《化学反应工程》试题及答案

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《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2.1010000lg +-=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 。

专升本《化学反应工程》_试卷_答案

专升本《化学反应工程》_试卷_答案

专升本《化学反应工程》一、(共80题,共160分)1。

气相反应:进料时无惰性气体,CO与H2以1∶2摩尔比进料,则膨胀因子=( )。

(2分) A。

—2 B.—1 C.1 D.2.标准答案:A2。

一级连串反应:在间歇式反应器中,则目的产物P的最大浓度CP,max=( ). (2分)A。

B。

C.D。

标准答案:A3。

串联反应(目的)目的产物P与副产物S的选择性SP=( )。

(2分)A。

B.C.D。

标准答案:C4。

全混流反应器的容积效率时,该反应的反应级数n( )。

(2分)A.<0B.=0C.D.>0.标准答案:B5。

对于单一反应组分的平行反应: 其瞬间收率随增大而单调下降,则最适合的反应器为( )。

(2分)A。

平推流反应器 B。

全混流反应器C.多釜串联全混流反应器 D。

全混流串接平推流反应器.标准答案:B6。

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( )。

(2分)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。

标准答案:A7. 一级不可逆液相反应: ,出口转化率xA=0.7,每批操作时间装置的生产能力为50000 kg产物R/天,MR=60,则反应器的体积V为( )。

(2分)A。

19。

6 B.20.2 C。

22.2 D.23.4。

标准答案:C8。

在间歇反应器中进行等温一级反应当时,求反应至所需时间t=()秒. (2分)A。

400 B.460 C.500 D。

560。

标准答案:B9. 一级连串反应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=()。

(2分)A。

B.C.D. 。

标准答案:D10. 分批式操作的完全混合反应器非生产性时间t0不包括下列哪一项( )。

(2分)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.标准答案:B11. 全混流反应器的容积效率小于1。

0时,且随着xA的增大而减小,此时该反应的反应级数n( )。

化学反应工程试题及答案

化学反应工程试题及答案

化学反应工程试题及答案一、选择题(每题2分,共10分)1. 化学反应工程中,反应速率常数k与温度的关系遵循()。

A. Arrhenius方程B. Van't Hoff方程C. Le Chatelier原理D. Nernst方程2. 在固定床反应器中,流体通过催化剂床层的流动方式是()。

A. 并流B. 逆流C. 交叉流D. 层流3. 以下哪种催化剂不属于均相催化剂?()A. 酸B. 碱C. 金属D. 酶4. 反应器的体积效率是指()。

A. 反应器体积与所需反应体积的比值B. 反应器体积与实际反应体积的比值C. 反应器体积与理论反应体积的比值D. 反应器体积与催化剂体积的比值5. 在反应器设计中,为了提高反应速率,通常采取的措施是()。

A. 增加反应物浓度B. 提高反应温度C. 增加催化剂用量D. 以上都是二、填空题(每空1分,共10分)1. 在化学反应工程中,反应速率的表达式通常为__________。

2. 反应器的类型主要包括__________、__________和__________。

3. 催化剂的作用是__________反应速率,而不影响__________。

4. 反应器设计时,需要考虑的主要因素包括__________、__________和__________。

5. 根据反应器内物料流动的特点,可以将反应器分为__________流动和__________流动。

三、简答题(每题5分,共20分)1. 简述反应速率和反应速率常数的区别。

2. 描述固定床反应器和流化床反应器的主要区别。

3. 解释为什么在某些情况下需要使用催化剂。

4. 讨论温度对化学反应速率的影响及其在工业应用中的意义。

四、计算题(每题10分,共20分)1. 已知某化学反应的速率常数k=0.05 s^-1,反应物A的初始浓度为1 mol/L,求10秒后A的浓度。

2. 假设一个完全混合反应器中进行一级反应,反应物B的初始浓度为2 mol/L,反应速率常数k=0.02 min^-1,求5分钟后B的浓度。

专科《化学反应工程》_试卷_答案

专科《化学反应工程》_试卷_答案

专科《化学反应工程》一、 (共75题,共150分)1. 全混流反应器中有( )个稳定的定常态操作点. (2分)A.1 B。

2 C.3 D.4.标准答案:B2。

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CP,max=()。

(2分)A.B。

C。

D..标准答案:B3。

轴向分散模型的物料衡算方程在( )式边界条件下有解析解。

(2分)A.闭—闭 B。

开—闭 C。

闭—开 D。

开—开。

标准答案:D4. 反应级数n=()时微观流体和宏观流体具有相同的反应结果。

(2分)A.0B.0.5 C。

1 D。

2。

标准答案:C5. 催化剂在使用过程中会逐渐失活,其失活速率式为,当进料中的杂质吸附极牢以及对产物无内扩散阻力时,d为( )。

(2分)A。

B.=1C.→3D。

标准答案:A6。

等温液相反应为目的产物,有下列四种方案可供选择,从提高P的收率着眼适宜选用( )。

(2分)A。

间歇釜式反应器,A和B一次性加入B。

全混流反应器C.半间歇釜式反应器,A一次性加入,B连续滴加D.半间歇釜式反应器,B一次性加入,A连续滴加.标准答案:D7。

乙苯在催化剂上脱氢生成苯乙烯,经一段时间反应后,苯乙烯生成量不再增加,乙苯仍大量存在,表明这是一个( )反应. (2分)A.慢速 B。

可逆 C。

自催化 D.不可逆。

标准答案:B8. 催化剂颗粒扩散的无因次扩散模数值的大小反映了表面反应速率与( )之比。

(2分)A.扩散速率B.外扩散速率C。

内扩散速率 D.实际反应速率。

标准答案:C9。

不属于气固相催化反应固定床反应器拟均相二维模型的特点是( ). (2分)A。

粒子与流体间有温度差 B.粒子与流体间无温度差C。

床层径向有温度梯度 D.床层轴向有温度梯度。

标准答案:A10。

气固催化反应的内扩散模数,其中L为特征长度,若颗粒为球形则L=( )。

(2分)A。

厚度/2 B.R C.R/2 D.R/3 。

标准答案:D11. 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( )。

化学反应工程考试试题及答案

化学反应工程考试试题及答案

化学反应工程考试试题及答案一. 选择题1. 在进行化学反应工程设计时,以下哪个因素不属于考虑的主要因素?a) 反应速率b) 反应动力学c) 原料成本d) 温度控制答案:c) 原料成本2. 化学反应工程中,以下哪种反应类型属于放热反应?a) 氧化反应b) 加氢反应c) 氢化反应d) 生成酸反应答案:a) 氧化反应3. 执行化学反应时,下列哪个条件对于控制选择性反应非常重要?a) 压力b) 流速c) 反应物比例d) 温度答案:c) 反应物比例4. 下列哪种反应类型在进行反应工程设计时需要考虑催化剂的使用?a) 酯化反应b) 氧化反应c) 反应物分解反应d) 酸碱中和反应答案:a) 酯化反应5. 在进行化学反应工程设计时,下列哪种参数是必须考虑的?a) 反应器材料b) 搅拌速率c) 产品收率d) 反应器体积答案:d) 反应器体积二. 简答题1. 请简述酸碱中和反应的基本原理及过程。

答案:酸碱中和反应是指酸和碱在一定的条件下,以化学反应形式相互中和,生成盐和水。

这种反应的基本原理是酸和碱互相转化为盐和水的化学反应。

酸和碱分别具有H+离子和OH-离子,当它们混合时,H+离子和OH-离子结合生成水分子,并生成相应的盐。

2. 请简要描述化学反应速率的定义及影响因素。

答案:化学反应速率是指单位时间内反应物消失或生成物产生的量。

影响化学反应速率的因素有:- 反应物浓度:反应物浓度越大,反应速率越快。

- 温度:温度升高会加快反应速率,因为高温会增加反应物分子的热运动速度。

- 催化剂:催化剂能够降低化学反应的活化能,从而加速反应速率。

- 反应物粒径:反应物粒径越小,表面积越大,反应速率越快。

- 反应物浓度:反应物浓度越大,反应速率越快。

三. 计算题1. 某化学反应的反应方程式为A + 2B -> C + D,已知初始时A和B的摩尔浓度分别为2mol/L和3mol/L,经过一定时间后,测得C的摩尔浓度为4mol/L。

《化学反应工程》期末考试试题及答案

《化学反应工程》期末考试试题及答案

一、单项选择题: (每题2分,共20分)1.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)2。

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 . 1.0B 。

0。

25C .0。

50D .03.对一平行-连串反应R A 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 ).A .先高后低B 。

先低后高C .高温操作D .低温操作4.两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—r A1与第二釜的反应速率-r A2之间的关系为( A )。

两釜反应温度相同.A .—r A1 > —r A2B .-r A1 = —r A2C .—r A1 < -r A2D 。

不能确定何者为大 5。

已知一闭式反应器的1.0=r a uL D ,该反应器若用多釜串联模型来描述,则模型参数N 为( B )。

A . 4。

5 B. 5。

6 C .3.5 D .4.06.固体催化剂之所以能起催化作用,是由于催化剂的活性中心与反应组分的气体分子主要发生( C)。

A .物理吸附B .化学反应C .化学吸附D .质量传递7.包括粒内微孔体积在内的全颗粒密度称之为( B )A .堆(积)密度B .颗粒密度C .真密度D .平均密度8.在气固催化反应动力学研究中,内循环式无梯度反应器是一种( C )。

A .平推流反应器B 。

轴向流反应器C 。

全混流反应器 D. 多釜串联反应器9.某液相反应,其反应式可写成A+C R+C 这种反应称为(B )A .均相催化反应B .自催化反应C .链锁反应 D.可逆反应10.高径比不大的气液连续鼓泡搅拌釜,对于其中的气相和液相的流动常可近似看成( B )A .气、液均为平推流B .气、液均为全混流C .气相平推流、液相全混流D .气相全混流、液相平推流σR R σσR σB σA σB σσB A σσA S k +⇔+−→−+⇔+⇔+)此步为速率控制步骤 ( 2223.间歇釜反应器中进行如下反应:P A → (1) -r A1=k 1CA a1S A → (2) -r A2=k 2C A a2在C A0和反应时间保持不变下,降低反应温度,釜液中C P /C S 增大,表明活化能E1与E2的相对大小为 E1〈E2 ;在温度和反应时间保持不变下,增高反应浓度,釜液中C P /C S 增大,表明反应级数al 、a2的相对大小为 al>a2 。

《化学反应工程》试题及答案

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《化学反应工程》试题及答案一、选择题(每题5分,共25分)1. 以下哪个选项不属于化学反应工程的研究范畴?A. 化学反应速率B. 反应器设计C. 催化剂制备D. 产品分离和提纯答案:D2. 以下哪种反应器类型不属于理想反应器?A. 平推流反应器B. 全混流反应器C. 非理想反应器D. 等温反应器答案:C3. 以下哪个因素对化学反应速率影响最小?A. 反应物浓度B. 温度C. 催化剂D. 反应时间答案:D4. 在全混流反应器中,以下哪个参数表示反应器的时空产率?A. 空时B. 时空产率C. 反应时间D. 反应速率答案:B5. 以下哪个选项描述的是化学反应工程的主要任务?A. 研究化学反应机理B. 设计和优化反应器C. 分析和解决生产过程中的问题D. 所有以上选项答案:D二、填空题(每题5分,共25分)6. 化学反应工程的主要研究内容包括____、____、____。

答案:化学反应动力学、反应器设计、反应器操作7. 在间歇操作反应器中,反应物的浓度随时间变化的关系为____。

答案:指数衰减8. 反应器的设计和操作过程中,需要考虑的主要因素有____、____、____。

答案:反应速率、反应温度、反应压力9. 以下反应器类型中,属于连续操作反应器的是____、____。

答案:平推流反应器、全混流反应器10. 在反应器操作过程中,以下哪个参数表示反应物的转化率?答案:转化率三、计算题(每题25分,共50分)11. 某一级反应在间歇操作反应器中进行,已知反应速率常数为k=0.1 min^-1,反应物初始浓度为C0=1 mol/L。

求反应进行1 min后,反应物的浓度。

解:根据一级反应的动力学方程,反应物浓度随时间的变化关系为:ln(C/C0) = -kt代入已知数据:ln(C/1) = -0.1 1C = 1 e^(-0.1)C ≈ 0.9048 mol/L答案:反应进行1 min后,反应物的浓度为0.9048 mol/L。

化学反应工程试卷及答案

化学反应工程试卷及答案

第 1 页共 5 页.化学反应工程试卷及答案一、填空题(共25分,每空1分)1.化学反应工程学不仅研究化学反应速率与反应条件之间的关系,即 ,而且着重研究传递过程对 的影响,研究不同类型反应器的特点及其与化学反应结果之间的关系。

2.反应器按型式来分类可以分为管式反应器、 和 。

3.对于反应D C B A 432+=+,反应物A 的消耗速率表达式为 ;反应产物C 的生成速率表达式为: 。

4.反应器设计计算所涉及的基础方程式就是动力学方程式、 和 。

5.间歇釜反应器中进行如下反应:P A → (1) 11n AA C k r = 1E S A → (2) 22nA A C k r = 2E在Ao C 和反应时间保持不变下,降低反应温度,釜液中S p C C /增大,表明活化能1E 与2E 的相对大小为 ;在温度和反应时间保持不变下,增高反应浓度,釜液中S p C C /增大,表明反应级数1n 、2n 的相对大小为 。

6.单位时间内由颗粒外表面传递至气相主体的热量可由牛顿冷却定律表达,其表数学表达式为 。

7.全混流反应器稳定的定常态操作点的判据为 、 。

8.对催化剂性能影响最大的物理性质主要是 、 和孔体积分布。

9.复合反应包括三个基本反应类型,即并列反应、平行反应和_____________。

10.在停留时间相同的物料之间的均匀化过程,称之为 。

而停留时间不同的物料之间的均匀化过程,称之为 。

11.对于反应级数0<n 的反应,为了降低反应器容积,应选用 反应 器为宜;对于反应级数0>n 的反应,为了降低反应器容积,应选用 反应器为宜。

12.固定床催化反应器主要缺点是 , 。

13.有效因子物理意义=η 。

第 2 页共 5 页14. 多段绝热式反应器是筒体内放置几次搁板,搁板上放置 ,层与层之间设置气体的 装置。

二、选择题(共20分,每小题2分)1.对于可逆放热反应,为提高反应速率应( )。

《化学反应工程》期末考试试题及答案

《化学反应工程》期末考试试题及答案

《化学反应工程》期末考试试题及答案《化学反应工程》期末考试试题及答案一、选择题1、在化学反应工程中,反应时间的优化通常取决于哪些因素? A. 反应物的浓度 B. 反应温度 C. 催化剂的活性 D. 上述所有因素答案:D2、下列哪一项不是化学反应工程的研究内容? A. 反应过程的热量平衡 B. 反应动力学 C. 化工工艺流程设计 D. 反应器设计答案:C 3、关于反应速率,以下哪种说法是正确的? A. 反应速率通常与反应物的浓度成正比 B. 反应速率通常与反应温度成正比 C. 反应速率与反应物的浓度和反应温度都有关 D. 反应速率与反应物的浓度和反应温度都无关答案:C4、在化学反应工程中,我们如何定义催化剂的活性? A. 催化剂的表面积与反应物分子数的比值 B. 催化剂的重量与反应物分子数的比值 C. 催化剂的活性是催化剂的一种内在属性,无法定义 D. 催化剂的活性是催化剂在一定温度下,对特定反应的催化效率答案:D 5、关于催化剂在化学反应工程中的作用,以下哪种说法是错误的? A. 提高反应速率 B. 提高产物的选择性 C. 可以降低反应的活化能 D.可以使反应在更低的温度下进行答案:B二、填空题1、化学反应工程的基本理论包括________、和。

答案:化学动力学;传递过程;热力学2、化学反应工程的研究对象是________,研究内容是________。

答案:化学反应过程;反应过程的优化与控制、反应器和设备的放大设计与优化、新型高效分离技术的开发与应用等3、对于一个放热反应,降低反应温度可能会________,增加反应时间可能会________。

答案:增加反应速率;提高产物的选择性4、催化剂的活性与________、________、________和________有关。

答案:催化剂的表面积;催化剂的晶格结构;催化剂的酸碱性;反应物的性质5、在一个化学反应过程中,当反应物的浓度为定值时,增加________可能会增加反应速率。

化学反应工程试题及答案

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化学反应工程试题及答案一、选择题1. 化学反应工程中,反应速率常数k与温度T的关系通常遵循什么定律?A. 阿伦尼乌斯定律B. 范特霍夫定律C. 莱·夏特利埃定律D. 牛顿冷却定律答案:A2. 在一个理想反应器中,如果反应物A的初始浓度为10 mol/L,反应速率为0.1 mol/(L·s),那么反应物A的表观反应级数是多少?A. 0级B. 1级C. 2级D. 3级答案:B二、填空题1. 请写出化学平衡常数K的表达式:_________________。

答案:K = [C]^c[D]^d / [A]^a[B]^b2. 某反应器中,反应物A的浓度从10 mol/L减少到1 mol/L,反应时间t为10分钟。

如果反应是一级反应,求反应速率常数k。

答案:k = 0.1 min^-1三、简答题1. 简述催化剂在化学反应中的作用。

答案:催化剂在化学反应中的作用主要是降低反应的活化能,从而加快反应速率,但催化剂本身在反应过程中不被消耗。

2. 描述连续搅拌槽式反应器(CSTR)的基本特点。

答案:连续搅拌槽式反应器是一种在反应过程中连续加入反应物,同时连续排出产物的设备。

它具有良好的混合特性,反应物和产物在反应器内浓度分布均匀。

四、计算题1. 假设某一级反应A → B,反应速率常数k=0.05 s^-1。

若初始时[A]=1 mol/L,求10秒后A的浓度。

答案:[A] = e^(-kt) × [A]₀ = e^(-0.05 × 10) × 1 = 0.38 mol/L2. 某反应A + B → C + D,反应速率为-rA = k[A][B],其中k=0.02 L/mol·s。

初始时[A]₀=1 mol/L,[B]₀=2 mol/L。

若反应进行到[A]=0.5 mol/L时,求[B]的浓度。

答案:根据反应物A和B的消耗比例,[B] = 2 - 0.5 × (2/1) = 1 mol/L五、论述题1. 论述反应器设计中的安全因素考虑。

化学反应工程_习题集(含答案)

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_ 。

化学反应工程试题及答案

化学反应工程试题及答案

化学反应工程试题及答案一、单项选择题(每题2分,共20分)1. 化学反应工程主要研究的是()。

A. 化学反应的速率B. 化学反应的机理C. 化学反应的平衡D. 化学反应的设备答案:A2. 反应速率常数k与温度的关系可以用()来描述。

A. 阿伦尼乌斯方程B. 范特霍夫方程C. 吉布斯自由能方程D. 牛顿冷却定律答案:A3. 在固定床反应器中,催化剂的表面积对反应速率的影响是()。

A. 增加催化剂表面积可以提高反应速率B. 增加催化剂表面积可以降低反应速率C. 催化剂表面积对反应速率无影响D. 催化剂表面积与反应速率成反比答案:A4. 以下哪种反应器属于非均相反应器()。

A. 管式反应器B. 搅拌槽反应器C. 流化床反应器D. 所有选项都是答案:C5. 反应器设计时,如果希望提高反应物的转化率,应该考虑()。

A. 提高反应温度B. 增加反应物浓度C. 增加催化剂用量D. 所有选项都是答案:D二、填空题(每题2分,共20分)1. 阿伦尼乌斯方程中,温度每升高10℃,反应速率常数k大约增加______倍。

答案:2-32. 反应器的停留时间分布可以通过______来描述。

答案:停留时间分布曲线3. 流化床反应器中,颗粒的流态化状态可以通过______来实现。

答案:鼓泡或喷动4. 反应器的体积传质系数通常用______表示。

答案:kLa5. 在反应器设计中,如果需要提高反应速率,可以采用______的方法。

答案:增加催化剂活性三、简答题(每题10分,共30分)1. 简述反应器的类型及其特点。

答案:反应器的类型包括管式反应器、搅拌槽反应器、流化床反应器等。

管式反应器适用于气体与固体催化剂的反应,优点是结构简单,易于放大;搅拌槽反应器适用于液体或液固反应,优点是混合均匀,反应速率快;流化床反应器适用于气固或液固反应,优点是传热传质效率高,反应速率快。

2. 描述如何通过实验测定反应速率常数k。

答案:通过改变反应物浓度或温度,测量反应速率的变化,然后利用阿伦尼乌斯方程或实验数据拟合,可以求得反应速率常数k。

《化学反应工程》期末考试试题及答案

《化学反应工程》期末考试试题及答案

一、单项选择题: (每题2分,共20分)1.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)2.四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为( B )A. 1.0 B. 0。

25 C.0。

50 D.03.对一平行—连串反应,P为目的产物,若活化能次序为:E2<E1<E3,为了目的产物的收率最大,则最佳操作温度序列为( B)。

A.先高后低 B。

先低后高 C.高温操作 D.低温操作4.两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-r A1与第二釜的反应速率-r A2之间的关系为( A ).两釜反应温度相同。

A.-r A1 > —r A2 B.-r A1 = —r A2 C.-r A1 〈—r A2 D.不能确定何者为大5。

已知一闭式反应器的,该反应器若用多釜串联模型来描述,则模型参数N为( B )。

A. 4.5 B。

5。

6 C.3。

5 D.4。

06.固体催化剂之所以能起催化作用,是由于催化剂的活性中心与反应组分的气体分子主要发生( C).A.物理吸附 B.化学反应 C.化学吸附 D.质量传递7.包括粒内微孔体积在内的全颗粒密度称之为( B )A.堆(积)密度 B.颗粒密度 C.真密度 D.平均密度8.在气固催化反应动力学研究中,内循环式无梯度反应器是一种( C )。

A.平推流反应器 B。

轴向流反应器 C。

全混流反应器 D。

多釜串联反应器9.某液相反应,其反应式可写成A+C R+C这种反应称为(B )A.均相催化反应 B.自催化反应 C.链锁反应 D。

可逆反应10.高径比不大的气液连续鼓泡搅拌釜,对于其中的气相和液相的流动常可近似看成( B )A.气、液均为平推流 B.气、液均为全混流C.气相平推流、液相全混流 D.气相全混流、液相平推流3.间歇釜反应器中进行如下反应:(1) -r A1=k1C A a1(2) -r A2=k2C A a2在C A0和反应时间保持不变下,降低反应温度,釜液中C P/C S增大,表明活化能E1与E2的相对大小为 E1〈E2 ;在温度和反应时间保持不变下,增高反应浓度,釜液中C P/C S增大,表明反应级数al、a2的相对大小为 al〉a2 。

化学反应工程试题及答案

化学反应工程试题及答案

化学反应工程试题及答案一、选择题1. 在化学反应工程中,速率常数是指()。

A. 反应物浓度与反应速率的比值B. 反应物浓度与反应速率成正比C. 反应物浓度与反应速率成反比D. 反应物浓度与反应速率呈非线性关系答案:A2. 化学反应速率与下面哪个因素没有关系?()A. 温度B. 反应物浓度C. 压力D. 催化剂答案:C3. 在一元反应A→B中,当反应物A的浓度从0.2 mol/L增加到0.4 mol/L时,反应速率将会()。

A. 增加一倍B. 减少一半C. 增加四倍D. 减少四倍答案:A4. 化学反应中的反应速率可以通过哪种方法进行实验测定?()A. 预测法B. 理论计算C. 观察法D. 反应动力学答案:C5. 反应活化能是指()。

A. 反应物的热力学能B. 反应物参与反应的能力C. 反应物的化学键能D. 反应物分子达到活化状态所需的能量答案:D二、简答题1. 请解释化学反应速率的含义,并说明如何计算反应速率常数。

答:化学反应速率是指单位时间内反应物浓度变化的快慢程度。

计算反应速率常数时,可以根据实验数据利用反应速率公式进行计算。

反应速率常数k可以通过以下公式计算:k = Δ[C]/Δt其中,Δ[C]表示反应物浓度的变化量,Δt表示反应时间的变化量。

反应速率常数k的单位通常为mol/(L·s)。

2. 什么是活化能?活化能对于化学反应有什么影响?答:活化能是指反应物分子达到活化状态所需的能量。

在化学反应中,反应物分子需要克服一定的能量障碍才能转化为产物。

活化能对于化学反应有两个主要影响:首先,活化能决定了反应的速率。

活化能越高,反应速率越慢;活化能越低,反应速率越快。

其次,活化能还影响了反应的可逆性。

当活化能较高时,反应更倾向于向前进行,产物生成量会较大;当活化能较低时,反应更容易逆转为反应物,产物生成量较少。

三、综合题某化学反应的反应速率方程可以表示为:r = k[A]^2[B]其中,r表示反应速率,k表示反应速率常数,[A]和[B]分别表示反应物A和B的浓度。

化学反应工程试题及答案

化学反应工程试题及答案

化学反应工程试题及答案一、选择题(每题2分,共10分)1. 以下哪个不是化学反应工程研究的范畴?A. 反应器设计B. 反应动力学C. 反应过程控制D. 有机化学合成2. 反应器中,催化剂的作用是什么?A. 提高反应速率B. 改变反应平衡C. 降低反应温度D. 增加产物产量3. 在工业生产中,连续搅拌槽式反应器(CSTR)与间歇搅拌槽式反应器(BSTR)相比,以下哪个描述是正确的?A. CSTR的体积通常比BSTR大B. CSTR的物料停留时间是固定的C. BSTR可以处理更复杂的反应体系D. CSTR的操作成本通常低于BSTR4. 以下哪种反应器类型适用于快速反应?A. 填充床反应器B. 管式反应器C. 流化床反应器D. 脉冲反应器5. 反应动力学中的“零级反应”指的是什么?A. 反应速率与反应物浓度无关B. 反应速率与反应物浓度成正比C. 反应速率与反应物浓度成反比D. 反应速率与反应物浓度的平方成正比二、简答题(每题10分,共30分)6. 简述反应器设计中的主要考虑因素。

7. 描述连续搅拌槽式反应器(CSTR)与间歇搅拌槽式反应器(BSTR)的主要区别。

8. 解释什么是反应器的停留时间分布(RTD)。

三、计算题(每题15分,共30分)9. 假设一个零级反应A → B,反应速率常数k=0.1 min^-1。

如果初始时刻[A]0=1 mol/L,求5分钟后[A]的浓度。

10. 给定一个反应A + B → C,反应速率表达式为r = k[A][B],其中k=0.05 L/mol·min。

初始时刻[A]0=1 mol/L,[B]0=2 mol/L。

如果反应在CSTR中进行,且反应器体积V=10 L,进料流速F_in=1 L/min,求稳态时[A]和[B]的浓度。

四、论述题(每题30分,共30分)11. 论述在实际工业生产中,如何根据反应特性选择合适的反应器类型。

答案一、选择题1. D(有机化学合成)2. A(提高反应速率)3. D(CSTR的操作成本通常低于BSTR)4. D(脉冲反应器)5. A(反应速率与反应物浓度无关)二、简答题6. 反应器设计中的主要考虑因素包括:反应类型、反应速率、反应物和产物的性质、操作条件(如温度、压力)、安全性、成本效益、环境影响等。

专升本《化学反应工程》_试卷_答案

专升本《化学反应工程》_试卷_答案

专升本《化学反应工程》一、(共80题,共160分)1. 气相反应: 进料时无惰性气体,CO与H2以1∶2摩尔比进料,则膨胀因子=( )。

(2分)A.-2B.-1C.1D.2.标准答案:A2. 一级连串反应: 在间歇式反应器中,则目的产物P的最大浓度CP,max=( )。

(2分)A.B.C.D..标准答案:A3. 串联反应(目的)目的产物P与副产物S的选择性SP=( )。

(2分)A.B.C.D..标准答案:C4. 全混流反应器的容积效率时,该反应的反应级数n( )。

(2分)A.<0B.=0C.D.>0.标准答案:B5. 对于单一反应组分的平行反应: 其瞬间收率随增大而单调下降,则最适合的反应器为( )。

(2分)A.平推流反应器B.全混流反应器C.多釜串联全混流反应器D.全混流串接平推流反应器.标准答案:B6. 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( )。

(2分)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.标准答案:A7. 一级不可逆液相反应: ,出口转化率xA=0.7,每批操作时间装置的生产能力为50000 kg产物R/天,MR=60,则反应器的体积V为( )。

(2分)A.19.6B.20.2C.22.2D.23.4.标准答案:C8. 在间歇反应器中进行等温一级反应当时,求反应至所需时间t=( )秒。

(2分)A.400B.460C.500D.560.标准答案:B9. 一级连串反应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=( )。

(2分)A.B.C.D..标准答案:D10. 分批式操作的完全混合反应器非生产性时间t0不包括下列哪一项( )。

(2分)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.标准答案:B11. 全混流反应器的容积效率小于1.0时,且随着xA的增大而减小,此时该反应的反应级数n( )。

(2分)A.<0B.=0C.D.>0.标准答案:D12. 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。

《化学反应工程》试题及参考答案

《化学反应工程》试题及参考答案

《化学反应工程》习题答案一、单选题1、下列属于均相反应的是( B )A 煤炭燃烧B 氢气燃烧C 离子交换D 加氢裂解2、一级连串反应AS K 1K 2P 在全混流釜式反应器中,则目的产物P 的最大浓度=max ,P C (B ) A 122)(210K K K A K K C − B 22/1120]1)/[(+K K C A C 122)(120K K K A K K C − D 22/1210]1)/[(+K K C A3、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、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 10B 025C 050D 05、全混流反应器的返混为( B )A 最小B 最大C 零D 一样大6、催化剂在使用过程中会逐渐失活,其失活速率式为dm i d C k dt d ψψ=−,当进料中的杂质吸附极牢以及对产物无内扩散阻力时,d 为( A )A ≈0B =1C →3D ≈17、对一平行—连串反应R A QP A → → → )3()2()1( ,P 为目的产物,若活化能次序为:E2<E1<E3,为了目的产物的收率最大,则最佳操作温度序列为( B )。

A .先高后低B 先低后高C .高温操作D .低温操作8、对于循环操作的平推流反应器,当循环比β→0时为( B )反应器A 全混流B 平推流C 全混流或平推流D 全混流串平推流 9、CH 2 = CH CH = CH 2(A) + CH 2 = CH COOCH 3(B)COOCH 3(C)该反应在全混流反应器中进行,以AlCl3为催化剂,反应温度20℃,液料的体积流速为05 m3/h ,丁二烯和丙烯酸甲酯的初始浓度分别为=0A C 965 mol/m3,=0B C 184 mol/m3,催化剂的浓度为=D C 663 mol/m3。

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《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2.1010000lg +-=Tk ,其活化能为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) mol 。

11.非等分子反应2SO 2+O 2==2SO 3的膨胀因子2SO δ等于 。

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 3NHr14.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 。

15.在全混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A Ax n x )1(11-+-,转化率为AA x n nx )1(1-+。

16.反应活化能E 越 大 ,反应速率对温度越敏感。

17.对于特定的活化能,温度越低温度对反应速率的影响越 大 。

18.某平行反应主副产物分别为P 和S ,选择性S P 的定义为 (n P -n P0)/(n S -n S0) 。

19.某反应目的产物和着眼组分分别为P 和A 其收率ΦP 的定义为(n P -n P0)/ (n A0-n A ) 。

20.均相自催化反应其反应速率的主要特征是随时间非单调变化,存在最大的反应速率 。

21.根据反应机理推导反应动力学常采用的方法有 速率控制步骤 、 拟平衡态 。

22.对于连续操作系统,定常态操作是指 温度及各组分浓度不随时间变化 。

23.返混的定义: 不同停留时间流体微团间的混合 。

24.平推流反应器的返混为 0 ;全混流反应器的返混为∞ 。

25.空时的定义为 反应器体积与进口体积流量之比 。

26.针对着眼组分A 的全混流反应器的设计方程为AA A r x F V-=0。

27.不考虑辅助时间,对反应级数大于0的反应,分批式完全混合反应器优于全混流反应器。

28.反应级数>0时,多个全混流反应器串联的反应效果 优于全混流反应器。

29.反应级数<0时,多个全混流反应器串联的反应效果差于全混流反应器。

30.反应级数>0时,平推流反应器的反应效果优于全混流反应器。

31.反应级数<0时,平推流反应器的反应效果差于全混流反应器。

32.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全混流>多级串联全混流>平推流;33.通常自催化反应较合理的反应器组合方式为全混流 + 平推流。

34.相同转化率下,可逆放热反应的平衡温度高于最优温度。

35.主反应级数大于副反应级数的平行反应,优先选择平推流反应器。

36.主反应级数小于副反应级数的平行反应,优先选择全混流反应器。

37.要提高串联反应中间产物P收率,优先选择平推流反应器。

38.主反应级活化能小于副反应活化能的平行反应,宜采用低温操作。

39.主反应级活化能大于副反应活化能的平行反应,宜采用 高 温操作。

40.停留时间分布密度函数的归一化性质的数学表达式⎰∞=00.1)(dt t E 。

41.定常态连续流动系统,F (0)= 0 ;F (∞)= 1 。

42.定常态连续流动系统,F (t)与E (t)的关系⎰=tdt t E t F 0)()(。

43.平均停留时间t 是E (t)曲线的 分布中心 ;与E (t)的关系为⎰∞=0)(dt t tE t 。

44.方差2t σ表示停留时间分布的 分散程度 ;其数学表达式为⎰∞-=022)()(dt t E t t tσ。

45.采用无因次化停留时间后,E (θ)与E (t) 的关系为)()(t E t E =θ。

46.采用无因次化停留时间后,F (θ)与F (t) 的关系为F (θ)=F (t) 。

47.无因次方差2θσ与方差2t σ的关系为222/t t σσθ=。

48.平推流反应器的2θσ= 0 ;而全混流反应器的2θσ= 1 。

49.两种理想流动方式为 平推流 和 全混流 。

50.非理想流动2θσ的数值范围是 0~1 。

51.循环操作平推流反应器循环比越大返混越大。

52.循环操作平推流反应器当循环比β= 0 时为平推流;当β= ∞时为全混流。

53.停留时间分布实验测定中,常用的示踪方法为脉冲示踪和阶跃示踪。

54.脉冲示踪法根据检测到的浓度变化曲线可以直接得到E(t) 曲线。

55.阶跃示踪法根据检测到的浓度变化曲线可以直接得到F(t) 曲线。

56.采用脉冲示踪法测得的浓度C A(t)与E(t)的关系式为E(t)=C A(t)/C0。

57.采用阶跃示踪法测得的浓度C A(t)与F(t)的关系式为F(t)=C A(t)/ C A0。

58.N个等体积全混釜串联的停留时间分布的无因次方差2θσ=1/N。

59.多级全混釜串联模型当釜数N= 1 为全混流,当N= ∞为平推流。

60.全混流的E (t)=ttt e-1;F (t)=tt e --1。

61.平推流的E (t)=0 当t t ≠、=∞当t t = ;F (t)= 0 当t t <、=1当t t ≤。

62.轴向分散模型中,Pe 准数越 小 返混越大。

63.轴向分散模型中Peclet 准数的物理意义是 代表了流动过程轴向返混程度的大小 。

64.对于管式反应器,流速越 大 越接近平推流;管子越 长 越接近平推流。

65.为使管式反应器接近平推流可采取的方法有 提高流速 和 增大长径比 。

66.对于 平推流 反应器,宏观流体与微观流体具有相同的反应结果。

67.工业催化剂所必备的三个主要条件:选择性高 、活性好 和 寿命长 。

68.化学吸附的吸附选择性要 高于 物理吸附的吸附选择性。

69.化学吸附的吸附热要 大于 物理吸附的吸附热。

70.化学吸附常为 单 分子层吸附,而物理吸附常为 多 分子层吸附。

71.操作温度越高物理吸附 越弱 ,化学吸附 越强;72.在气固相催化反应中动力学控制包括表面吸附、表面反应和表面脱附。

73.气固相催化反应本征动力学指消除内外扩散对反应速率的影响测得的动力学。

74.气固相催化反应的本征动力学与宏观动力学的主要区别是前者无内外扩散的影响。

75.在气固相催化反应中测定本征动力学可以通过提高气体流速消除外扩散、通过减小催化剂颗粒粒度消除内扩散。

76.固体颗粒中气体扩散方式主要有分子扩散和努森扩散。

77.固体颗粒中当孔径较大时以分子扩散为主,而当孔径较小时以努森扩散为主。

78.气固相催化串联反应,内扩散的存在会使中间产物的选择性下降。

79.气固相催化平行反应,内扩散的存在会使高级数反应产物的选择性下降。

80.Thiele模数的物理意义反映了表面反应速率与内扩散速率之比 。

81.催化剂的有效系数为催化剂粒子实际反应速率/催化剂内部浓度和温度与外表面上的相等时的反应速率。

82.催化剂粒径越大,其Thiele 模数越 大 ,有效系数越 小 ; 83.气固相非催化反应缩核模型中气相反应物A 的反应历程主要有三步,分别是 气膜扩散 、 灰层扩散 和 表面反应 。

84.自热式反应是指 利用反应自身放出的热量预热反应进料 。

85.固定床反应器的主要难点是 反应器的传热和控温问题 。

86.多段绝热固定床的主要控温手段有 段间换热 、原料气冷激 和惰性物料冷激 。

87.固定床控制温度的主要目的是 使操作温度尽可能接近最优温度线 。

88.固体颗粒常用的密度有堆密度、颗粒密度和真密度,三者的关系是 真密度>颗粒密度>堆密度。

89.对于体积为V P 外表面积为a P 的颗粒其体积当量直径为3/6πP V 、面P PV a/6。

90.固定床最优分段的两个必要条件是 前一段出口反应速率与下一段进口相等和每一段的操作温度线跨越最优温度线。

二、计算分析题1.在恒容条件下,反应A+2B==R,原料气组成为C A0=C B0=100kmol/m3,计算当C B =20 kmol/m3时,计算反应转化率x A、x B及各组分的浓度。

解:在恒容条件下:x B=( C B0- C B )/ C B0=由C A0- C A =( C B0- C B )/2得到:C A =20 kmol/m3=60 kmol/m3 x A=( C A0- C A )/ C A0=2.在恒压条件下,反应A+2B==R,原料气组成为C A0=C B0=100kmol/m3,计算当C B =20 kmol/m3时,反应转化率x A、x B 及各组分的浓度。

解:δB=(1-1-2)/2=-1;y B0=n=n0(1+ y B0δB x B)= n0 x B)在恒压条件下:V=V0 n/n0= V0C B =n B/V= n B0(1- x B)/[V0]= C B0(1- x B)/x B=8/9n A0- n A =( n B0- n B )/2x A =( n A0- n A )/ n A0=( n B0- n B )/(2 n A0)= ( n B0- n B )/(2 n B0)= x B =4/93.串联-平行反应A+B==R ,A+R==S ,原料中各组分的浓度为C A0=L ,C B0= mol /L ,C R0=C S0=0,在间歇反应器中恒容操作一定时间后,得到C A =L ,C R = mol /L ,计算此时组分B 和S 的浓度。

解:在恒容条件下:ΔC A1= C B0-C B ;ΔC A2= C S ;C R = (C B0-C B )-C S ;C A0-C A =ΔC A1+ΔC A2得到:C S =( C A0-C A - C R )/2= mol /LC B = C B0- C R -C S = mol /L4.在间歇反应器中进行等温2级、1级、0级均相反应,分别求出转化率由0至所需的时间与转化率由至所需时间之比。

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