章2-1 化学计量方程式不影响速率表达式，因此以反应物B和产物P表示的反应速率表达式为：(-r B)=k B C B2C p22-2k C=(-r A)/C A n k P=(-r A)/P A nn=0 (-r A)=k C=k P mol/m3﹒hn=1 k C =(-r A)/C A=( mol/m3﹒h)/(mol/L)=(103h)-1k P=(-r A)/P A=( mol/m3﹒h)/Mpa=mol/m3﹒h﹒Mpan=2 k C=(-r A)/C A2=( mol/m3﹒h)/ (mol/L)2=(106h﹒mol)-1k P=(-r A)/P A2=( mol/m3﹒h)/(Mpa)2= mol/m3﹒h﹒Mpa2 2-3 t1=8d=11520min T1=20℃=293Kt2=10min T2=120℃=393Kln(r2/r1)=ln(k2/k1)=E/R(1/T1-1/T2)ln(11520/10)=E/8.314(1/293-1/393)E=67751J/mol2-4 ln(r2/r1)=ln(k2/k1)=E/R(1/T1-1/T2)1）r2/r1=2 T1=473K E1=156.9kJ/molln2=156.9×103 /8.314(1/473-1/T2)T2=482.3K=209.3℃△T=9.3℃2)同1），ln2=104.6×103 /8.314(1/473-1/T2)T2=489K=216℃△T=16℃2-5 ln(r2/r1)=ln(k2/k1)=E/R(1/T1-1/T2)ln2=E1/8.314(1/300-1/310) E1=57616J/mol同理：ln2=E2/8.314(1/400-1/410) E2=94607J/mol ln2=E3/8.314(1/500-1/510) E3=144040J/molln2=E4/8.314(1/600-1/610) E4=208332J/mol。
- 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、"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、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)。
( rA ) 0.0577c A 0.0288(c A0 c A )
*例3-8（p27）《化学反应工程原理——例题与习题》
P ，已知 (H ) 130959 J / mol 。已知210oC 3-21 可逆反应 A
cB 0 / c A0 1和5时，转化率分别为0.5，0.9，0.99时所需的反
应时间，并对计算结果进行讨论。
2 rA kcAcB kcA0 (1 xA )(cB0 cA0 xA ) kcA 0 (1 xA )(
cB0 cB0 2 xA ) kcA (1 x )( x ) ( 令 ) 0 A A cA0 cA0
xA 0
当 5时txA 0.5 0.78h, txA 0.9 2.78h , txA 0.99 5.81h
当C B0 /C A0 =β 越大，达到相同转化率所需的时间越短； 当C B0 /C A0 不变时，随x A 的增大，所需t 增大，且 x A 越高，t 增加越快
In
0.65(0.7 0.35) k1 ,同理 K 求k2 0.35(0.7 0.65)
k2 E 1 1 ( ) E 65.94kJ / mol k1 R T1 T2
3-12 在间歇釜式反应器中进行液相反应 A B P ，测得二级
61.5 102 L / (mol h) , c A0 0.307 mol / L ，计算当 反应速率常数：
k 0.5 L / (mol min)
3-8 在间歇反应器中进行二级反应 A P ，反应速率为
(-rA )=0.01c 2 A mol / s
当 c A0 分别为1，5，10 mol/L时，求反应到 c A =0.01 mol/L时， 所需反应时间。并对计算结果进行讨论。
kt
1 1 c A c A0
k2 E 1 1 ln ( ) k1 R T1 T 2
ln 2
Ea 1 1 ( ) R T T 10
E a 0.5763T (T 10)
T（K） 300 400 94.51 600 210.92 800 373.43 1000 582.05
Ea（kJ/mol） 53.59
k2 Ea 1 1 ln ( ) k1 R T1 T 2
Ea 67.55 kJ / mol
2-5 C2H4二聚反应：(1) T=200℃，Ea=156.9 kJ/mol； C2H6二聚反应：(2) T=200℃，Ea=104.6 kJ/mol。为使反应 速率加倍，要提高多少温度？
k2 Ea 1 1 ln ( ) k1 R T1 T 2
k1 0.2, k2 0.5。 时， 求在该温度下所能达到的最大转化率为多
少？若要使 xA 0.9，则需采取何种措施？
x Ae k1 0.2 K x Ae 0.286 k2 1 x Ae 0.5
若要使xA=0.9，可以降 K2 R T1 T2
假设xA=1时，时间为t3
1 2 1 2
1 2
xA2无解
t3 1 (1 xA3 ) 1 (1 1) 1 1 t1 1 (1 xA1 ) 2 1 (1 0.75) 2
t 3 2 0 m in
30 min后反应物A完全转化，xA=100%
3-4
间歇反应器，cA0=1mol/L，t=8min后，xA=0.8； t=18min后，xA=0.9，求该反应的动力学关系？
0.038 0.042
试问:k2 / k1 的转化率
的比值为多少？间歇反应器中P的最大浓度为多少？并求此时A
r1 k1c A
c p ; (其中k1 k1cB );同理r2 k2
k2 0.52 k1
t t1时，c A c A0 e k1t k1 cp c A0 (e k1t e k2 t ) k1 k2
3-3 n=1/2，10 min后xA=0.75, 30 min后转化率xA=?
1 n 1 n 1 C A 0 kt (1 x ) 1 A n 1
1 2 C kt 2 1 (1 x A ) 1 2 A0
t2 30 1 (1 xA2 ) 1 t1 10 1 (1 0.75)2
3-26*
有一平行反应——串联液相反应：
1 A B P 2 B P R
r1 k1c AcB r2 k2 cB c p
cA0 在间歇反应器中，开始时溶液中含有A的浓度
及过量的B，得到如下数据：
时间T t1 t2 cA 0.055 0.01 cP
0.1kmol / m3
当cB0/cA0=5时，二级反应可做拟一级反应处理 。
P ，已知 c A0 0.5mol / L , cP 0 0。当 3-20 可逆一级液相反应 A
此反应在间歇反应器中进行时，经过8 min A的转化率是 33%，而此时平衡转化率为66.7 %。此反应的动力学方程 。
C A0 C Ae x Ae (k1 k 2 )t ln ln C A C Ae x Ae x A
1 1 n c kt (1 xA ) 1 n 1
n 1 A0
t 2 (1 x A 2 )1 n 1 t1 (1 x A 1 )1 n 1
18 (1 0 .9 )1 n 1 8 (1 0 .8)1 n 1
n=2
xA c A 0 kt 1 xA
(nP nP 0 ) / p (7.65% 0) / (1* M C4 H 6O2 ) 0.635 (nA0 nA ) / a (10% 1.6) / (2* M HCHO )
x A 0.534
循环操作 0.635
m w*mtotal n M M
2 0.0184 0.9908 2 cP cA dcP dcA dcA 又 2cA ， 1 0.5cA dcP 0 cA0 1 0.5c dt dcP A cP 2In
c A 0.0184
1 cA0 / 2 1 2 / 2 cP 2ln cP / 2 0.684 1 cA / 2 1 0.0184 / 2
MAX
k1 k2 2k1 1 11/0.52 ( ) ( ) 0.492 k2 0.52
k1 k1 k2
k
1
c p MAX c A0MAX 0.0492kmol / m3 ; k1 xA 1 ( ) k2 0.744
（1）T T 2 T 1 8.4o C （2）T T 2 T 1 12.7 o C
1 T2 1 R k2 ln T 1 Ea k 1
若使反应速率提高一倍，活化能愈大，所需提高的温度愈小
2-6 反应温度上升10℃，反应速率加倍，Ea与T之间的关系？ 当T1(K)=300、400、600、800和1000K时，求Ea
当 1时t cA0
xA
0
xA dx 1 2 2 kcA kcA0 (1 xA ) 0 (1 xA ) ( xA ) dxA 1 ln kc2 A0 (1 xA )( xA ) kcA0 ( 1) (1 xA )
txA 0.5 5.31h, txA 0.9 47.7h，txA 0.99 524.4h 当 1时t cA0
T2 441K
3-22 有一简单反应，原料A，产物P，实验测得下列数据，已知
c A0 1.89mol / L , cP 0 0 。
时间 A转化量 0 0 180 0.20 300 0.33 420 0.43 1440 1.05
1.58
试求平衡转化率和反应速率常数
c A0 c Ae 1.58 x Ae 0.836 c A0 1.89 x Ae k1 K k2 1 x Ae x Ae (k1 k2 )t ln x Ae x A
第3章 理想间歇反应器
3-1 间歇反应器，n=2，t1=5min时，转化率xA=50%;
若要xA=75%，需增加多长时间？
xA c A 0 kt 1 xA c A 0 kt 1 x A1 c A 0 kt 2 1 x A 1
t1 1 t2 3
xA2 1 xA2
t 2 15 min
第1章 绪论
1-5 2 HCHO C2 H 2 C4 H 6O2 ，原料分离回收循环操作，
甲醛初始浓度10%（质量比），出反应器1.6%，丁炔二醇 初浓度0，出口浓度7.65%，求
x A , , ,
nA0 nA 10% 1.6% xA 0.84 nA0 10%
3-13 在3-12题中，若 cB 0 / c A0 5 时，用拟一级反应方程式处理， 其计算结果与按二级反应处理相比较。
k kcB 1 k t ln 1 xA
t xA 0.5 0.73h , t xA 0.9 2.44h , t xA 0.99 4.88h
C A0 (CT 0 C A ) CT 0 kt (C A0 CP 0 )kt In C A (CT 0 C A0 )
(C A )opt CT 0 C A0 CP 0 0.65+0.05 = = 0.35kmol/m3 2 2 2
293K :0.7 k1 2.4=In
t5 9980 s t10 9990 s
t1 9900 s
1 kt 对于二级反应，若1/CA>>1/CA0 ， cA
反应时间t与反应物初始浓度无关。