化学反应工程-模拟题三及答案
化学反应工程练习题解答
第一章习题1有一反响在间歇反响器中进行，经过8min 后，反响物转化掉80％，经过18min 后，转化掉90％，求表达此反响的动力学方程式。
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在间歇搅拌槽式反响器中，用醋酸与丁醇生产醋酸丁酯，反响式为：()()()()S R B A O H H COOC CH OH H C COOH CH 2943SO H 94342+−−→−+反响物配比为：A(mol):B(mol)=1:4.97，反响在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〔忽略别离损失〕，计算反响器体积。
混合物密度为750kg·m -3，反响器装填系数为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反响(CH 3CO)2O+H 2O →2CH 3COOH 在间歇反响器中15℃下进行。
一次参加反响物料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3.4.5.6.7.8.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22+→，各物质反应速率之间的关系为(-r A)：(-r B)：r R＝1：A B R2：2。
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30min,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15.1B.C.D.平推流和全混流反应器都是连续流动式反应器，前者的返混为零，后者为无穷大2．关于积分法和微分法，认识正确的是A,BA.积分法和微分法是两种求取动力学参数的数据处理方法，前者对数据的精度要求比后者低；B.积分法不能处理动力学较为复杂的（反应物和产物不止一种、正反应和逆反应的反应级数不同）可逆反应；C.积分法得到的动力学参数比微分法可靠3． 对于一级恒容和一级变容不可逆反应，下面叙述正确的是CA.在同一平推流反应器内、在同样条件下进行反应，反应的转化率是一样的；B.C.D.5． 计量比），则膨胀率A ε为CA.-0.5；B.-1/3；C.-1/6；D.-5/66． 纯气体A(浓度2mol/L ，摩尔流率100mol/min)在平推流反应器里分解生成一系列产物，其动力学为：A A C r products A )min 10(,5.21-=-→，在一个9.8L 的反应器里进行反应所能达到的转化率为AA.70%；B.80%；C.90%；D.100%7． 关于E 函数和F 函数，下面正确的是B,C,DA.F(t)=E(t)；B.⎰=t 0dt )t (E )t (F ；C.dt /)t (dF )t (E =；D.1dt )t (E )(F 0==∞⎰∞8． 轴向分散系数与扩散系数，下面论述正确的是B,C,DA.两者实质上是相同的，都符合Fick 定律； Fick9．10．B.降低反应器内气体的流速，减小催化剂颗粒的直径；C.降低反应器内气体的流速，增大催化剂颗粒的直径；D.增加催化剂颗粒的直径，提高反应器内气体的流速11． 关于基元反应的认识，正确的是A,BA.分子数是针对基元反应的概念；B.基元反应的计量系数与对应物种的反应级数之间存在一一对应关系；C.基元反应R2→意义是一样的；A→和R2AD.有的基元反应的总反应级数可能是小数12．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13．A.B.催化剂有关，而且还与反应器内流体的流动方式有关；C.反应器仅仅是化学反应进行的场所，与反应目的产物的选择性无关；D.反应器的类型可能直接影响到一个化学反应的产物分布15．对于一个串联反应，目的产物是中间产物，适宜的反应器是BA.全混流反应器；B.平推流反应器；C.循环反应器；D.平推流与全混流串联在一起的反应器16．关于非理想流动与停留时间分布，论述正确的是A,CA.一种流动必然对应着一种停留时间分布；A.E函18．D.边界条件不同，直接影响到反应器内的流动和反应。
化学反应工程期末题库3
固分离装置——回收因气流上升而带有的大量细粒和粉尘，使其返回床层，并避免带 出的粉尘影响产品的浓度。
13．选择操作速度的原则是什么？ 答案：① 催化剂强度差，易于粉碎，反应热不大，反应速度较慢或床层又高窄等情况下， 宜选择较低的操作速度。
② 反应速度较快，反应热效应较大，颗粒强度好或床层要求等温，床层内设构件改 善了流化质量，尽可能选择较高的操作速度。
答案：单个反应器串联操作（反应器大小、类型、操作条件可各不相同），能够提高反应
深度。单个反应器并联操作（一般为相同的操作条件、相同的结构尺寸），能够增大处理
能力。
6 停留时间分布密度函数 E（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，在反应器出口 流体的质点中，在器内停留了 t 到 t+dt 之间的流体的质点所占的分率为 E（t）dt（②分）。
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
均为一级不可逆反应，若 ＞ ，选择性 Sp 与_______无关，仅
是_______的函数。（浓度、温度）主-副大于 0，是吸热反应！
的形式相同，不能说明该反应一定是基元反应)。
化学反应工程(本)阶段练习三答案
化学反应工程（本）阶段练习三一、填空1)CSTR中的浓度和温度与出口浓度和温度相等。
2)循环管式反应器的循环比是循环物料的流量与离开反应系统的流量之比。
3)返混是不同时刻进入反应器物料间的混合。
4)返混起因于空间的反向运动和不均匀的速度分布。
5)返混使反应器内的反应物浓度下降，产物浓度上升。
6)限制返混的措施主要是分割——横向分割和纵向分割。
7)返混程度可以通过停留时间分布的进行测定。
8)CSTR的返混程度最大，无因次方差等于1；PFR的返混程度最小，无因次方差等于0。
9)微观混合对小于一级的反应的影响是有利的。
10)返混对简单不可逆反应、可逆反应、串联反应、平行反应（n1>n2）等反应不利。
11)返混对平行反应（n1<n2）有利。
二、单选或多选题⑴在PFR中停留时间大于平均停留时间的流体粒子占全部粒子的百分比为 a %。
a. 0%b. 50%c. 75%d.100%⑵实验室反应器催化剂装填高度20cm，操作线速度为 1.5cm/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 C 。
a. 5.0 cm/sb. 10cm/sc. 15cm/sd. 20 cm/s⑶理想流动反应器模型包括A，D 。
a. 全混流模型b. 整体模型c. 收缩未反应芯模型d.平推流模型⑷停留时间分布的数字特征包括 A，C 。
a. 方差b. 对比时间c. 数学期望d. 分布函数三、图解题⑴画出下图浓度范围内PFR与CSTR的空时A f A0 A⑵画出下图平行反应的反应器最优组合（PFR 或CSTR ） ββC A f C A0 C A Af A0 A⑶平行反应A B+P Sr k C C r k C C P A BS A B==121505.. ,画出在PFR 中的最优加料方式。
（A ，B 的进料浓度分别为C A0，C B0）PFR⑷画出等体积CSTR 和PFR 串联系统的停留时间分布密度函数f(t)～t 的 曲线。
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。
化学反应工程第三章习题答案
化学反应⼯程第三章习题答案1.理想反应器包括___平推流反应器、__全混流反应器_ 。
2.具有良好搅拌装置的釜式反应器按_全混流__反应器处理，⽽管径⼩，管⼦较长和流速较⼤的管式反应按 _平推流 _反应器处理。
3.全混流反应器的空时τ是_反应器的有效容积____与___进料流体的容积流速 _之⽐。
4.全混流反应器的返混__∞__，平推流反应器的返混为_零__。
5.如果将平推流反应器出⼝的产物部分的返回到⼊⼝处与原始物料混合，这类反应器为_循环操作_的平推流反应器6.对于循环操作的平推流反应器，当循环⽐β→0时为___平推流__反应器，⽽当β→∞时则相当于_全混流___反应器。
7. 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_∞_。
8.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。
9.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。
10.分批式操作的完全混合反应器⾮⽣产性时间0t不包括下列哪⼀项___B____。
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11.在间歇反应器中进⾏等温⼆级反应 A → B ，s l mol C r A A ?=-/01.02，当l mol C A /10=时，求反应⾄l mol C A /01.0=所需时间t=__D_____秒。
A. 8500B. 8900C. 9000D. 990012.在间歇反应器中进⾏等温⼀级反应 A → B ，s l mol C r A A ?=-/01.0，当lmol C A /10=时，求反应⾄l mol C A /01.0=所需时间t=__B_____秒。
A. 400B. 460C. 500D. 560 13.在全混流反应器中，反应器的有效容积与进料流体的容积流速之⽐为__A__。
A. 空时τB. 反应时间tC. 停留时间tD. 平均停留时间t 14.⼀级不可逆液相反/30.2mkmol CA =，出⼝转化率7.0=A x ，每批操作时间ht t 06.20=+，装置的⽣产能⼒为50000 kg 产物R/天，R M =60，则反应器的体积V 为__C__3m 。
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》试题及答案
《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
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》2020年秋季学期在线作业(三)答卷
9.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，但乙苯仍大量存在，表明这是一个（）反应。
A.慢速
B.可逆
C.自催化
D.不可逆
答案:B
10.题目和选项如下图所示：
{图}
A.A
B.B
C.C
D.D
答案:C
二、判断题 (共 10 道试题,共 50 分)
A.理想的间歇式反应器和全混流反应器的理想的内涵是一样的，都是反应器内温度和组成处处相同
B.理想的间歇式反应器和全混流反应器的理想的内涵是不一样的，虽然都是反应器内温度和组成处处相同，但前者随着时间的变化温度和组成可能都发生变化，而后者则不随时间变化
C.平推流和全混流反应器都是连续流动式反应器，前者的返混为零，后者为无穷大
A.中间物种的浓度低
B.中间物种的寿命短
C.中间物种虽然具有正常化合物的结构和性质，但由于仪器灵敏度的原因难以进行检测
D.中间物种往往不具有正常化合物的结构和性质
答案:C
5.测定停留时间分布常用的方法有脉冲示踪法和阶跃示踪法，关于这两种方法，下列描述错误的是（）。
A.这两种方法都是物理示踪法
《化学反应工程》2020年秋季学期在线作业（三）
试卷总分:100 得分:100
一、单选题 (共 10 道试题,共 50 分)
1.判断：全混流反应器不可以用于反应动力学方程式的测定。
A.正确
B.错误
答案:B
2.轴向分散系数与扩散系数，下面论述错误的是（）。
A.两者实质上是相同的，都符合Fick定律
D.平推流与全混流串联在一起的反应器
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。
00001化学反应工程综合复习资料
《化学反应工程》综合复习资料（模拟题）一、填空题：1.理想反应器是指_______、_______。
2.对于恒容的平推流管式反应器_______、_______、_______一致。
3.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。
4.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的反应的选择性，反应物浓度升高有利于反应级数的反应的选择性。
5.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。
6.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。
7.多级混合模型的唯一模型参数为。
8.工业催化剂性能优劣的三种最主要的性质是、和。
9.平推流反应器的E函数表达式为，其无因次方差2θσ= ，而全混流反应器的无因次方差2θσ＝。
10.某反应速率常数的单位为m3/(mol.hr)，该反应为级反应。
11.化学反应过程按操作方法分为_______、_______、_______操作。
12.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 ＝。
13.平推流反应器和全混流反应器中更适合于目的产物是中间产物的串联反应。
14.某反应的计量方程为A R S→+，则其反应速率表达式。
15.一级连串反应A SP在全混流釜式反应器中，则目的产物P的最大浓度=max,PC______、=optτ______。
16.反应级数（可能/不可能）大于3。
17. 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 ；18. 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。
19. 全混流反应器的空时τ是_______与_______之比。
20. 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_______，而当β→∞时则反应器内返混为_______。
《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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一、在体积为V 的反应器中进行液相等温反应P A →，已知反应速率为2A A kC r =-，求：（1）当CSTR 中的转化率为0.5时，若将反应器改为同体积的PFR ，反应条件不变，则转化率为多少？（9分）（2）当CSTR 中的转化率为0.5时，若将反应器体积增大10倍，反应条件保持不变，则转化率为多少？（9分）二、在一个等温活塞流反应器中，发生不可逆气相基元反应A 2B →。
反应物A 和稀释剂C 以等摩尔比加入，A 的转化率为90%。
如果A 的摩尔进料流率减少一半，假设C 的进料流率保持不变，那么A 的转化率为多少？（18分）三、有如下平行反应：其动力学方程分别为：8.15.02B A P C C k r =，3.01B A S C C k r =，其中121==k k ，（1）当A 和B 的初始浓度为L mol C C B A /1500==，均从反应器入口加入，计算A 的转化率为0.5时的瞬时选择性。
（5分）（2）对该平行反应，采用怎样的操作方式可以提高反应过程的选择性？（10分）四、假设某实验室有一非理想化学反应器，请问如何对这个反应器进行分析，如何求该反应器中反应物的转化率？（14分）五、在球形催化剂上进行一级不可逆反应P A →，催化剂的粒径为 2.4mm ，气流主体中A 的浓度为1mol/m 3，测得单位床层表观反应速率(－r A )obs ＝2.77×10-5 mol/(cm 3.s)，组分A 在颗粒内有效扩散系数为0.15cm 2/s ，外部传质系数为K G ＝30cm/s 。
请问：（1）外扩散对反应过程是否有影响？可通过什么途径来消除该影响？（5分） （2）内扩散对反应过程是否有影响？可通过什么途径来消除该影响？（10分）六、下表为转框反应器中测得的气固催化反应动力学数据：BA +)(P 主反应)(S 副反应（1）在什么条件下外扩散为控制步骤？（3分） （2）在什么条件下内扩散为控制步骤？（3分） （3）在什么条件下反应速率为控制步骤？（6分）（4）分别求出第4组和第5组实验中的外扩散有效因子？（4分） （5）分别求出第6组和第8组实验中的内扩散有效因子？（4分）中国石油大学（北京）远程教育学院模 拟 考 试 卷化学反应工程 试卷C (开卷)答案一、在体积为V 的反应器中进行液相等温反应P A →，已知反应速率为2A A kC r =-，求：（1）当CSTR 中的转化率为0.5时，若将反应器改为同体积的PFR ，反应条件不变，则转化率为多少？（9分）（2）当CSTR 中的转化率为0.5时，若将反应器体积增大10倍，反应条件保持不变，则转化率为多少？（9分）解：对于液相二级反应，CSTR 反应器的体积 2200)1(A A AA X kC X F V -=， PFR 反应器的体积)1(200AA AA X kC X F V -=（1）当CSTR 中的转化率为0.5时，可推导出222002)5.01(5.0A A A A kC F kC F V ⨯=-⨯⨯=对同体积的PFR ：)1(2'20'0200A A A A A A X kC X F kC F -=⨯，求得667.0'=A X （2）由于反应条件不变，两个反应器的F A0、C A0和k 相同，所以1.0)1(/)1(22221121=⎪⎪⎭⎫⎝⎛-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=A A A A X X X X V V ，解得8.02=A X二、在一个等温活塞流反应器中，发生不可逆气相基元反应A 2B →。
反应物A 和稀释剂C 以等摩尔比加入，A 的转化率为90%。
如果A 的摩尔进料流率减少一半，假设C 的进料流率保持不变，那么A 的转化率为多少？（18分） 解：对于不可逆气相基元反应A 2B →，膨胀因子δ＝2-1＝1 对于一级反应，A0A0F 1V (1)ln x kC 1x ⎡⎤=+ε-ε⎢⎥-⎣⎦第一种情况下：因为00A C F F =，所以00.5A y =01*0.50.5===A y εδ000.5A T T A y P PC RT RT== 第二种情况下： 因为0'00.5A A F F =，0'00C C A F F F ==所以0'0.33=A y''0.33*10.33===A y εδ0''00.33A A T T y P P C RT RT==所以0'00.5A A F F =，0'023A A C C =A0A0F 1V (1)ln x kC 1x ⎡⎤=+ε-ε⎢⎥-⎣⎦（1） 代入已知量，整理得到：3.0=A A VkC F 0'''''''01(1)ln 1⎡⎤=+-⎢⎥-⎣⎦A A F V x kC x εε （2） 把式（1）/式（2），整理得：''''1(1)ln 41+-=-x x εε 代入'A ε，试差得：'X ＝0.95可见当A 的摩尔进料流率减少一半，而C 的进料流率保持不变，A 的转化率为95％。
三、有如下平行反应：其动力学方程分别为：8.15.02B A P C C k r =，3.01B A S C C k r =，其中121==k k ，（1）当A 和B 的初始浓度为L mol C C B A /1500==，均从反应器入口加入，计算A 的转化率为0.5时的瞬时选择性。
（5分）（2）对该平行反应，采用怎样的操作方式可以提高反应过程的选择性？（10分） 解：根据瞬时选择性的定义：5.15.03.08.115.021B A B A S P C C C C k k r r S ---===（1）由于A 和B 的初始浓度相同，而且反应过程二者的反应量相同，所以在整个反应过程中C A ＝C B ，所以瞬时选择性A C S =当A 的转化率为0.5，C A ＝C A0（1-0.5）＝7.5mol/l ，S ＝C A ＝7.5；（2）由于5.1B 5.0A C C S -=，所以在反应过程中，为了使S 尽可能大，需要使ABA+)(P 主反应)(S 副反应的浓度尽可能低，而B 的浓度尽可能高，为此可以采用以下方法：·用管式反应器，连续将A 注入反应器·用一系列的CSTR 反应器串联，在第一个反应器中注入B ，在每一个反应器中注入A ，这样进入下一个反应器之前A 基本反应完。
四、假设某实验室有一非理想化学反应器，请问如何对这个反应器进行分析，如何求该反应器中反应物的转化率？（14分）答：（1）首先，采用注入示踪剂的方法测定该反应器的停留时间分布，可采用脉冲法或阶跃法；（2）然后对停留时间分布情况进行分析，求出其停留时间分布函数E(t)、平均停留时间和方差；（3）根据所求得的平均停留时间和方差，选择适当的非理想反应模型（如：离散模型、多釜串连模型和轴向扩散模型）求解反应器中反应物的转化率。
五、在球形催化剂上进行一级不可逆反应P A →，催化剂的粒径为 2.4mm ，气流主体中A 的浓度为1mol/m 3，测得单位床层表观反应速率(－r A )obs ＝2.77×10-5 mol/(cm 3.s)，组分A 在颗粒内有效扩散系数为0.15cm 2/s ，外部传质系数为K G ＝30cm/s 。
请问：（1）外扩散对反应过程是否有影响？可通过什么途径来消除该影响？（5分） （2）内扩散对反应过程是否有影响？可通过什么途径来消除该影响？（10分） 解：（1）由Mears 判据得：15.01108.0)/(101)/(301)(24.021))./((1077.2)(3635<=⨯⨯⨯⨯⨯⨯=---cm mol s cm cm s cm mol C k Rnr AGG obs A 可见外扩散无影响。
（2）由Weisz-Prater 判据得：B AA B()16592.2)/(101)/(15.0))(24.021())./((1077.2362235221>=⨯⨯⨯⨯⨯=-==--cm mol s cm cm s cm mol C D R obs r C As e A WPηφ 可见内扩散有影响。
可通过减小催化剂直径来消除内扩散的影响。
六、下表为转框反应器中测得的气固催化反应动力学数据：（1）在什么条件下外扩散为控制步骤？（3分） （2）在什么条件下内扩散为控制步骤？（3分） （3）在什么条件下反应速率为控制步骤？（6分）（4）分别求出第4组和第5组实验中的外扩散有效因子？（4分） （5）分别求出第6组和第8组实验中的内扩散有效因子？（4分） 解：（1）在T ＝350K ，N<900，dp=1.8，外扩散为控制步骤。
（2）在T ＝350K ，N ＝1100，dp>0.4，内扩散为控制步骤。
（3）在T ＝350K ，N ＝1100，dp<0.4，反应速率为控制步骤；在T ＝300K ，N>600，dp<1.8，反应速率为控制步骤。
（4）由定义可知：外扩散有效因子，x η=外扩散有影响时的反应速率外扩散无影响时的反应速率第（4）组实验中，x 0.40.670.6η＝＝ 第（5）组实验中，x 0.610.6η＝＝（5）由定义可知：内扩散有效因子，速率内扩散无影响时的反应速率催化剂颗粒的实际反应=η第（6）组实验中，0.60.32.0η＝＝第（8）组实验中，1.80.92.0η＝＝。