化学反应工程复习题
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》综合复习资料
《化学反应工程》综合复习资料一、填空题1、全混流反应器的E 函数表达式为 ,其无因次方差= ,而平推流反应器的无因次方差= 。
2、工业催化剂性能优劣的三种最主要的性质是 、 、和 。
3、在间歇反应器中进行一恒压气相反应,原料为A 和B 的混合物,其中A 含量为20%(mol),若物料初始体积为2升,则A 转化50%时,物料的总体积为 。
4、基元反应的分子数 (可能/不可能)是小数。
5、某液相反应于50℃下在间歇反应器中进行,反应物A 转化80%需要10min ,如果于相同条件下在平推流反应器中进行,则达到同样的转化率需要的空时为 ;如果同样条件下在全混流反应器中进行,达到同样的转化率需要的空时 。
6、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 。
7、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。
8、多级混合模型的唯一模型参数为 ,轴向扩散模型的唯一模型参数为: 。
9、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 。
2θσ2θσ32A B R +→A R →10、对于反应23A B R +→,各物质反应速率之间的关系为:(-r A ):(-r B ):r R = 。
11、某重油催化裂化装置处理量为100吨重油/h ,未转化重油为6吨/h ,汽油产量为42吨/h ,则重油的转化率为_ _,工业上汽油的收率及选择性为_ _和_ _。
12、某反应的计量方程为A R S →+,则其反应速率表达式 。
13、反应级数 (可能/不可能)大于3, (可能/不可能)是0,基元反应的分子数 (可能/不可能)是0。
14、在一个完整的气—固相催化反应的七大步骤中,属于本征动力学范畴的三步为 、 和 。
15、在均相反应动力学中,利用实验数据求取化学反应速率方程式的两种最主要的方法为 和 。
化学反应工程复习题
一、填空题:(每空1分,共20分)1. _______是化学反应工程的基础。
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。
3. 化学反应过程按操作方法分为_______、_______、_______操作。
4. 均相反应是指___________________________________。
第一章1. 化学反应工程是一门研究“化学反应的工程问题”的科学。
2. 所谓数学模型是指:用数学式来表达各参数间的关系。
3. 化学反应器的数学模型包括:动力学方程式、物料恒算式、热量恒算式、动量恒算式和参数计算式。
4. 所谓控制体积是指:能把反应速率视作定值的最大空间。
5. 模型参数随空间而变化的数学模型称为“分布参数模型”。
6. 模型参数随时间而变化的数学模型称为“动态模型”。
7. 建立物料、热量和动量衡算方程的一般式为:累积量=输入量-输出量。
第二章1. 均相反应是指:在均一的气相或液相中进行的反应。
2. 对于反应aA + bB → pP + sS,则rP = _______rA。
3.着眼反应物A的转化率的定义式为:反应的量/反应开始的量。
4. 产物P的收率ΦP 与得率ХP和转化率xA间的关系为_________________________________________________。
5. 化学反应速率式为rA =kCCAαCBβ,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。
6.对反应aA + bB → pP + sS的膨胀因子的定义式为___________________。
7.膨胀率的物理意义为:反应物全部转化后系统体积的变化分率。
8. 活化能的大小直接反映了“反应速率”对温度变化的敏感程度。
9. 反应级数的大小直接反映了“反应速率”对浓度变化的敏感程度。
反应工程复习必备
试题班级姓名学号号一、请在下列各题中各选择一个最适当的答案(每题1分,共40分)1.()不是反应程度的特点A 总为正值B 各反应组分的反应程度相同C 随反应时间而变D 与反应计量系数无关2.-r A=kC A n中,式中的负号意味着()A 反应速率常数为负值B 反应速率随浓度的下降而减小C 公式表示的是A的消耗速率D dc A/dt为正值3.返混的定义是()A 不同空间位置的粒子的混合B 不同停留时间的粒子的混合C 参与不同反应的粒子的混合D 不同反应器内粒子的混合4.自催化反应当转化率为零时反应速率()A 最大B 出现极值点C 为负值D 为05.平推流反应器中诸参数不随()而变A 反应物的组成B 反应器的轴向位置C 反应器的空间时间D反应器的径向位置6.在平推流反应器进行某一变容反应,若εA>0,则空间时间τ将()平均停留时间tA 等于B 小于C 大于D 接近于7.对反应级数大于零的单一反应,对同一转化率,其反应级数越小,全混流反应器与平推流反应器的体积比()。
A 不变B 变大C 变小D 不好说8.复合反应的瞬时选择性定义为()A 生成目的产物消耗的反应物与所有消耗B 生成副产物消耗的反应物与生成目的产物的反应物的比值消耗的反应物的比值C 目的产物的净生成速率与反应物的消耗速率的比值D 副产物的生成速率与目的产物的净生成速率的比值9.空间时间的定义是()A 停留时间与非生产时间的和B 实际反应时间与真实停留时间的和C 反应器有效容积与入口体积流率的比值D 反应物微元在反应器内经历的时间10.平推流反应器的无因次方差为()A 1B 2C -1D 011.对反应级数大于零的单一反应,随着转化率的增加,所需全混流反应器与平推流反应器的体积比()A 不变B 增加C 减小D 不一定12.由脉冲示踪实验可以直接获得的是()A 停留时间分布函数B 停留时间分布密度函数C 平均停留时间D 方差13.非理想流动反应器的方差随偏离平推流反应器的程度而()A 减少B 增大C 先增大后减少D 不变14.非理想流动反应器的停留时间分布函数曲线是()A 单调递减的B 单调递增的C 有极大值的D 不好说15.所谓对比时间是指()A 反应器内的真实停留时间与平均停留时间的比值B 反应器内的真实停留时间与空间时间的比值C 平推流反应器停留时间与全混流反应器停留时间的比值D 全混流反应器停留时间与平推流反应器停留时间的比值16.所谓开式边界条件,是指()A 反应器入口是敞开的B 反应物流在边界处有流型变化C 反应器出口是敞开的D 反应物流在边界处没有流型变化17.催化剂不可以()A 改变反应速率B 改变反应平衡C 改变反应产物D 抑制副反应18.化学吸附的吸附温度()A 高于被吸附物的沸点B 低于被吸附物的沸点C 正好是被吸附物的沸点D 都可以ngmuir吸附模型基本假定不包括()A 催化剂表面活性中心分布均匀B 被吸附的分子间互不影响C 每个活性中心只能吸附一个分子D 吸脱附活化能与表面覆盖率呈线性关系20.控制步骤意为()A 各步骤中进行最快的B 最先达到平衡的C 各步骤中进行最慢的D 不可逆的6.基于理想吸附假定,得到的是()A 指数型动力学方程B 对数型动力学方程C 幂函数型动力学方程D 双曲型动力学方程21.当催化剂孔径()分子平均自由程时,分子扩散属努森扩散A 大于B 小于C 等于D 远大于22.席勒模数的物理意义是()A 实际反应速率与实际扩散速率的比值B 最大反应速率与实际扩散速率的比值C 实际反应速率与最大扩散速率的比值D 最大反应速率与最大扩散速率的比值23.等温条件下催化剂的席勒模数()A 与反应级数关系不大B 与扩散系数关系不大C 与速率常数关系不大D 与颗粒形状关系不大24.在非等温条件下,催化剂颗粒的有效因子()A 有可能大于一B 不可能大于一C 一定大于一D 与等温条件下相同25.Da坦克莱(Damkolher)准数涉及()的描述A 催化剂内扩散B 催化剂失活C 催化剂外扩散D 催化剂床层装填26.内扩散使连串反应的选择性()A 提高B 下降C 不变D 为零27.减小内扩散影响的措施不包括()A 减小催化剂粒径B 增大催化剂孔径C 提高反应温度D 改变催化剂孔结构28.彼克列准数Pe表示了()A 轴向传热的度量B 径向传热的度量C 轴向扩散的度量D 径向扩散的度量29.床层空隙率在靠近壁面处()远离壁面处A 大于B 小于C 等于D 没规律30.填充均匀颗粒的床层,不考虑壁效应,其空隙率随粒子的增大而()A 增大B 减小C 不变D 不一定31.一维拟均相平推流模型,拟均相是指()A 只有一相B 均为轴向C 所有固体粒子视为一相D 流体和固体视为一相32.拟均相二维模型中,径向有效导热系数()A 是流体的物性参数B 是颗粒的物性参数C 是流体与颗粒物性参数的结合D 不是物性参数33.所谓绝热温升,是指()A 反应物流在绝热情况下100%转化的温升B 反应物流在绝热情况下的最大温升C 催化剂在单位时间内的最大温升D 反应器的最大允许温升34.化学增强因子β的定义是,气体吸收时()A 有化学反应条件下的液膜厚度与无化学反应下的液膜厚度之比B 有化学反应条件下的反应速率与无化学反应下的吸收速率之比C 无化学反应条件下的液膜厚度与有化学反应下的液膜厚度之比D 有化学反应条件下的吸收速率与无化学反应下的吸收速率之比35.对于极慢反应,液相主体中的反应物浓度()A 大于平衡浓度B 远小于平衡浓度C 接近但不大于平衡浓度D 与平衡浓度无关36.八田数γ:()A 是物性参数B γ越大反应速率越大C γ的极小值代表了最大反应速率D γ越大反应速率越小37.对于快速反应吸收过程,宜采用()进行A 连续鼓泡反应塔B 填料吸收塔C 半连续鼓泡反应塔D 连续搅拌槽式反应器38.当反应器需要移走更多热量时,对稳定操作影响最小的办法是()A 降低反应温度B 降低反应物流量C 降低冷剂温度D 提高冷剂流量39.全混流反应器的稳定操作点的必要条件是()A (dq r/dt)>(dq g/dt)B (dq r/dt)<(dq g/dt)C (dq r/dt)=(dq g/dt)D 二者没有关系40.在换热型气固相催化反应器中进行强放热反应,为保证反应器操作的稳定,要求()A 反应器床层不能太厚B 反应器管径不能太小C 反应器床层不能太薄D 反应器管径不能太大二、有一气相热分解反应 A −→R+S ,现已知该反应在某温度下进行,其速率方程式为:)].min /([.min)]/([atm cm m ol 10714k cm m ol P k 31P 3A P A r -⨯==-其中:该反应在平推流反应器中等温等压条件下进行,压力为[1atm]。
化学反应工程总复习
化学反应工程综合复习资料一、填空题1.多级混合模型的唯一模型参数为 ,轴向扩散模型的唯一模型参数为 ;2.在均相反应动力学中,利用实验数据求取化学反应速率方程式的两种最主要的方法为和 ;3.反应级数 可能/不可能是0,基元反应的分子数 可能/不可能是0;4.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 ;5.某一级液相反应在间歇式反应器中进行,5min 转化率为50%,则转化率达到80%需时间__ ____min;6.某反应的速率方程式为n A A r kC -= mol/,则反应级数n 为2时,k 的单位为 _;7.某反应的计量方程为A R S →+,则其反应速率表达式 ;8.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 ;9.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;10.在一个完整的气—固相催化反应的七大步骤中,属于本征动力学范畴的三步为 、和 ;二、选择题1.对于瞬时收率和总收率,下列正确的说法有 多项选择; A. 对于平推流反应器,反应的瞬时收率与总收率相等; B. 对于全混流反应器,反应的瞬时收率与总收率相等;C. 对于平推流反应器,反应的瞬时收率与总收率之间是积分关系;D. 对于全混流反应器,反应的瞬时收率与总收率之间是积分关系; 2.某反应速率常数的单位为m 3/,该反应为 级反应;A. 零级B. 一级C. 二级D. 不能确定. 3..对于平行反应SA RA 222111n ,E ,k n E ,k −−−→−−−−→−,,活化能E 1>E 2,反应级数n 1<n 2,如果目的产物是R 的话,我们应该在 条件下操作;A. 高温、反应物A 高浓度;B. 高温、反应物A 低浓度;C. 低温、反应物A 高浓度;D. 低温、反应物A 低浓度 4.关于E 函数和F 函数,下面正确的是 ;多项选择A. ⎰∞=0dt )t (E )t (FB. ⎰=t0dt )t (E )t (F ; C. dt /)t (dF )t (E = D. 1dt )t (E )(F 0==∞⎰∞5.t /t e t1)t (E -=是A. 平推流的E 函数B. 全混流的E 函数;C. 平推流串联全混流的E 函数D. 全混流串联平推流的E 函数 6.关于E 函数和F 函数,下面不正确的是 ;A. ⎰∞=0dt )t (E )t (F ;B. ⎰=t0dt )t (E )t (F ; C. dt /)t (dF )t (E =; D. 1dt )t (E )(F 0==∞⎰∞7.对于一级恒容和一级变容不可逆反应,下面叙述正确的是A. 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. 在同一全混流反应器内、在同样条件下进行反应,反应的转化率是一样的;C. 在同一间歇式反应器内、在同样条件下进行反应,反应的转化率是一样的;D. 在同一平推流反应器或间歇式反应器内、在同样条件下进行反应,反应的转化率是一样的8.对于瞬时收率和总收率,下列正确的判断有多项选择;A. 对于平推流反应器,反应的瞬时收率与总收率相等;B. 对于全混流反应器,反应的瞬时收率与总收率相等;C. 对于平推流反应器,反应的瞬时收率与总收率之间是积分关系;D. 对于全混流反应器,反应的瞬时收率与总收率之间是积分关系;9.关于基元反应的认识,正确的是 ;A. 分子数可以是任意的整数;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;A2A→和RD. 基元反应的总反应级数可能是小数;10.对于瞬时收率和总收率,下列正确的判断是A. 对于全混流反应器,反应的瞬时收率与总收率相等;B. 对于平推流反应器,反应的瞬时收率与总收率相等;C. 对于平推流反应器,反应的瞬时收率与总收率之间是积分关系;D. 对于全混流反应器,反应的瞬时收率与总收率之间是积分关系;11.轴向分散系数与扩散系数,下面论述正确的是A. 两者实质上是相同的,都符合Fick定律;B. 两者实质上是不同的,轴向分散系数的定义实际上是借用了Fick定律的形式;C. 轴向分散系数是与流动有关系的;D. 扩散系数是物质本身的一种属性12.对于一个气固相催化反应,减小外扩散和内扩散影响的措施正确的是A. 提高反应器内气体的流速,减小催化剂颗粒的直径;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13.对于化学反应的认识,下面正确的是A. 化学反应的转化率、目的产物的收率仅与化学反应本身和使用的催化剂有关系;B. 化学反应的转化率、目的产物的收率不仅与化学反应本身和使用的催化剂有关,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14.关于非理想流动与停留时间分布,论述正确的是A. 一种流动必然对应着一种停留时间分布;B. 一种停留时间分布必然对应着一种流动;C. 一种停留时间分布可能对应着多种流动;D. 流动与停留时间分布存在一一对应关系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A. 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吸附等温的四个假定:均匀表面、单层吸附、吸附机理相同和无相互作用这几点应该说是非常苛刻的,实际情况很难满足上述要求;然而,对于多数的化学反应,应用这几点假定进行有关的推导,结果一般是可以接受的,其主要原因在于A. 实际反应过程中催化剂表面吸附物种的覆盖度很低;B. 实际的催化剂表面一般很平整;C. 实际的催化剂表面上活性位间的距离较远;D. 实际的催化剂表面上活性位的数量有限三、计算题1、在一反应器入口输入理想脉冲示踪物后,不同时间检测出口示踪物的浓度C,结果如下所示:现有某液相反应物A 在该反应器中进行分解反应,速率方程为:A A r kC -= , k = min -1,若用多级混合流模型预测时,该反应器的出口转化率为多少2、液体反应物AC A0=1mol/L 通过两个串联的全混流反应器发生某不可逆反应,第一个反应器出口的浓度为 mol/L,两个反应器的体积比V 2/V 1=2,反应级数为2:A A r kC -=2mol/求第二个反应器出口的浓度;3、某一级液相反应A R →在一只全混流反应器中进行,转化率为90%,如果再串连一只同样的全混流反应器,使转化率仍维持在90%,试问处理量增加多少4、某速率常数为的一级不可逆反应在一非理想反应器内进行反应,示踪结果表明,t 和2θσ分别为17min 和;求用多级混合流模型预测的转化率;5、纯组分A 发生下述平行反应,A 的起始浓度为2mol/L, 反应在恒温的条件下进行,试确定在全混流反应器中目的产物S 所能达到的最大浓度;6、反应物A 反应首先生成R k 1=5 hr -1,R 进一步反应生成S k 2=3 hr -1和T k 3=1 hr -1;如果浓度为 mol/L 的纯A 在一个全混流反应器内进行反应,求R 浓度达到最大值的空时及R 的最大浓度;7、某速率常数为 min -1的一级不可逆反应在一非理想反应器内进行反应,示踪结果表明,t 和2θσ分别为15min 和;求用多级混合流模型预测的转化率;8、纯组分A 发生下述平行反应,A 的起始浓度为2mol/L,反应在恒温的条件下进行,试确定在平推流反应器中目的产物S 所能达到的最大浓度;四、推导题1.假设含反应物A 的新鲜原料进入体积为V 的全混流反应器进行反应,其组成为C A0,空时为τ,出口转化率为X A ,出口处的反应速率为-r A ,请推导全混流反应器的设计方程AA AX C r τ=-; 答案一、填空题1. 串联的全混区的个数N 、 Pe =zuLE 2. 积分法 、 微分法 ;3. 可能、不可能4. 脉冲法 、 阶跃法 ;5.6. m 3/ 7. 不能确定8. 质量传递 、 动量传递 和 热量传递 、反应动力学 9. 均一 、 等于10. 反应物吸附 、 表面反应、 反应产物的脱附二、选择题1. BC2. C3.. B4. BCD5. B6. A7. C8. BC9. B 10. AC 11. BCD 12. A 13. BD 14. AC 15. B 16. A三、计算题1、在一反应器入口输入理想脉冲示踪物后,不同时间检测出口示踪物的浓度C,结果如下所示:现有某液相反应物A 在该反应器中进行分解反应,速率方程为:A A r kC -= , k = min -1,若用多级混合流模型预测时,该反应器的出口转化率为多少 解:根据脉冲示踪数据可得:()()(()()i i i i i i i it C t t t C t t C t t C t ∆==∆∑∑∑∑等时间间隔)=15min=222t tθσσ==故:2114.900.204N θσ=== 则:01110.959(1)AA NA C x C kt N=-=-=+ 2、液体反应物AC A0=1mol/L 通过两个串联的全混流反应器发生某不可逆反应,第一个反应器出口的浓度为 mol/L,两个反应器的体积比V 2/V 1=2,反应级数为2:A A r kC -=2mol/求第二个反应器出口的浓度; 解:全混流反应器的设计方程:0A AAC C r τ-=- 得:010111221110.50.5A A A A A A C C C C V v r kC k τ---====- 所以:12k τ=同理:2121222022A A A A A A V C C C C v r kC τ--===- 由:22112V V ττ== 得:2124k k ττ==故:12224A A A C C C -= 解得: C A2=L3、某一级液相反应A R →在一只全混流反应器中进行,转化率为90%,如果再串连一只同样的全混流反应器,使转化率仍维持在90%,试问处理量增加多少 解: 当反应在一个全混流反应器内进行时,根据全混流反应器的设计方程,有1111τ+=-k x A ……………….1 当两个等体积全混流反应器串联时,转化率不变,则有2)21(11τ+=-k x A (2)根据式1,得1τk =9;根据式2,得=τk 处理量之比等于空时的反比,即0100101, 2.08v v v v ττ==;也就是说,处理量为原来的倍,增加了倍;4、某速率常数为的一级不可逆反应在一非理想反应器内进行反应,示踪结果表明,t 和2θσ分别为17min 和;求用多级混合流模型预测的转化率;解:根据多级混合流模型无因次方差与N 之间的关系,有2/1N θσ==4根据一级不可逆反应多级混合流模型转化率的表达式,有5、纯组分A 发生下述平行反应,A 的起始浓度为2mol/L, 反应在恒温的条件下进行,试确定在全混流反应器中目的产物S 所能达到的最大浓度; 解:S 的瞬时收率: 对于全混流反应器: 0SS S A AC C C ϕΦ==-故:200()()()1A SA A S A A AC C C C C C C ϕ=-=-+ 令 0SA dC dC =,得:20320A A A C C C +-=解得:C A =1mol/L故:22,max 01()()(21)()0.25111A S A A A C C C C C =-=-=++mol/L 6.反应物A 反应首先生成R k 1=5 hr -1,R 进一步反应生成S k 2=3 hr -1和T k 3=1 hr -1;如果浓度为 mol/L 的纯A 在一个全混流反应器内进行反应,求R 浓度达到最大值的空时及R 的最大浓度;解:根据一级不可逆串联反应在全混流反应器中进行反应时中间物种最大浓度及达到最大浓度空时的公式,有=+=τ)(1321k k k opt hr说明:上述两公式也可通过对反应物A 和产物R 两次应用全混流反应器设计方程,求得产物R 的浓度表达式,然后R 的浓度对空时求导,并令导数为零,推导求出; 7.某速率常数为 min -1的一级不可逆反应在一非理想反应器内进行反应,示踪结果表明,t 和2θσ分别为15min 和;求用多级混合流模型预测的转化率;解:根据多级多级混合流模型知: 则:8.纯组分A 发生下述平行反应,A 的起始浓度为2mol/L,反应在恒温的条件下进行,试确定在平推流反应器中目的产物S 所能达到的最大浓度;解:22(1)S A S A A dC C dC C ϕ==-+对于平推流反应器:当S ϕ~C A 曲线下的面积最大,即A 完全转化C A =0时C S 最大,即:=四、推导题1.假设含反应物A 的新鲜原料进入体积为V 的全混流反应器进行反应,其组成为C A0,空时为τ,出口转化率为X A ,出口处的反应速率为-r A ,请推导全混流反应器的设计方程0A A AX C r τ=-; 解:针对反应器列出物料平衡方程:入方=出方+反应消失的量+累积量全混流反应器为连续稳定流动式反应器,累积量为0,反应器中的浓度及反应速率均与出口处相同,其中:入方为:F A0出方为:F A =F A01-X A ,反应消失的量为:-r A V则得:00(1)()A A A A F F X r V =-+-即:0A A A F X r V =- 或者:00A A A A X V C F r τ==-。
化学反应工程复习题及答案
《化学反应工程》复习题及答案(总16页)--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--单选题1. 对于反应级数n >0的不可逆气相等温反应,为降低反应器体积,应选用_______。
(A )(A )平推流反应器 (B )全混流反应器(C )平推流串接全混流反应器 (D )全混流串接平推流反应器2. 分批式操作的完全混合反应器非生产性时间不包括下列哪一项_______。
(P22)(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3. 下列单位不属于反应速率的是_______。
(P13)(A )mol/(g ﹒s) (B )m 3/s (C )mol/(m 2﹒s) (D )mol/(m 3﹒s)4.反应 A B C →+,12.50 k s -=,则反应级数为_______。
(P13)A . 0 (B )1 (C )2 (D )35. 反应NaOH + HClNaCl + H 2O ,已知mol s l k /1.0⋅=,则反应级数n=_______。
(P13)(A )0 (B )1 (C )2 (D )36. 气相基元反应 B A →2,进料时反应物A 和稀释剂C 以等摩尔比加入,则膨胀率为_______。
(P58)(A )-1 (B ) (C ) (D )7. 下面反应器中不属于理想反应器的是_______。
(P21)(A )间歇反应器 (B )全混流反应器 (C )平推流反应器 (D )膜反应器8. 下面哪种反应器组合形式可以最大程度降低反应器体积_______。
(B )(A )平推流反应器串联 (B )全混流反应器串联(C )平推流反应器并联 (D )全混流反应器并联9. 在间歇反应器中进行等温一级反应A → B,0.01 /A A r C mol L s -=⋅,当C A0=1 mol/L 时,求反应至C A0= mol/L 所需时间t=_______秒。
化学反应工程复习
8、下列叙述正确的是( D
)
A、对于可逆吸热反应,反应速率随 XA的变化升高而升高 B、对于可逆放热反应,反应速率随 XA的变化升高而升高
C、对于可逆吸热反应,存在最佳温度Top
D、对于可逆放热反应,存在最佳温度Top 9、下列叙述正确的是( A )
A、对于可逆吸热反应(温度一定),反应速率随 XA的变化升 高而降低
• 6. 如果将管式反应器出口的产物部分返回到入口 处与原始物料混合,这类反应器为 的管 式反应器。 • 7. 全混流反应器稳定的定常态操作点的判据 dq dq q q 为 、 dT dT 。 • 8. 停留时间分布可由两个函数定量描述,它们是 和 。 • 9. 工业反应器有三种操作方式,包 括: , , 。 • 10. 气体在固体表面的吸附中物理吸附靠_______ 结合的,而化学吸附是靠 结合的。
4.当瞬时选择性随关键组分转化率增大而单调增加时, 收率顺序:(A) A、间歇釜<多个连续釜串联<单一连续釜 B、多个连续釜串联>间歇釜>单一连续釜 C、间歇釜>单一连续釜>多个连续釜串联 D、间歇釜>多个连续釜串联>单一连续釜
5.当瞬时选择性随关键组分转化率增大而单调下降时, 收率顺序:(D) A、间歇釜<多个连续釜串联<单一连续釜 B、多个连续釜串联>间歇釜>单一连续釜 C、间歇釜>单一连续釜>多个连续釜串联 D、间歇釜>多个连续釜串联>单一连续釜
• • • • • • • • • • • • • • •
6. 计算转化率起始状态的选择,正确的是( B ) A. 连续反应器,选择反应器出口处原料的状态 B. 连续反应器,选择反应器进口处原料的状态 C. 间歇反应器,选择反应结束时的状态 D. 数个反应器串联,往往以进入第二个反应器的原料组成为计算基准 7. 全混流反应釜最多可以有 C 个定常操作点 A.1 B. 2 C. 3 D. 4 8. 对于反应速率随转化率变化存在一个极大值的化学反应,最合适的 反应器为 A. 管式反应器 B. 釜式反应 C. 循环操作的管式反应器 D. 釜式反应串联管式反应器 9. 不是理想吸附的基本假定的是( D ) A. 吸附位具有相同的能量 B. 属单层吸附 C. 被吸附分子间的作用力可略去不计 D. 属多层吸附
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复习题
平推流(活塞流或挤出流)反应器。所谓完全混合流反应器是指器内的 反应流体瞬间达到完全混合,器内物料与反应器出口物料具有相同的温 度和浓度。所谓平推流反应器是指器内反应物料以相同的流速和一致的 方向进行移动,不存在不同停留时间的物料的混合,所有的物料在器内 具有相同的停留时间。
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
=0
E(t)dt
1.0
6、活塞流反应器与全混流反应器的相同点和不同点是什么? 答:(1)活塞流反应器又称平推流或理想置换反应器。特点:沿物流方向,反
应混合物T、C不断变化,而垂直于物流方向的任一截面(称径向平面)上物料的所 有参数,如:C、T、P、U等均相同。在定态情况下,沿流动方向上物料质点不存 在返混,垂直于流动方向上的物料质点参数相同。长径比很大,流速较高的管式反 应器。 (2)全混流反应器又犯法理想混合或连续搅拌槽式反应器模型:特点:在反应器 中所有空间位置的物料参数(C、T、P)都是均匀的,而且等于物料在反应器出口 处的性质。搅拌很好的连续搅拌槽式反应器。
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五、计算题
首先求反应速率常数
V cA0 cA
V0
rAf
2 1 0.2 1 0.2k
k 2hr1
全混流反应器切断进出料即为间歇反应器
cA ekt cA0
cA e20.5 0.2
cA 0.0736kmol m3
xA
cA0 cA cA0
1 0.0736 1
0.9264
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11、流态化——当流化速度达到一定数值时,固体颗粒相互之间无接触, 床层体积膨胀,固体颗粒处于激烈的运动状态。 12、返混—— 不同年龄质点间的混合—时间概念上的逆向。连续流动 反应器中,反应物料的参数随空间位置而变,不同空间位置的物料由于 倒流、绕流、回流等流动状况,使不同年龄的质点混合,即返混。 13、假态点——反应器的操作线中的满足热平衡条件但不满足热稳定条 件的工作状态点,且通过适当改变条件可转化成稳态点的工作状态点。 14、对比速率——复杂反应中主产物的生成速率与副产物的生成速率的 比值。
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。
国开化学反应工程复习题
1、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_。
A. -2B. -1C. 1D. 22、一级连串反应A S P 在间歇式反应器中,则目的产物P 的最大浓度=max ,P C ___A____。
A. 122)(210K K K A K K C - B. 22/1120]1)/[(+K K C A C. 122)(120K KK A K K C - D. 22/1210]1)/[(+K K C A3、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 =__C_。
A. A A P P n n n n --00 B. 00A P P n n n - C. 00S S P P n n n n -- D. 00R R P P n n n n --4、全混流反应器的容积效率η=1.0时,该反应的反应级数n___B__。
A. <0B. =0C. ≥0D. >05、对于单一反应组分的平行反应AP(主)S(副),其瞬间收率P ϕ随A C 增大而单调下降,则最适合的反应器为____B__。
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6、 有一实验室反应器,催化剂装填高度50cm,操作线速度2.5cm/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____D___。
A. 2.5cm/sB. 5cm/sC. 7.5cm/sD. 10cm/s 7、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___。
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8、一级不可逆液相反应A 2R ,30/30.2m kmol C A =, 出口转化率7.0=A x ,每批操作时间h t 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》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。
化学反应工程期末复习题
一、名词解释1、连续操作;间歇操作2、均相反应3、基元反应;非基元反应4、收率;选择性5、平行反应;串联反应6、绝热操作;非等温操作7、稳定的定态;不稳定的定态8、平推流;全混流9、非理想流动10、拟均相一维模型;拟均相二维模型11、临界流化速度二、填空题1、化学反应的操作方式分为、和。
2、和都可以表征反应变容的程度。
3、对于反应aA + bB →pP + sS,则r P=_______r A。
4、若τ=4h,意味着在规定的条件下,。
5、反应物A的水溶液在等温CSTR中进行二级反应,出口转化率为0.4,现改在等体积PFR中进行,则出口转化率为。
6、对于一级不可逆反应,采用多级全混流反应器串联时,要保证总的反应体积最小,必需的条件是。
7、若有一气相反应A→2P,若开始时的反应物除A以外还有50%的惰性物质,在恒压的情况下发生该反应,则该反应的膨胀率为。
8、SV=2h,意味着在规定的条件下,。
9、根据示踪剂的输入不同,测定停留时间分布的方法主要分为___________和___________。
10、E(t)dt的物理意义是______ ;停留时间分布的密度函数E(θ)=_______E(t)。
11、以若干分子所组成的流体微团作为单独的运动单元的流体称为_______;当反应级数n<1时,宏观流体具有比微观流体_______的出口转化率。
12、反应器选型的目标函数,若是单一反应,则是;若是复合反应,则是 。
13、反应物A 的水溶液在等温PFR 中进行二级反应,出口转化率为0.5,若反应体积增加到4倍,则出口转化率x Af = 。
14、当分子扩散的平均自由程大于催化剂微孔直径时,分子在微孔中的扩散为 。
努森扩散15、一级连串反应A → P → S 在全混流釜式反应器中,则目的产物P 的最大浓度CP,max =___________、τopt =__________。
16、从反应器停留时间分布测定中求得无因次方差, =0.98,反应器可视为 。
没有答案的化学反应工程考研复习题(超全面)
反应工程复习题一. 填空题1.化学反应速率可以表为()AA dC r dt-=-前提是▁▁▁▁。
2.化学反应过程按操作方法分为_______、_______、_______操作。
3. aA + bBpP + sS 对于反应,则=P r _______)(A r -。
4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 。
5在构成反应机理的诸个基元反应中,如果有一个基元反应的速率较之其他基元反应慢得多,该步骤的反应速率即代表整个反应的速率,这一步称为_______,其他基元反应可视为处于_______。
6如果平行反应AP(主)S(副)均为一级不可逆反应,若主E >副E ,提高选择性应_______。
7一级连串反应AS P在平推流反应器中,为提高目的产物P 的收率,应______12/k k ,对于上述连串反应,反应物A 的浓度越高,则反应的选择性越______。
8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。
物理吸附的吸附热要_______化学吸附热,物理吸附是_______分子层吸附,而化学吸附是_______分子层吸附9气体在固体表面上发生吸附时,描述在一定温度下气体饱和吸附量与吸附压力(或吸附物质在气相中浓度)的关系式称为_______。
10.在轴扩散模型中,彼克莱准数=e P _______,Pe 很大时,即扩散系数相对非常小,反应器中物料的流动形态接近______。
11.在轴扩散模型中,彼克莱准数愈大轴向返混程度就_______。
12对于多孔性的催化剂,分子扩散很复杂,当孔径较大时,扩散阻力是由分子间碰撞所致,这种扩散通常称为_______。
13对于多孔性的催化剂,分子扩散很复杂,当微孔孔径在约0.1um 时,分子与孔壁的碰撞为扩散阻力的主要因素,这种扩散称为_______。
反应工程总复习题(答案)
化学反应工程试题答案一、单选题:(共60小题,每题0。
5分)1、化学反应工程是研究如下问题的学科:(A)A、化学反应器工程问题B、化工单元操作C、反应器特性D、传递特性2、化学反应工程研究的对象是:(A)A、化学反应器B、单元操作C、化工流程D、化学工艺3、连续操作的反应器的独立变量为(C)A、浓度B、反应时间C、反应器体积大小4、理想混合的间歇反应器的独立变量为(B)A、反应速率B、反应时间C、反应空间5、连续操作的理想混合流反应器的独立变量是:(C)A、反应物浓度B、反应时间C、反应空间6、间歇操作的反应器所具有的特点包括: (A)A、参数随时间变化B、参数随空间变化C、累积量为零D、累积量不为零7、在对理想的全混流反应器进行物料衡算时,下面哪些量为零: (D)A、流入量B、流出量C、反应量D、累积量8、在对定常态操作的反应器进行物料衡算时,下面哪些量为零:(D)A、流入量B、流出量C、反应量D、累积量9、稳定的定常态操作点符合如下条件:(A)A、移热速率大于放热速率B、移热速率小于放热速率C、移热速率等于放热速率10、若CSTR的某一操作点是稳定的定常态操作点,则该操作状态具有的特点是:(C)A、移热速率大于放热速率B、移热速率小于放热速率C、移热速率等于放热速率11、在CSTR中进行一级不可逆反应,最多可以有几个定常态操作点?(D)A、0B、1C、2D、3E、412、对于反应级数大于零的反应,下述情况哪种容积效果最高?(C)A、单釜CSTRB、多釜CSTRC、PFR13、对于自催化反应,下述情况哪种容积效果最高? (A)A、CSTR串联PFRB、最优循环比下操作的PFRC、CSTR14、稳定的定常态操作的CSTR反应器在该操作点下列情况是必然成立的:(B)A、移热速率等于放热速率B、移热速率大于放热速率C、移热速率小于放热速率15、对于级数大于零的自催化反应,其动力学线()一般存在一个极值,下述情况哪种容积效果最高?(D)A、单釜CSTRB、多釜CSTRC、PFRD、CSTR串联PFR16、对于反应级数小于零的反应,下述情况哪种容积效果最高?(A)A、单釜CSTRB、多釜CSTRC、PFR17、对于绝热的放热反应,下述哪种操作方式的容积效果最高?(A)A、CSTR串联PFRB、最优循环比下操作的PFRC、CSTR18、平推流反应器的空时与反应时间之间的关系下列哪种说法正确?(C)A、总是相等B、总是不相等C、不确定19、全混流反应器的空时与反应时间之间的关系下列哪种说法正确?(C)A、总是相等B、总是不相等C、不确定20、平推流反应器中进行恒温、恒压等分子气相反应时,空时与反应时间之间的关系下列哪种说法正确?(A)A、总是相等B、总是不相等C、不确定21、间歇反应器的反应转化率与反应器大小之间下述说法哪些正确?(B)A、与反应器大小有关B、与反应器大小无关C、不确定22、在对间歇反应器进行设计时,反应器体积大小与下述哪个因素有关?(B)A、反应时间B、单位时间处理量C、不确定23、从反应器的停留时间分布测定中求得无因次方差,则反应器可近视为: (B)A、理想的平推流反应器B、理想的全混流反应器C、理想混合间歇反应器24、从反应器的停留时间分布测定中求得无因次方差,则该反应器可近视为:(A)A、理想的平推流反应器B、理想的全混流反应器C、理想混合间歇反应器25、固定催化反应床层的空隙率是影响床层流体流动特性的重要参数,一般情况下当过大时,会导致流体如下现象产生: (B)A、床层压降变大B、沟流现象C、床层热点26、采用平推流和全混流反应器进行任意级数的反应,若反应空时相等,则平推流反应器出口转化率与全混流反应器的出口转化率之间的大小关系:(C)A、总是大于B、总是小于C、不能确定27、若脉冲法测得一反应器存在流体质点停留时间分布,则:(C)A、一定存在返混B、不存在返混C、不能确定28、若气固多相催化反应为内扩散过程所控制,可以通过下述哪种方法措施减小内扩散对反应速度的影响:(B)A、提高流体线速度B、减小催化剂的粒径C、增大线速度、D增大催化剂粒径29、若气固多相催化反应为外扩散过程所控制,可以通过下述哪种方法措施减小外扩散对反应速度的影响:(C)A、提高流体线速度B、减小催化剂的粒径C、增大线速度、D增大催化剂粒径30、若气固多相催化反应器内存在沟流现象,可以通过下述哪种措施加以改良:(B)A、提高流体线速度B、改善床层空隙率均一C、增大催化剂粒径31、若气固多相催化反应器内存在壁效应现象,可以通过下述哪种措施加以改良:(C)A、增大催化剂粒径B、减小反应器直径C、增大反应器直径32、若气固多相催化反应器内存在短路流现象,可以通过下述哪种措施加以改良:(B)A、增大催化床层直径B、改善床层空隙率均一C、增大催化剂粒径33、当分子扩散的平均自由程大于催化剂微孔直径时,分子在微孔中的扩散为:(A)A、努森扩散B、分子扩散C、构型扩散34、当分子扩散的平均自由程小于催化剂微孔直径时,分子在微孔中的扩散为: (B)A、努森扩散B、分子扩散C、构型扩散35、催化剂颗粒的有效利用系数与催化剂的颗粒直径有关,当颗粒直径增大时,内表面利用率:(B)A、增大B、减小C、不变D、不确定36、催化剂颗粒的有效利用系数与反应温度有关,反应温度提高,内表面利用率: (A)A、增大B、减小C、不变D、不确定37、均相CSTR反应器中放热S形曲线与移热直线一般有3个交点,高温区交点具有如下特征:(A)A、稳定的定常态B、非稳定的定常态C、不能确定是否稳定38、均相CSTR反应器中放热S形曲线与移热直线一般有3个交点,中温区交点具有如下特征: (B)A、稳定的定常态B、非稳定的定常态C、不能确定是否稳定39、均相CSTR反应器中放热S形曲线与移热直线一般有3个交点,低温区交点具有如下特征:(A)A、稳定的定常态B、非稳定的定常态C、不能确定是否稳定40、某反应器经脉冲示踪法测得的实验数据计算得方差 0,则这个反应器近似可看作为:(A)A、理想的平推流反应器B、理想的全混流反应器C、理想混合间歇反应器41、下图中①②③④⑤分别代表5股物流;a、b、c、d代表四个操作点;L1、L2、L3分别代表三条不同的关系曲线,则曲线L1代表的含义为:(B)A、平衡温度线B、最优温度线C、动力学曲线42、如上图,曲线L2代表的含义为:(A)A、平衡温度线B、最优温度线C、动力学曲线43、如上图,曲线L3代表的含义为:(C)A、平衡温度线B、最优温度线C、动力学曲线44、如上图,a点的转化率与d点的转化率之间的关系为:(B)A、x a>x dB、x a〈x dC、x a=x d45、如上图,b点与c点之间存在如下关系:(C)A、x b〉x cB、x b〈x cC、x b=x c46、理想平推流反应器串联的级数越多,则流体质点经过反应器后的离散程度: (C)A、越大B、越小C、不变D、不确定47、理想全混流反应器串联的级数越多,则流体质点经过反应器后的离散程度:(B)A、越大B、越小C、不变D、不确定48、移热速率大于放热速率是全混流反应器保持稳定操作的:(B)A、充分条件B、必要条件C、充分必要条件49、可以通过下述的哪种方法减小固定催化床反应器床层阻力降:(B)A、提高线速度B、提高床层空隙率C、提高催化剂的比表面积50、球形催化剂进行一级不可逆反应,可以用梯尔模数值()的大小来判断内扩散的影响程度,若球形催化剂颗粒半径越大,则梯尔模型值越大,内扩散影响程度越则:(A)A、越大B、越小C、不变51、球形催化剂进行一级不可逆反应,可以用梯尔模数值()的大小来判断内扩散的影响程度,若球形催化剂颗粒半径越大,催化剂颗粒的有效系数则: (A)A、越大B、越小C、不变52、球形催化剂进行一级不可逆反应,可以用梯尔模数值()的大小来判断内扩散的影响程度,若反应物在粒内有效扩散系数越大,催化剂颗粒的有效系数则:(A)A、越大B、越小C、不变53、球形催化剂进行一级不可逆反应,可以用梯尔模数值()的大小来判断内扩散的影响程度,若所进行的化学反应速率越快,催化剂颗粒的有效利用系数则: (B)A、越大B、越小C、不变54、为了提高级数相对较高的主反应的选择性,在反应器选型时,下列哪种说法是合理的:(B)A、返混程度大的优于返混程度小的B、返混程度大的劣于返混程度小的C、相同55、在一定温度下达到定常态的气固多相催化反应,粒外扩散速率总是粒内化学反应速率:(C)A、大于B、小于C、等于56、对于多段绝热固定床反应器,采用段间换热装置的目的主要是为了(A)A、消除轴向温度梯度B、消除径向温度梯度C、消除轴向浓度梯度D、消除径向浓度梯度57、若气固多相催化反应速率被内扩散所控制,则反应物气相主体浓度C AG与催化剂颗粒外表面浓度C AS之间的关系为:(C)A、C AG大于C ASB、C AG小于C ASC、C AG等于C AS58、若气固多相催化反应速率被外扩散所控制,则反应物气相主体浓度C AG与催化剂颗粒外表面浓度C AS之间的关系为:(A)A、C AG大于C ASB、C AG小于C ASC、C AG等于C AS59、可逆放热反应的x—T曲线如图所示,在图中A—H各点中:反应速率为零的点为:(A)(A)A和B和C (B)D和E和F (C)G和H60、如上图,在D、E、F三点中,反应速率由大到小的顺序为:(A)(A)D〉E〉F (B)D〈E〈F (C)无法确定二、多选题(共20小题,每题1分)1、一个反应器的特性一般从如下哪几个方面进行描述?(BCE)A、体积大小B、物质传递C、热量传递D、形状E、动量传递2、稳态连续操作的反应器特点包括:(BC)A、参数随时间变化B、参数随空间变化C、累积量为零D、累积量不为零32、理想平推流反应器达到稳定的定常态操作时,下列哪些说法是正确的:(BC)A、参数随时间变化B、参数随空间变化C、累积量为零D、累积量不为零4、在对间歇反应器进行物料衡算时,下面哪些量为零: (AB)A、流入量B、流出量C、反应量D、累积量5、全混流反应器CSTR的特点包括:(AC)A、瞬间理想混合B、返混程度最小C、出口物料参数与器内相同D、独立变量为时间6、平推流PFR反应器的特点包括:(BD)A、瞬间理想混合B、返混程度为零C、出口物料参数与器内相同D、独立变量为空间7、其一级不可逆反应在CSTR中进行时可能有1至3个定常态操作点,则稳定的操作点可能有几个?(ABC)A、没有B、1个C、2个D、3个8、可以通过下述何种方式来有效消除固定床反应器的壁效应现象:(BC)A、增大催化剂颗粒粒径B、减少催化剂颗粒粒径C、增大反应器直径D、提高反应器长度9、固定催化反应床层的空隙率是影响床层流体流动特性的重要参数,一般情况下当过大或床层填充不匀时,会导致流体产生: (ABC)A、沟流现象B、短路流C、壁效应D、床层热点10、若气固多相催化反应器内存在沟流现象,可以通过下述哪种措施加以改良: (AB)A、减小催化剂粒径B、改善床层空隙率均一C、增大反应器直径11、若气固多相催化反应器内存在短路流现象,可以通过下述哪种措施加以改良:(AB)A、增大催化床层直径B、改善床层空隙率均一C、增大催化剂粒径12、气固多相催化反应本征动力学的推导一般涉及到下列哪些项?(ACD)A、表面吸附B、内扩散C、表面反应D、表面脱附E、外扩散13、可以通过下述的哪种方法减小固定催化床反应器床层阻力降:(BC)A、提高流体线速度B、减少流体线速率C、提高床层空隙率14、多釜串联操作的全混流反应器在计算出口转化率时可采用公式进行计算,该公式必须满足三个条件,它们是:(ABD)A、各釜温度一致B、各釜体积相同C、一级可逆反应D、一级不可逆反应15、如图所示ABC为某可逆放热气—固相催化反应的平衡曲线,DEF为最佳温度曲线,则反应速度为零的点包括:(be)a、C—Fb、A—Bc、D—Ed、Ge、C16、对于多段绝热固定床反应器,采用段间换热装置的目的主要是为了: (AB)A、消除轴向温度梯度B、提高反应器容积效率C、消除轴向浓度梯度17、为了提高级数相对较高的主反应的选择性,在反应器选型时,下列哪种做法是合理的:(BC)A、选全混流不选平推流B、选平推流不选全混流C、选多釜串联的全混流不选单釜全混流D、选间歇反应器不选平推流18、提高气固多相催化反应催化剂的有效利用系数的方法包括如下哪几项?(ACD)A、提高反应温度B、增大催化剂的粒径C、减少催化剂的粒径D、改善内扩散速率19、若气固多相催化反应速率被外扩散所控制,且所进行的催化反应为快反应,C AG代表主体浓度,C AS代表催化剂颗粒外表面浓度,下面的哪几项是合理存在的?(AC)A、C AG大于C ASB、C AG小于C ASC、C AS近似等于零D、C AG等于C AS20、重油催化裂化不宜选用的反应器包括:(ABD)A、固定床B、列管式C、流化床D、间歇釜式反应器三、判断题(共20小题,每题0。
化学反应工程复习题
《化学反应工程》试卷姓名: 学号: 专业:学院: 班级:第一部分 选择题(共12分)一、单项选择题(本大题每题只有一个正确答案,共6小题,答对一题得 2分,共12分)1、根据阿雷尼乌斯方程可知,反应速率常数k 与什么因素无关 。
A 、温度 B 、活化能C 、频率因子D 、浓度2 、气相反应2A+2B →2P+S ,则对产物P 的膨胀因子为 。
A. 0.5B. 2C. -0.5D. -23、在连续流动反应器中,返混对平行反应选择率不利时,则该平行反应的主反应级数1n 副反应级数2n 。
A .大于B. 等于C. 小于4、一级可逆反应21,,k k P A ⇔是正、逆反应速率常数,达到平衡状态时,有 。
A.21k k =B. 1=A xC. 0=A xD. P A c k c k 21=5、某一反应的反应热21E E H r -=∆,21,E E 分别为正、逆反应活化能,若0>∆r H ,则反应是 。
化学反应工程试题 第 2页(共6页)A. 放热反应B. 吸热反应C. 等温反应D. 不能判断6、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第二部分 非选择题(共88分)二、判断题(本大题答“对”表示说法正确.答“错”表示说法不正确,本题只需指出正确与错误,不需要修改,共12小题,每题1分,共12 分)7、对于均相基元反应a A+b B →产物,其动力学方程式可以写成幂函数的型式:( )8、在间歇反应器中,从加料、进行反应到反应完成后卸料,所有物料颗粒的停留时间与反应时间都是相同的,但停留时间与反应时间不一致。
( ) 9、对于任何一个化学反应而言,其反应速率的倒数一定是随着反应转化率的增加而增加的。
( ) 10、对同一个简单反应,在相同的工艺条件下,为达到相同的转化率,平推流所需的反应器体积为最大,而全混釜所需的体积为最小。
化学反应工程复习资料
化学反应⼯程复习资料化学反应⼯程复习资料⼀.填空1.理想反应器是指 _______、______ _。
2.全混流反应器的返混_______。
平推流反应器的返混为_______。
3.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_______、_______、_______。
4.平推流管式反应器t t =时,E (t )=____。
;平推流管式反应器t t ≠时,E (t )=_____。
;平推流管式反应器t t ≥时,F (t )=___ 。
;平推流管式反应器t <t 时,F (t )=____。
5.平推流管式反应器其E (θ)曲线的⽅差=2θσ_______。
;平推流管式反应器其E (t )曲线的⽅差=2t σ_______。
6.全混流反应器t=0时E (t )=_______。
;全混流反应器其E (θ)曲线的⽅差=2θσ_______。
;全混流反应器其E (t )曲线的⽅差=2t σ_______。
7.催化剂“三性”是指、和。
8.凡是流体通过不动的固体物料所形成的床层⽽进⾏反应的装置都称作___ ____。
9. 化学反应过程按操作⽅法分为____ ___、___ ____、_____ __操作。
10. 化学反应⼯程中的“三传⼀反”中的三传是指____ ___、___ ____、_______。
11. 化学反应的总级数为n ,如⽤浓度表⽰的速率常数为C K ,⽤逸度表⽰的速率常数f K ,则C K =_______f K 。
12.在构成反应机理的诸个基元反应中,如果有⼀个基元反应的速率较之其他基元反应慢得多,他的反应速率即代表整个反应的速率,其他基元反应可视为处于____ ___。
13. ⼀级连串反应A S P在全混流釜式反应器中,则⽬的产物P 的最⼤浓度0 0.2 0.40.6 0.8 1.0 0.2 0.40.60.81.0A RS K 1K 2P 在平推流反应器中,则⽬的产物P 的最⼤浓度=max ,P C _______、=opt t ______。
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。
反应工程总复习题集(答案解析)
化学反应工程试题答案一、单选题:(共60小题,每题0.5分)1、化学反应工程是研究如下问题的学科:(A)A、化学反应器工程问题B、化工单元操作C、反应器特性D、传递特性2、化学反应工程研究的对象是:(A)A、化学反应器B、单元操作C、化工流程D、化学工艺3、连续操作的反应器的独立变量为(C)A、浓度B、反应时间C、反应器体积大小4、理想混合的间歇反应器的独立变量为(B)A、反应速率B、反应时间C、反应空间5、连续操作的理想混合流反应器的独立变量是:(C)A、反应物浓度B、反应时间C、反应空间6、间歇操作的反应器所具有的特点包括:(A)A、参数随时间变化B、参数随空间变化C、累积量为零D、累积量不为零7、在对理想的全混流反应器进行物料衡算时,下面哪些量为零:(D)A、流入量B、流出量C、反应量D、累积量8、在对定常态操作的反应器进行物料衡算时,下面哪些量为零:(D)A、流入量B、流出量C、反应量D、累积量9、稳定的定常态操作点符合如下条件:(A)A 、移热速率大于放热速率B 、移热速率小于放热速率C 、移热速率等于放热速率10、若CSTR 的某一操作点是稳定的定常态操作点,则该操作状态具有的特点是: (C )A 、移热速率大于放热速率B 、移热速率小于放热速率C 、移热速率等于放热速率11、在CSTR 中进行一级不可逆反应,最多可以有几个定常态操作点? (D )A 、0B 、1C 、2D 、3E 、412、对于反应级数大于零的反应,下述情况哪种容积效果最高? (C )A 、单釜CSTRB 、多釜CSTRC 、PFR13、对于自催化反应,下述情况哪种容积效果最高? (A )A 、CSTR 串联PFRB 、最优循环比下操作的PFRC 、CSTR14、稳定的定常态操作的CSTR 反应器在该操作点下列情况是必然成立的: (B )A 、移热速率等于放热速率B 、移热速率大于放热速率C 、移热速率小于放热速率15、对于级数大于零的自催化反应,其动力学线(()AA x ~r 1-)一般存在一个极值,下述情况哪种容积效果最高? (D )A 、单釜CSTRB 、多釜CSTRC 、PFRD 、CSTR 串联PFR16、对于反应级数小于零的反应,下述情况哪种容积效果最高? (A )A 、单釜CSTRB 、多釜CSTRC 、PFR17、对于绝热的放热反应,下述哪种操作方式的容积效果最高? (A )A 、CSTR 串联PFRB 、最优循环比下操作的PFRC 、CSTR18、平推流反应器的空时与反应时间之间的关系下列哪种说法正确? (C )A 、总是相等B 、总是不相等C 、不确定19、全混流反应器的空时与反应时间之间的关系下列哪种说法正确? (C )A 、总是相等B 、总是不相等C 、不确定20、平推流反应器中进行恒温、恒压等分子气相反应时,空时与反应时间之间的关系下列哪种说法正确? (A )A 、总是相等B 、总是不相等C 、不确定21、间歇反应器的反应转化率与反应器大小之间下述说法哪些正确? (B )A 、与反应器大小有关B 、与反应器大小无关C 、不确定22、在对间歇反应器进行设计时,反应器体积大小与下述哪个因素有关? (B )A 、反应时间B 、单位时间处理量C 、不确定23、从反应器的停留时间分布测定中求得无因次方差98.02=θσ,则反应器可近视为: (B )A 、理想的平推流反应器B 、理想的全混流反应器C 、理想混合间歇反应器24、从反应器的停留时间分布测定中求得无因次方差02.02=θσ,则该反应器可近视为:(A )A 、理想的平推流反应器B 、理想的全混流反应器C 、理想混合间歇反应器25、固定催化反应床层的空隙率B ε是影响床层流体流动特性的重要参数,一般情况下当Bε过大时,会导致流体如下现象产生: (B )A 、床层压降变大B 、沟流现象C 、床层热点26、采用平推流和全混流反应器进行任意级数的反应,若反应空时相等,则平推流反应器出口转化率与全混流反应器的出口转化率之间的大小关系:(C )A 、总是大于B 、总是小于C 、不能确定27、若脉冲法测得一反应器存在流体质点停留时间分布,则: (C )A 、一定存在返混B 、不存在返混C 、不能确定28、若气固多相催化反应为内扩散过程所控制,可以通过下述哪种方法措施减小内扩散对反应速度的影响:(B)A、提高流体线速度B、减小催化剂的粒径C、增大线速度、D增大催化剂粒径29、若气固多相催化反应为外扩散过程所控制,可以通过下述哪种方法措施减小外扩散对反应速度的影响:(C)A、提高流体线速度B、减小催化剂的粒径C、增大线速度、D增大催化剂粒径30、若气固多相催化反应器内存在沟流现象,可以通过下述哪种措施加以改良:(B)A、提高流体线速度B、改善床层空隙率均一C、增大催化剂粒径31、若气固多相催化反应器内存在壁效应现象,可以通过下述哪种措施加以改良:(C)A、增大催化剂粒径B、减小反应器直径C、增大反应器直径32、若气固多相催化反应器内存在短路流现象,可以通过下述哪种措施加以改良:(B)A、增大催化床层直径B、改善床层空隙率均一C、增大催化剂粒径33、当分子扩散的平均自由程大于催化剂微孔直径时,分子在微孔中的扩散为:(A)A、努森扩散B、分子扩散C、构型扩散34、当分子扩散的平均自由程小于催化剂微孔直径时,分子在微孔中的扩散为:(B)A、努森扩散B、分子扩散C、构型扩散35、催化剂颗粒的有效利用系数η与催化剂的颗粒直径有关,当颗粒直径增大时,内表面利用率:(B)A、增大B、减小C、不变D、不确定36、催化剂颗粒的有效利用系数η与反应温度有关,反应温度提高,内表面利用率:(A)A、增大B、减小C、不变D、不确定37、均相CSTR反应器中放热S形曲线与移热直线一般有3个交点,高温区交点具有如下特征:(A)A、稳定的定常态B、非稳定的定常态C、不能确定是否稳定38、均相CSTR反应器中放热S形曲线与移热直线一般有3个交点,中温区交点具有如下特征:(B)A、稳定的定常态B、非稳定的定常态C、不能确定是否稳定39、均相CSTR反应器中放热S形曲线与移热直线一般有3个交点,低温区交点具有如下特征:(A)A、稳定的定常态B、非稳定的定常态C、不能确定是否稳定σ 0,则这个反应器近似可看作40、某反应器经脉冲示踪法测得的实验数据计算得方差2θ为:(A)A、理想的平推流反应器B、理想的全混流反应器C、理想混合间歇反应器41、下图中①②③④⑤分别代表5股物流;a、b、c、d代表四个操作点;L1、L2、L3分别代表三条不同的关系曲线,则曲线L1代表的含义为:(B)A、平衡温度线B、最优温度线C、动力学曲线42、如上图,曲线L2代表的含义为:(A)A、平衡温度线B、最优温度线C、动力学曲线43、如上图,曲线L3代表的含义为: (C )A 、平衡温度线B 、最优温度线C 、动力学曲线44、如上图,a 点的转化率与d 点的转化率之间的关系为: (B )A 、x a >x dB 、x a <x dC 、x a =x d45、如上图,b 点与c 点之间存在如下关系: (C )A 、x b >x cB 、x b <x cC 、x b =x c46、理想平推流反应器串联的级数越多,则流体质点经过反应器后的离散程度: (C )A 、越大B 、越小C 、不变D 、不确定47、理想全混流反应器串联的级数越多,则流体质点经过反应器后的离散程度: (B )A 、越大B 、越小C 、不变D 、不确定48、移热速率大于放热速率是全混流反应器保持稳定操作的: (B )A 、充分条件B 、必要条件C 、充分必要条件49、可以通过下述的哪种方法减小固定催化床反应器床层阻力降P ∆: (B )A 、提高线速度B 、提高床层空隙率C 、提高催化剂的比表面积50、球形催化剂进行一级不可逆反应,可以用梯尔模数值(ev s D k R =φ)的大小来判断内扩散的影响程度,若球形催化剂颗粒半径越大,则梯尔模型值越大,内扩散影响程度越则:(A )A 、越大B 、越小C 、不变51、球形催化剂进行一级不可逆反应,可以用梯尔模数值(ev s D k R =φ)的大小来判断内扩散的影响程度,若球形催化剂颗粒半径越大,催化剂颗粒的有效系数则: (A )A 、越大B 、越小C 、不变52、球形催化剂进行一级不可逆反应,可以用梯尔模数值(ev s D k R =φ)的大小来判断内扩散的影响程度,若反应物在粒内有效扩散系数越大,催化剂颗粒的有效系数则: (A )A 、越大B 、越小C 、不变53、球形催化剂进行一级不可逆反应,可以用梯尔模数值(ev s D k R =φ)的大小来判断内扩散的影响程度,若所进行的化学反应速率越快,催化剂颗粒的有效利用系数则: (B )A 、越大B 、越小C 、不变54、为了提高级数相对较高的主反应的选择性,在反应器选型时,下列哪种说法是合理的:(B )A 、返混程度大的优于返混程度小的B 、返混程度大的劣于返混程度小的C 、相同55、在一定温度下达到定常态的气固多相催化反应,粒外扩散速率总是 粒内化学反应速率: (C )A 、大于B 、小于C 、等于56、对于多段绝热固定床反应器,采用段间换热装置的目的主要是为了 (A )A 、消除轴向温度梯度B 、消除径向温度梯度C 、消除轴向浓度梯度D 、消除径向浓度梯度57、若气固多相催化反应速率被内扩散所控制,则反应物气相主体浓度C AG 与催化剂颗粒外表面浓度C AS 之间的关系为: (C )A 、C AG 大于C ASB 、C AG 小于C AS C 、C AG 等于C AS58、若气固多相催化反应速率被外扩散所控制,则反应物气相主体浓度C AG 与催化剂颗粒外表面浓度C AS 之间的关系为: (A )A 、C AG 大于C ASB 、C AG 小于C AS C 、C AG 等于C AS59、可逆放热反应的x-T曲线如图所示,在图中A-H各点中:反应速率为零的点为:(A)(A)A和B和C (B)D和E和F (C)G和H60、如上图,在D、E、F三点中,反应速率由大到小的顺序为:(A)(A)D>E>F (B)D<E<F (C)无法确定二、多选题(共20小题,每题1分)1、一个反应器的特性一般从如下哪几个方面进行描述?(BCE)A、体积大小B、物质传递C、热量传递D、形状E、动量传递2、稳态连续操作的反应器特点包括:(BC)A、参数随时间变化B、参数随空间变化C、累积量为零D、累积量不为零32、理想平推流反应器达到稳定的定常态操作时,下列哪些说法是正确的:(BC)A、参数随时间变化B、参数随空间变化C、累积量为零D、累积量不为零4、在对间歇反应器进行物料衡算时,下面哪些量为零: (AB )A 、流入量B 、流出量C 、反应量D 、累积量5、全混流反应器CSTR 的特点包括: (AC )A 、瞬间理想混合B 、返混程度最小C 、出口物料参数与器内相同D 、独立变量为时间6、平推流PFR 反应器的特点包括: (BD )A 、瞬间理想混合B 、返混程度为零C 、出口物料参数与器内相同D 、独立变量为空间7、其一级不可逆反应在CSTR 中进行时可能有1至3个定常态操作点,则稳定的操作点可能有几个? (ABC )A 、没有B 、1个C 、2个D 、3个8、可以通过下述何种方式来有效消除固定床反应器的壁效应现象: (BC )A 、增大催化剂颗粒粒径B 、减少催化剂颗粒粒径C 、增大反应器直径D 、提高反应器长度9、固定催化反应床层的空隙率B ε是影响床层流体流动特性的重要参数,一般情况下当B ε过大或床层填充不匀时,会导致流体产生: (ABC )A 、沟流现象B 、短路流C 、壁效应D 、床层热点10、若气固多相催化反应器内存在沟流现象,可以通过下述哪种措施加以改良: (AB )A 、减小催化剂粒径B 、改善床层空隙率均一C 、增大反应器直径11、若气固多相催化反应器内存在短路流现象,可以通过下述哪种措施加以改良: (AB )A 、增大催化床层直径B 、改善床层空隙率均一C 、增大催化剂粒径12、气固多相催化反应本征动力学的推导一般涉及到下列哪些项? (ACD )A 、表面吸附B 、内扩散C 、表面反应D 、表面脱附E 、外扩散13、可以通过下述的哪种方法减小固定催化床反应器床层阻力降P ∆: (BC )A 、提高流体线速度B 、减少流体线速率C 、提高床层空隙率14、多釜串联操作的全混流反应器在计算出口转化率时可采用N AN N k x ⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=τ111公式进行计算,该公式必须满足三个条件,它们是: (ABD )A 、各釜温度一致B 、各釜体积相同C 、一级可逆反应D 、一级不可逆反应15、如图所示ABC 为某可逆放热气-固相催化反应的平衡曲线,DEF 为最佳温度曲线,则反应速度为零的点包括: (be )a 、C-Fb 、A-Bc 、D-Ed 、Ge 、C16、对于多段绝热固定床反应器,采用段间换热装置的目的主要是为了: (AB )A 、消除轴向温度梯度B 、提高反应器容积效率C 、消除轴向浓度梯度17、为了提高级数相对较高的主反应的选择性,在反应器选型时,下列哪种做法是合理的:(BC )A 、选全混流不选平推流B、选平推流不选全混流C、选多釜串联的全混流不选单釜全混流D、选间歇反应器不选平推流18、提高气固多相催化反应催化剂的有效利用系数的方法包括如下哪几项?(ACD)A、提高反应温度B、增大催化剂的粒径C、减少催化剂的粒径D、改善内扩散速率19、若气固多相催化反应速率被外扩散所控制,且所进行的催化反应为快反应,C AG代表主体浓度,C AS代表催化剂颗粒外表面浓度,下面的哪几项是合理存在的?(AC)A、C AG大于C ASB、C AG小于C ASC、C AS近似等于零D、C AG等于C AS20、重油催化裂化不宜选用的反应器包括:(ABD)A、固定床B、列管式C、流化床D、间歇釜式反应器三、判断题(共20小题,每题0.5分)1、装置结构、尺寸、型式影响反应器内物料流动、混合、传热等,从而改变反应的动力学特性。
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《化学反应工程原理》复习思考题第一章绪论1、了解化学反应工程的研究内容和研究方法。
2、几个常用指标的定义及计算:转化率、选择性、收率。
第二章化学反应动力学1、化学反应速率的工程表示,气固相催化反应及气液相非均相反应反应区的取法。
2、反应速率常数的单位及其换算。
3、复杂反应的反应速率表达式(可逆、平行、连串、自催化)。
4、气固相催化反应的步骤及基本特征。
5、物理吸附与化学吸附的特点。
6、理想吸附等温方程的导出及应用(单组分吸附、解离吸附、混合吸附)。
7、气固相催化反应动力学方程的推导步骤。
8、不同控制步骤的理想吸附模型的动力学方程的推导。
9、由已知的动力学方程推测反应机理。
第三章理想间歇反应器与典型化学反应的基本特征1、反应器设计的基本方程式。
2、理想间歇反应器的特点。
3、理想间歇反应器等温、等容一级、二级反应反应时间的计算及反应器体积的计算。
4、自催化反应的特点及最佳工艺条件的确定及最佳反应器形式的选择。
5、理想间歇反应器最优反应时间的计算.7、可逆反应的反应速率,分析其浓度效应及温度效应。
8、平行反应选择率的浓度效应及温度效应分析。
9、平行反应反应器形式和操作方式的选择。
10、串连反应反应物及产物的浓度分布,t opt C p.max的计算。
11、串连反应的温度效应及浓度效应分析。
第四章理想管式反应器1、理想管式反应器的特点。
2、理想管式反应器内进行一级、二级等容、变容反应的计算。
3、空时、空速、停留时间的概念及计算。
4、膨胀率、膨胀因子的定义,变分子数反应过程反应器的计算。
第五章理想连续流动釜式反应器1、全混流反应器的特点。
2、全混流反应器的基础方程及应用。
3、全混釜中进行零级、一级、二级等温、等容反应时的解析法计算。
4、全混釜的图解计算原理及图解示意。
5、全混流反应器中的浓度分布与返混,返混对反应的影响。
6、返混产生的原因及限制返混的措施。
7、多釜串联反应器进行一级、二级不可逆反应的解析法计算。
8、多釜串联反应器的图解法计算原理。
第七章化学反应过程的优化1、简单反应过程平推流反应器与全混流反应器的比较及反应器形式的选择。
2、多釜串连反应器串连段数的选择分析。
3、自催化反应反应器的选型分析。
4、可逆放热反应速率随温度的变化规律,平衡温度和最优温度的概念。
5、平行反应选择率的温度效应及浓度效应分析,反应器的选型,操作方式的确定。
6、串连反应影响选择率和收率的因素分析,反应器的选型及操作方式的确定。
7、平推流与全混釜的组合方式及其计算。
第八章气固相催化反应过程的传递现象1、气固相催化反应的全过程及特点。
2、等温条件下催化剂颗粒的外部效率因子的定义。
3、外扩散、内扩散对平行反应、连串反应选择性的影响分析。
4、气体流速对外扩散的影响分析。
5、等温条件下催化剂颗粒的内部效率因子的定义。
6、达姆克勒准数、西勒模数的定义及物理意义。
7、影响内部效率因子的因素分析。
8、内扩散阻力的判别及改善颗粒内传质的措施。
9、等温条件下总效率因子的定义。
《化学反应工程》例题一、填空题1.按操作方式分类可将反应器分为间歇反应器、连续反应器和半间歇半连续反应器三种。
2.空间时间指反应器有效容积与之比。
3.变分子数反应计算中的膨胀因子是指________________ _所引起反应系统内总分子数的改变量。
4.平推流反应器内的返混程度为。
5.属于理想吸附的等温方程是_________ ______ 。
6.循环比R表示循环物料的流量与流量之比。
7.多级全混流模型的模型参数为,其值可由实验确定。
8.对可逆放热反应,随温度升高,反应速率常数;平衡常数。
9.在若干个过程串连组成的系统中,若其中某一步的速率与其他各步相比慢了许多,则该步骤就是整个过程的_________步骤。
10.气固相催化反应中消除外扩散影响常用的措施是;消除内扩散影响常用的措施是。
11.理想反应器分为、和三种。
12. 化学反应过程按操作方法分为_______、_______、_______操作。
13.物理吸附与化学吸附相比,其吸附力较__ __ ,吸附活化能较__ _ _。
14.转化率是反应掉的A与的比值。
15.选择性是与反应掉A的比值。
16.收率是与通入A的比值。
17.返混是指不同______________________________相互混合。
18.变分子数反应计算中的膨胀因子是指__________________ ____反应系统内总分子数的改变量。
19.活化能的大小直接反映了反应速率对___ ____的敏感程度。
20.一级反应以浓度表示的反应速率常数为k ,则以分压表示的反应速率常数k p = 。
21.理想吸附模型假设催化剂表面各处的吸附能力 ,各吸附位具有 的能量。
22.气固相催化反应包括 、 、 、 、 、 和 七个步骤。
23.气体在固体表面上的物理吸附是靠 键结合的,化学吸附是靠 键结合的。
24.按传热方式分类可将反应器分为 、 和 三种。
25.按相态分类可将反应器分为 和 两种。
26. 工业反应器优化的主要目标是 和 。
二、单项选择题1.反应C 4H 10→2C 2H 4 + H 2,k=2.0s -1,则反应级数n= 。
A. 0B. 1C. 2D. 32.气相反应A + B → 3P + S ,A 与B 以1∶1摩尔比进料,则膨胀因子δA = 。
A. –2B. –1C. 1D. 23.对于自催化反应,当要求的转化率较高时,最合适的反应器形式为 。
A.全混流 B.平推流 C.多段串联全混流4.对两平行反应若P 为目的产物,当n 1﹥n 2时,应选择的反应器形式为 。
A. 平推流反应器B. 全混流反应器C. 平推流反应器串全混流D. 全混流串接平推流反应器5.如果平行反应为一级不可逆反应,若E 主>E 副,要提高主产物的选择性应 。
A. 提高浓度 ,B 提高温度, C. 降低浓度, D. 降低温度P SA三、名词解释 1.质量收率 2.空时 3.膨胀率4.等温催化剂的外部效率因子 5、单程收率 6、总收率 7. 化学反应速率 8. 催化剂的堆积密度 9. 催化剂的颗粒密度 10.床层空隙率 11. 控制步骤 12. 催化剂 13. 瞬时选择率 14. 空速 15. 膨胀因子 二、推测题1、在某催化剂上进行如下可逆反应,A B + S ,反应机理为:a. A+σ σb. A σ σc. σ σ若b 为控制步骤,试推导理想吸附的动力学方程。
2、已知动力学方程推测反应机理。
()1---=++⎛⎫- ⎪s A A s R R A A A R RR A k K P k K P r K P K P P k P K三、分析问答题k1 R(主反应)1.对于平行反应 A+Bk2(副反应),为提高R的选择性,请选择合适的反应器型式和操作方式,并画出示意图说明之。
已知:2212,R A B S A Br k C C r k C C==2.工业上为限制连续搅拌釜的返混,常采用多釜串联的操作,请画出示意图说明多釜串联反应器中反应物的浓度分布情况;对正级数的简单反应说明限制返混的意义。
3.写出达姆克勒准数的定义定义式,结合此式解释其物理意义。
4、简述气—固相催化反应的动力学步骤?5、简要叙述固定床的特点(优、缺点)。
6.结合以下图形说明自催化反应当要求转化率不同时应该选择的反应器形式。
7.工业上常采用多釜串联的操作,请画出示意图说明完成同样的反应,达到相同的转化率,多釜串联反应器的体积会比单段釜小。
n nb bg b gkC kCDak aC k a1=-=8.结合下图说明可逆放热反应最优温度序列的实施。
9、画出多段绝热反应器段间用原料冷激气和惰性气体冷凝时的最佳温度序列的实施情况。
10. 比较物理吸附和化学吸附的不同。
11. 简述全混流反应器的特点12.可逆反应最优温度条件的实施有哪些方法?画图说明。
四、计算题1.等温下在间歇反应器中进行一级不可逆液相分解反应A → B + C ,在5分钟内有50%的A 分解,要达到分解率75%问需多少时间?2. 在温度555K 、压力0.294MPa 条件下在平推流反应器中进行反应,其动力学方程为A A r kC -=,已知k=0.27s -1,进料中含A30%(摩尔分数)其余为惰性物料,A 的加料流率为6.3mol/s ,y A0=0.5 ,为使反应器出口转化率达95% ,求反应器的体积。
3.一级不可逆反应A → R ,在85℃时k=3.45h-1,在一容积为10m 3的连续釜式反应器内进行时,物料处理量为1.5m 3/h,转化率为0.95.若改用两个容积相等的串联釜操作,其它条件都不变,求需反应器的总体积。
4.在体积为V R 的反应器中进行均相等温反应A →R ,2A A r kC -=当该反应器为CSTR 时,x Af =50%,若将此反应器改为PFR, x Af 等于多少?5. 气相一级反应2A →B+2C ,等温等压下在一平推流反应器中进行,压力为0.1MPa,温度700℃,反应速率常数k=0。
97s -1,进料量F A0=0.4kmol/min ,出口转化率达80% ,求反应器体积。
6.已知一级反应在PFR 中进行,出口转化率为0.9.现将该反应移到一个CSTR 中进行,若两反应器体积相同,且操作条件不变,问该反应在CSTR 的出口转化率为多少?7.均相气相反应A → 3R ,其动力学方程为A A r kC -=,该过程等温等压下在一平推流反应器中进行,其中k=10-2s -1,进料量V 0=571m 3/h ,y A0=0.5 ,为使反应器出口转化率达80% ,求反应器体积。
8.反应30.158/min.A A r C mol cm -=已知C A0=1.5×10-4mol/cm 3 ,进料流量为500cm 3/min,用一个5L 的全混流与两个2.5L 的全混流反应器串联操作,哪一个转化率大,分别是多少?9.有一液相二级不可逆反应,反应速率方程为:2A A r kC -= kmol/L ·min,已知:20℃时,k=1.97L/kmol.min , C A0 =0.004kmol/L ,加料速度为V 0=171L/h,转化率为0.8,求: ①在平推流反应器中完成该反应所需的体积。
②在全混流反应器中完成该反应所需的体积。
10、有一液相二级不可逆反应,反应速率方程为:2AAkc r =- kmol/h.·m 3,已知:20℃时,k=10 m 3/kmol ·h , C A0 =0.2kmol/m 3 ,加料速度为2m 3/h,比较下列方案何者x A 最大。
(1).V R 为4m 3的平推流反应器;(2).平推流后串一全混流反应器V R 各为2m 3; (3) 全混流后串一平推流反应器V R 各为2m 3; (4).采用两段全混流串联V R 各为2m 3。