20XX环工原理思考题!答案

十^一早

第一节

(1) 快速去除污染物的关键是什么？

(2) 反应器的一般特性主要指哪几个方面？

指反应器内物料的流动状态、混合状态以及质量和能量传递性能等，它们取决于反应器的结构形式、操作方式等。

(3) 反应器研究开发的主要任务是什么？

(4) 什么是间歇操作、连续操作和半连续操作？它们一般各有哪些主

要特点？

间歇操作：将反应原料一次加入反应器，反应一段时间或达到一定的

反应程度后一次取出全部的反应物料，然后进入下一轮操作。

间歇操作的主要特点：

(1)操作特点：反应过程中既没有物料的输入，也没有物料的输出，不存在物料的进与出。

基本特征：间歇反应过程是一个非稳态的过程，反应器内组成随时间变化而变化。

主要优点：操作灵活，设备费低，适用于小批量生产或小规模废水的

处理。

主要缺点：设备利用率低，劳动强度大，每批的操作条件不易相同，

不便自动控制。

连续操作：连续地将原料输入反应器，反应产物也连续地流出反应器

特点:

（1）操作特点：物料连续输入，产物连续输出，时刻伴随着物料的流动。

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基本特征：连续反应过程是一个稳态过程，反应器内各处的组成不随时间变化。（反应组分、浓度可能随位置变化而变化。）

主要优点：便于自动化，劳动生产率高，反应程度与产品质量较稳定。规模大或要求严格控制反应条件的场合，多采用连续操作。

主要缺点：灵活性小，设备投资高。

半连续操作：原料与产物中的一种或一种以上为连续输入或输出，而其它成分分批加入或取出的操作。

特点：半间歇操作具有间歇操作和连续操作的某些特点。反应器内的组成随时间变化而变化。

什么是空间时间和空间速度？它们所表达的物理意义分别是什么？空间时间：反应器有效体积（V与物料体积流量（qv）之比值.

空间速度：单位反应器有效体积所能处理的物料的体积流量.

（6）一般情况下，反应器内的流体流动状态会对反应结果产生影响，为什么？

（7）根据反应物料的流动与混合状态，反应器可分为哪些类型。

理想流反应器和非理想流反应器；完全混合流（全混流）反应器和推流

反应器。

(8) 反应器设计的基本内容包括哪几个方面？它通常用到哪几类基本

方程？

基本内容：选择合适的反应器型式；确定最佳的操作条件；计算达到规定的目标

所需要的反应体积，确定反应器的主要尺寸。

反应器设计用到的基本方程：反应动力学方程、物料/能量/动量衡算式2 / 12

第二节

什么是膨胀因子？膨胀因子为1的反应体系，反应后系统的物质的量

将如何变化？若是膨胀因子为0.5的反应体系，则如何变化？

膨胀因子：每消耗1mol的某反应物所引起的反应系统总物质的量的

变化量(8 )称为该反应物的膨胀因子

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什么是简单反应和复杂反应？可逆反应属于哪一类反应？为什么？

简单反应：指能用一个计量方程描述的反应。

复杂反应：指需用多个计量方程描述的反应。

可逆反应属于简单反应。因为它可以写出正反应和负反应的两个计量方程，但两者并不独立，用其中一个计量方程即可表达反应组分间的

(3) 什么是均相内反应和界面反应?

(4) 对于连续反应器，某一关键组分的转化率的一般定义是什么?

组分在反应器内的变化情况。

(5) 对于实际规模的化学反应器，影响某一关键组分的转化率的主要因素是什么？

第三节

(1) 若将反应速率的定义写成—rA=- dcA/dt，该定义式成立的条件是什么？说明理由。

⑵气-固相反应的反应速率有哪几种表达方式？气-液相反应情况又如何？

(3) 什么是反应级数？它的大小能否反映反应速率的大小？为什么？

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反应级数是由实验获得的经验值，只有基元反应时，才与计量系数相等。反应级数不能独立地预示反应速率的大小，只表明反应速率对浓度变化的敏感程度

(4) 对于某一化学反应，它的速率常数是否与反应物的浓度有关？催

化剂能否改变速率常数的大小？对于化学反应：k的大小与温度和

催化剂等有关，与反应物浓度无关。催化剂能改变。

(5) 零级不可逆单一反应有哪些主要特点？

(6) 一级不可逆单一反应有哪些主要特点？

(7) 二级不可逆单一反应有哪些主要特点？

(8) 对于可逆单一反应，反应物的浓度能减少到零吗？为什么？

(9) 在平行反应中，什么是主反应？什么是副反应和副产物？

(10) 对于串联反应，其中间产物的浓度随反应时间如何变化？在实际

操作中能否将中间产物的浓度控制到最大值？如何控制？

十二章

第一节

(1) 动力学实验的主要目的有哪些？

(2) 用槽式反应器进行动力学实验有哪些优点？

动力学数据的解析比较容易。转化率的大小没有限制，因此对分析的要求也不太苛刻。

(3) 对反应器进行物料衡算时，一般应注意哪些问题？

尽量选取组分浓度、温度等均一的单元，可以简化计算(书P427) (4) 对于全混流槽式反应器和推流式反应器，分别如何选择物料衡算单元，为什么？

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第二节

(1) 在环境工程研究中，进行液相反应速率方程的实验测定时，常采用间歇反应器或槽式连续反应器，为什么？

(2) 简述利用间歇反应器进行动力学实验的一般步骤。

(3) 试用流程图表达间歇动力学实验数据的积分解析法。

(4) 试用流程图表达间歇动力学实验数据的微分解析法。

(5) 如何利用半衰期确定反应级数？

第三节

(1) 在稳态状态下，槽式连续反应器内的组分组成和转化率随时间变化吗？为什么？

(2) 试用流程图表达利用槽式连续反应器进行动力学实验的一般步骤。

(3) 试用流程图表达利用积分平推流反应器进行动力学实验的一般步骤。

(4) 试用流程图表达利用微分反应器进行动力学实验的一般步骤。

(5) 什么是积分反应器和微分反应器？它们用于动力学实验时，各有什么特点？

十三章

第一节

(1) 对于一个实际规模的均相连续反应器，影响反应物转化率的主要因素有哪些？

(2) 间歇反应器的一般操作方式是什么？你能举出哪些间歇反应器的例子？

将反应物料按一定比例一次加到反应器内，然后开始搅拌，使反应器内物料的浓度和温度保持均匀。反应一定时间，反应率达到所定的目标之后，将混5 / 12