反应工程(总复习)
反应工程复习题
反应⼯程复习题⼀、填空题请在每⼩题的空格上，填⼊正确的答案1. 实际反应器中停留时间分布密度E(t)的⽅差2θσ为__________________。
2.具有良好搅拌装置的釜式反应器按______________________反应器处理。
3.对于恒容的平推流管式反应器______________、_____________、与反应时间⼀致。
4.对于反应级数n ＜0的反应，为降低反应器容积，应选⽤_______________反应器为宜。
5、固体催化剂的主要组成有主催化剂（活性成份），（1）___和_（2）_。
6、化学反应过程按操作⽅法分为_（3）_、_（4）、半分批式（半间隙）操作。
9、平⾏反应P A →(主反应)；S A →(副反应)，主副反应均为⼀级不可逆反应，若主E ＞副E ，选择性Sp 与浓度⽆关，仅是___（8）____的函数。
10、全混流反应器的空时τ是_____（9）____与____（10）___之⽐ 14、当t=0时，停留时间分布函数F （t）=___（15）____。
15、aA + bBpP + sS 对于反应，则=P r __（1）_____)(A r -。
16、活化能的⼤⼩直接反映了__（2）_对温度的敏感程度。
17、⼀级连串反应AS P在全混流釜式反应器中，则⽬的产物P 的最⼤浓度=max ,P C ____（3）_____、=opt τ_____（4）_____。
18、在⽓—固相催化反应中，反应速率⼀般是以单位催化剂的重量为基准的，如反应A→B ，A 的反应速率的定义为____（5）____。
19、CSTR 的返混___（6）___。
PFR 的返混为_（7）____。
20、停留时间分布的密度函数E （θ）=__（8）_E （t ）。
21、平推流管式反应器t t ≥时，F （t ）=____（9）___。
22、⼯业催化剂所必备的三个主要条件是： ___（10）_____、_____（11）_______、寿命长。
反应工程考试复习题精选.
1 / 17word.一、填空题（本大题共14小题，每空1分，共20分）请在每小题的空格上，填入正确的答案1.固体催化剂的主要组成有主催化剂（活性成份），___助催化剂_和____载体____。
2.化学反应过程按操作方法分为__连续操作、分批式操作(或间隙操作)、半分批式（半间隙）操作。
3.均相反应是指 参与反应的物质均处于同一相 。
4.关键反应组分K 的转化率的定义式为00k k k k n n n x -=(或用相应的文字表述)_。
5.生成目的产物的反应称为____主反应 _，其它的均称为____副反应__。
6.平行反应P A →(主反应)；S A →(副反应)，主副反应均为一级不可逆反应，若主E ＞副E ，选择性S p 与浓度无关，仅是__温度_ 的函数。
7.链反应的三个阶段为链的引发、_链增长 、链终长。
8.对于气—固相催化反应，要测定真实的反应速率，必须首先排除_内扩散__和__外扩散_的影响。
9.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__分子扩散（或容积扩散）_。
10. 实际反应器中停留时间分布密度E(t)的方差2θσ为_____0~1___。
11.具有良好搅拌装置的釜式反应器按___理想混合(或全混流)___反应器处理。
12.对于恒容的平推流管式反应器___平均停留时间(或-t ) 、__空时(或τ)_、反应时间一致。
13.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(或完全混合）_反应器为宜。
14.若流体是分子尺度作为独立运动单元来进行混合，这种流体称为_ 微观流体_。
1.工业催化剂所必备的三个主要条件是：__活性好__、___选择性高___、寿命长。
2. 平行反应P A →(主反应)；S A →(副反应)，主副反应均为一级不可逆反应，若主E ＞副E ，提高选择性P S 应____提高温度____。
2 / 17word.3．已知反应S P B A +→+，A 的转化率的定义式为___00A A A A n n n x -=_________。
《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。
化学反应工程知识点复习
三传一反
动量传递 热量传递 质量传递 反应工程
2·1 概 述
• 均相反应－－在均一液相或气相中进行的反应 • 均相反应动力学是解决均相反应器的选型、操
作与设计计算所需的重要理论基础 • 公式：P15
1、化学反应速率及其表示
对于均相反应aA+bB=rR+sS反应速率定义为：
rA
1 V
dpA dt
k1 pA
k2 pP
k1 pA
2.5k2 pA0
pA
积分，得
(k1 2.5k2 )t
ln
pAe pA0 pA pAe
以(-ln(pA-pAe))对t作图
y 0.1633t 2.5035
k1 2.5k2 0.1633
K
k1 k2
2.5( pA0 pAe
pAe )
2.5(1 0.2) 0.2
10
k1 0.131 k2 0.0131
rA 0.131pA 0.0327 pA0 pA
2.2.2 复合反应
复合反应是指同时存在两个以上独立进行反应的反应过 程。
从相同的反应物按各自的计量关系同时地发生的过程称为 平行反应。
如果这些反应是依次发生的，这样的复合反应称为串联反 应。
反应的反应级数或总反应级数：指浓度函数中各组分 浓度的幂数之和。
对可逆反应，有正反应的反应级数和逆反应的反应级数 。
分子数：
对于基元反应：aA+bB=rR+sS
(rA ) k AcA cB
• 分子数：基元反应中反应物分子或离子的个数。 对于基元反应来讲α,β必须是正整数，α+β是基
元反应的分子数，不能大于3（根据碰撞理论， α+β的取值不能大于3，必须是一个小于等于3 的正整数）。
《化学反应工程》总复习总结
管式与釜式反应器反应体积的比较
1.正常动力学
A
1 (−RA )
F
0
B
D
E
H
K
X A1 X A
X A2
VrM
= Q0cA0 X A2 [−RA ( X A )]
VrM
= Q0cA0 X A1 + Q0cA0 ( X A2 − X A1)
[−RA ( X A1)]
[−RA ( X A2 )]
∫ Vrp
移热速率变化率 大于放热速率
M、N、 P为定态 点，N点 最佳
连续釜式反应器的操作温度
AHUT
第四章 管式反应器
返混：在流体流动方向上停留时间不同的流体粒 子之间的混合称为返混，也称为逆向混合。
管径较小，流速较大的管式反应器——可按活塞 流处理 剧烈搅拌的连续釜式反应器——可按全混流处理
管式反应器的反应体积计算及与CSBR与CSTR的比 较（正常、反常动力学及反应速率有极大值的情 况）
固定床反应器的分类
固定床催化反应器按催化剂床是否与外界进行热量交换分为绝热 反应器和换热反应器。绝热反应器分为单段绝热反应器和多段绝 热反应器。多段绝热反应器，按段间换热方式的不同，可分为三 类， 间接换热式、原料气冷激式和非原料气冷激式。
（1）浓度的影响与主、副反应级数有关，α＝β ， 与浓度无关；α>β，浓度增高，瞬时选择性增加； α< β，浓度增高，瞬时选择性降低
AHUT
第二章 反应动力学基础
（2）温度的影响与主副反应活化能有关：E主＝E 副 ，与温度无关E主>E副，温度增高，瞬时选择性增 加；E主< E副，温度增高，瞬时选择性降低 提高连串反应中间产物收率的措施 （1）采用合适的催化剂； （2）采用合适的反应器和操作条件； （3）采用新的工艺（如反应精馏，膜反应器等） 催化剂主要组成 主催化剂、助催化剂、载体 物理吸附与化学吸附的特点
反应工程考试复习资料
1、简述等温恒容平推流反应器空时、反应时间、停留时间三者关系？答：空时是反应器的有效容积与进料流体的容积流速之比。
反应时间是反应物料进入反应器后从实际发生反应的时刻起到反应达某一程度所需的反应时间。
停留时间是指反应物进入反应器的时刻算起到离开反应器内共停留了多少时间。
由于平推流反应器内物料不发生返混，具有相同的停留时间且等于反应时间，恒容时的空时等于体积流速只比，所以三者相等。
2、简述非理想流动向扩散模型的特点答：①在管内径向截面上流体具有均一的流速。
②在流动方向上流体存在扩散过程，该过程类似于分子扩散，符合Fick定律。
③轴向混合系数在管内为定值。
④径向不存在扩散。
⑤管内不存在死区或短路流3、简述阶跃示踪法测停留时间分布的实验方法及其对应曲线？答：阶跃示踪发是对于定是常态的连续流动系统，在某瞬间t=0将流入系统的流体切换为含有示踪剂A且浓度为C A0的流体，同时保持系统内流动模式不变，并在切换的同时，在出口处测出出口流体中示踪剂A的浓度随时间的变化。
对应的曲线为F（t），F(t)=C t /C 0。
4、简述脉冲示踪法测停留时间分布的实验方法及其对应曲线？答：脉冲示踪法是对于常态的连续流动系统，在某瞬间t=0将流入体系的流体切换为含有示踪剂A且浓度为C A0的流体，同时保持体系内流动模式不变，并在切换的同时，在出口处测出出口流体中示踪剂A的浓度随时间的变化。
对应的曲线为F(t)，F（t）= C A /C A05、气-固相催化反应的动力学步骤？答：①反应物从气流主题向催化剂的外表面和内孔扩散。
②反应物在催化剂表面上吸附。
③吸附的反应物转化成反应的生成物。
④反应生成物从催化剂表面上脱附下来。
⑤脱附下来的生成物向催化剂外表面、气流主体中扩散。
6、简述双膜理论答：该模型设想在气-液两相流的相界面处存在着呈滞留状态的气膜和液膜，而把气液两相阻力集中在这两个流体膜内，而假定气相主体和液相主题内组成均一，不存在传质阻力。
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 。
化学反应工程复习公式指导
化学反应工程复习公式指导化学反应工程是化学工程的重要分支之一，主要涉及到反应速率、反应平衡、反应热力学等方面的问题。
在进行化学反应工程的设计和优化时，需要运用一系列的公式，以指导实际操作和解决问题。
以下是一些常见的化学反应工程公式，供复习和参考。
1.反应速率公式在化学反应中，反应速率是指单位时间内反应物消失或产物生成的量。
一般来说，化学反应速率与反应物浓度之间存在一定的关系。
根据实验数据，可以通过拟合得到反应速率公式。
常见的反应速率公式有：-零级反应速率：r=k-一级反应速率：r=k[A]-二级反应速率：r=k[A]²-伴随一级反应速率：r=k[A]·[B]其中，r为反应速率，k为反应速率常数，[A]和[B]为反应物浓度。
2.反应平衡公式在反应平衡条件下，反应物和生成物的浓度保持不变。
根据反应平衡常数，可以得到反应平衡公式。
常见的反应平衡公式有：-简单反应物与生成物的摩尔比例：aA+bB⇌cC+dD其中，a、b、c、d分别为反应物和生成物的系数，A、B、C、D分别为反应物和生成物的摩尔浓度。
反应物和生成物的关系可以表示为：Kc=[C]ᶜ[D]ᵈ/[A]ᵃ[B]ᵇ-简单反应物与生成物的分压比例：aA+bB⇌cC+dD其中，a、b、c、d分别为反应物和生成物的系数，A、B、C、D分别为反应物和生成物的分压。
反应物和生成物的关系可以表示为：Kp=(Pc/RT)ᶜ(Pd/RT)ᵈ/(Pa/RT)ᵃ(Pb/RT)ᵇ其中，R为理想气体常量，T为温度，Pa、Pb、Pc、Pd分别为反应物和生成物的分压。
3.反应热力学公式反应热力学研究反应热效应与反应过程的关系。
常见的反应热力学公式有：-反应焓变公式：ΔH=Σ(nᵢHᵢ)其中，ΔH为反应焓变，nᵢ为反应物或生成物的摩尔数，Hᵢ为反应物或生成物的摩尔焓。
-熵变公式：ΔS=Σ(nᵢSᵢ)其中，ΔS为反应熵变，nᵢ为反应物或生成物的摩尔数，Sᵢ为反应物或生成物的摩尔熵。
化学反应工程总复习PPT学习教案
⑶ 变温过程：UAh
(Tm
T
)
(H A )rA
CV
dT dt
式 中 ： U ─ 给 热 系数 A h─ 与 单位 物料体 积相当 的传热 面积
Tm─ 传 热 介 质 温 度 ρ─ 物 料 密度
第15页/共30页
⒋平推流反应器：物料连续流入、流出反应器。
⑴特点：① 稳态时，所有物料在反应器中的停留时间都
338.1
4.87×10 -
3
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【解】由Arrheniuus方程可得：lnk＝lnk0－E/(RT)
1/T
3.74×10 -
3
3.35×10 -
3
3.19×10 -
3
3.10×10 -
3
2.96×10 -
3
lnk
-11.47
-10. 30
-8. 31
-7.18
-5. 32
以lnk对1/T作图得到一条直线由直线的斜率和截距
化学反应工程总复习
会计学
1
第二章 均相反应动力
学
一、主要基本概念、基本理论
⒈化学计量方程
表示各反应物、生成物在反应过程中量的变化关系
，如方程：aＡ＋bＢ=pＰ＋sＳ 表明每反应掉ａ个摩尔
的Ａ，将同时反应掉ｂ个摩尔的Ｂ，并生成ｐ个摩尔的
Ｐ和ｓ个摩尔的Ｓ。
物料衡算：
(nA0
nA)
a b
(nB0
nB )
⑶．简单可逆反应动力学方程
①．一级反应
k1
AP k2
rA k1CA k2CP
②．一、二级反应
k1
A P S
rA k1CA k2CPCS
k2
没有答案的化学反应工程考研复习题（超全面）
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_______。
化学反应工程Chemical+Reaction+Engineering总复习
rA m ax C A C M
平推流最优
CA
1 rA
xA
C E 0 m ax
2、竞争性和非竞争性抑制
k3CE 0CA CA CM (1 NCB0 ) 竞争性 k3 ( )CE 0C A 1 LC B 0 rA 非竞争性 1 NC B 0 CM ( ) CA 1 LC B 0 rA
比较a1与a2、b1与b2大小可以确定A或B的加料 方式及所采用的反应器型式。
Chapter 8 Potpourri of Multiple Reactions
1、串联反应 A→R → S 目的产物 选择性提高→平推流最佳(n>0)
Chapter 8 Potpourri of Multiple Reactions
u
r 2 ur u0 1 R
2 、E(t)
0 E (t ) t 2t 3
2
t t 2 t t 2
Chapter 15 The Convection Model for Laminar Flow
3、反应转化率计算
xA 0 xA (t ) E(t )dt
r
T↑，r↓
可逆放热反应：T↑
T
(2)平衡转化率： 可逆吸热反应：T↑ ，xe↑ 可逆放热反应：T↑ ，xe ↓ (3)选择性： T↑对E大的反应有利
Chapter 9 Temperature and Pressure Effects
(4)最佳温度曲线 吸热和不可逆放热反应， Topt Tmax 可逆放热反应：
Chapter 6 Design for Single Reactions 5、组合反应器
1 rA
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 ______。
化学反应工程复习+公式指导
化学反应工程复习总结一、知识点1.化学反应工程的研究对象与目的，研究内容。
化学反应工程的优化的技术指标。
2.化学反应动力学转化率、收率与选择性的概念。
反应速率的温度效应和活化能的意义。
反应速率的浓度效应和级数的意义。
3.理想反应器与典型反应特征理想反应器的含义。
等温间歇反应器的基本方程。
简单不可逆反应和自催化反应的特征和计算方法。
可逆反应、平行反应和串联反应的动力学特征和计算方法。
4.理想管式反应器管式平推流反应器的基本方程典型反应的计算。
停留时间、空时和空速的概念。
膨胀因子和膨胀率的概念。
5.连续流动釜式反应器全混流模型的意义。
全混流反应器的基本方程全混流反应器的计算。
循环反应器的特征与计算方法。
返混的概念、起因、返混造成的后果。
返混对各种典型反应的利弊及限制返混的措施。
6.停留时间分布与非理想流动停留时间分布的意义，停留时间分布的测定方法。
活塞流和全混流停留时间分布表达式，固相反应的计算方法。
多釜串联模型的基本思想，模型参数微观混合对反应结果的影响。
7.反应器选型与操作方式简单反应、自催化和可逆反应的浓度效应特征与优化。
平行反应、串联反应的浓度效应特征与优化。
反应器的操作方式、加料方式。
8．气固催化反应中的传递现象催化剂外部传递过程分析，极限反应速率与极限传递速率。
Da和外部效率因子的定义及相互关系。
流速对外部传递过程的影响。
催化剂内部传递过程分析，Φ和内部效率因子的定义及相互关系。
扩散对表观反应级数及表观活化能的影响。
一级反应内外效率因子的计算。
内外传递阻力的消除方法。
9.热量传递与反应器热稳定性定态、热稳定性、临界着火温度、临界熄火温度的概念。
催化剂颗粒热稳定性条件和多态特性。
全混流反应器、管式固定床反应器热稳定条件。
最大允许温差。
绝热式反应器中可逆放热反应的最优温度分布。
二、具体内容解析 一、 绪论 1．研究对象是工业反应过程或工业反应器研究目的是实现工业反应过程的优化 2． 决策变量：反应器结构、操作方式、工艺条件 3．优化指标——技术指标：反应速率、选择性、能耗 掌握转化率、收率与选择性的概念 4．工程思维方法二、化学反应动力学1. 反应类型：简单反应、自催化、可逆、平行、串联反应基本特征、分析判断2. 化学反应速率的工程表示))((反应区反应时间反应量反应速率＝3. 工业反应动力学规律可表示为：)()(T f C f r T i C i ⋅=a) 浓度效应——n 工程意义是：反应速率对浓度变化的敏感程度。
（完整版）反应工程总复习题（答案）
（完整版）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（()A A 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CSTRD 、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 、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 aC、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 bC 、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NANNkx+-=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。
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。
高等反应工程复习题答案
高等反应工程复习题答案一、选择题1. 反应工程中，反应速率常数k与温度T的关系通常遵循以下哪个定律？A. 牛顿定律B. 阿伦尼乌斯定律C. 牛顿-拉弗森定律D. 斯特潘-波尔兹曼定律答案：B2. 在催化剂的作用下，化学反应的活化能会如何变化？A. 增加B. 减少C. 不变D. 先增加后减少答案：B3. 以下哪种情况下，反应速率会显著增加？A. 降低温度B. 增加反应物浓度C. 减小催化剂用量D. 减少反应物压力答案：B二、简答题1. 简述反应速率的定义及其影响因素。
答案：反应速率是指单位时间内反应物消耗或生成物生成的量。
影响因素包括反应物浓度、温度、压力、催化剂的存在以及反应物的物理状态等。
2. 描述催化剂在化学反应中的作用及其特点。
答案：催化剂在化学反应中可以降低反应的活化能，加速反应速率，但催化剂本身在反应过程中不被消耗，具有选择性和稳定性的特点。
三、计算题1. 假设某反应的速率常数k与温度T的关系遵循阿伦尼乌斯定律，即k = Ae^(-Ea/RT)，其中A为频率因子，Ea为活化能，R为气体常数，T为绝对温度。
若在T1 = 300K时，k1 = 0.01 min^-1，在T2 = 400K 时，求k2的值。
答案：首先计算活化能Ea，使用公式k1 = Ae^(-Ea/RT1)，解得Ea = -RT1 * ln(k1/A)。
将Ea代入k2的公式k2 = Ae^(-Ea/RT2)，得到k2的计算公式。
然后根据题目给定的数值代入计算即可得到k2。
四、论述题1. 论述反应器设计的重要性及其对工业生产的影响。
答案：反应器设计是化学反应工程的核心，它直接影响到反应的效率、选择性和安全性。
良好的反应器设计可以提高原料的转化率，减少副产物的生成，节省能源消耗，提高产品纯度，从而对工业生产具有重要的经济和环境效益。
五、案例分析题1. 某化工厂在生产过程中发现反应速率低于预期，分析可能的原因，并提出改进措施。
答案：可能的原因包括反应物浓度不足、温度未达到最佳条件、催化剂活性下降或失效、反应器内部存在传质或传热限制等。
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反应器 P
分离器
Q
产物
转化率是针对反应物而言，收率则是针对生成物而言，定义为：
与转化率一样，收率也有单程收率和全程收率之分 对于单一反应，转化率与收率数值上相等，且无论按那一个反应产物计算的收率，数 值上都相等，当反应系统进行的反应不止一个时，则不相等。
第一章 绪论
转化率、收率和选择性三者的关系：
等转化率曲线。温度较低时，反应速率随温度的升高 而加快，到达某一极大值后，随着温度的继续升高，
反应速率反而下降。
最佳温度
第二章 反应动力学基础
复合反应：在同一个反应体系中进行若干个化学反应时，称为复合反应。 单位时间内单位体积反应混合物中某一组分i的反应量叫做该组分的转化速率 （i为反应物）或生成速率（i为反应产物），并以符号 来表示。
（2）描述温度变化的能量衡算式，或称能量方程； （能量守恒定律）
（3）描述压力变化的动量衡算式，或称动量方程； （动量守恒定律）
（4）综观三种衡算式，根据各自的守恒定律，均符合下列模式：
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第二章 反应动力学基础
任何化学反应都以一定的速率进行，通常以单位时间内单位体积反应物系中某一反 应组分的反应量来定义反应速率。
第四章 管式反应器
活塞流和全混流的比较：
根本差别：活塞流无返混存在，全混流的返混程度最大，以致反应物料间不存在
浓度差，也不存在温度差。
单一反应等温管式反应器设计方程
以等速率进行 常数
管式反应器连续操作 方程 等容 = ≠ 管式反应器空时 变容
釜式反应器连续操作 方程
釜式反应器的反应时间
第四章 管式反应器
化学反应工程的“三传一反”
动量、热量和质量传递。
反应进度（ ξ ）的定义：任何反应组分的反应量与其化学计量系数的之比恒为定 值，推广到任何反应，并表示为：
永远取正值
反应物取负值，反应产物取正值
第一章 绪论
转化率：是某一反应物转化的百分率或分率，定义为：
选择关键组分（不过量）计算转化率
计算转化率起始状态选择问题：连续反应器，以反应器进口原料的状态作 为起始状态；而间歇反应器则以反应开始时的状态为起始状态。当数个反 应器串联时，往往以进入第一个反应器的原料组成作为起始状态。
第三章 釜式反应器
连续釜式反应器的反应体积
实际生产中的连续釜式反应器均是在定态下操作，反应器参数不随时间而变，不
存在时间变量，常应用于液相反应，视为等容过程。
连续釜式反应器反应体积的计算公式，决定于原料的处理量及组成和反应速率方程 反应器中只进行一个反应，以组分A为关键组分： 转化率的函数
注意：定态操作的连续釜式反应器系在等温、等浓度下进行反应，所以整个过
时，温度越低越好； E1>E2时，温度越高越好。
非等温操作， E1<E2时，采取先高后低；
第四章 管式反应器
第五章 停留时间分布与反应器的流动模型
化学反应进行的完全程度与反应物料在反应器内停留时间的长短和关，时间越长， 反应进行得越完全。
寿命分布 年龄分布
流体粒子从进入系统到离开系统为止，在系统内停留时间。
有可能增加，也 有可能减小
t
k
K
第四章 管式反应器
不可逆反应和可逆吸热反应：由低温到高温 最佳温度系列
可逆放热反应：由高温到低温
复合反应
E1 <
E2
P为目的产物，如果以生产强度最大的观点看，应该先低温后高温 如果从P的收率来考虑的话，则应使整个反应过程都在低温下进行。
等温反应，从收率最大的观点出发，不存在最佳操作温度问题，P为目的产物，E1<E2
轴向浓度分布方程 定态操作的活塞流反应器，反应物系的浓度系随轴向距离而变，与时间无关；而间 歇釜式反应器，反应物系的浓度则随时间而变，与位置无关。
釜式反应器连续操作方程
管式反应器连续操作方程
第四章 管式反应器
管式反应器的最终收率大于釜式反应器。多釜串联的最终收率应该介于单釜和管
式之间
第四章 管式反应器
单程转化率：新鲜原料通过反应器一次这到的转化率；以反应器进口物料 为基准的转化率。 全程转化率：新鲜原料进入反应系统到离开系统止所达到的转化率；以新 鲜原料为基准计算的转化率，其值必定大于单程转化率。
第一章 绪论
单程转化率:(NP两点间进行计算)
A+B
循环气
R
全程转化率:(MQ两点间进行计算)
新鲜气
程反应速率
或r为常数，不随空间和时间而改变。需要提醒的是，反应速率
常数计算按反应器内的反应物料组成计算，此组成与出口物料组成相同。
第三章 釜式反应器
空 时
τ越小，说明反应器的处理物料量越大 τ越大，说明反应器的处理物料量越小
连续釜式反应器的串联与并联
对于一级反应，由N个体积和 空时均相等的釜串联，其空 时可以由下式计算：
《反应工程》第二版，李绍芬主编，化学工业出版社
考试题型：
考试时间：
待 定
1
填空题
20分
2
选择题
20分
考试地点： 待 定
3
计算题
60分
第一章 绪论
化学反应工程是化学工程学科的一个分支，通常简称为反应工程，包括反应动力
学和反应器设计与分析。
均相反应：气相、液相和固相 化学反应分类： 非均相反应：气固、气液、液液、液固、固固和气液固。 催化反应和非催化反应
根据概论可知，E(t)dt表示流体粒子在系统内的停 留时间介于t到t+dt之间的概率。可见，E(t)dt是停 留时间的函数，和系统的性质有关，叫做停留时间 分布密度函数，其量纲是[时间] -1
斜线面积
图5.3 停留时间分布密度函数
E(t) = 0 t <0 E(t)≥ 0 t≥0
F (t ) = E (t )dt
变换是建立在原料起始组成一定而言，原料组成改变，反应速率和转化率也改变
动力学参数的确定 积分法： 积分法是将速率方程积分后，再对实验数据进行处理。
第二章 反应动力学基础
恒容： 积分
先假定反应级数，再 检测线性相关
微分法：
微分法是根据不同实验条件下测得的反应速 率，直接由速率方程估算参数值。 两边取对数
消 耗
+
累 积
=0
=0
第三章 釜式反应器
等温间歇釜式反应器的计算（单一反应）
间歇反应的操作时间由两部分组成：一是反应时间，即装料完毕后算起至达到所要 求的产品收率时所需时间；另一是辅助时间，即装料、卸料及清洗等所需时间之 和。 反应时间计算 等容
对于单一反应，间歇反应器的反应时间取决于反应组分的初始浓度（一级反应除 外）和所要求达到的最终转化率。
第四章 管式反应器
长度远较管径大，内部中空，不设置任何构 件，多用于均相反应，也可以用于多相反应， 多数采用连续操作，少数采用半间歇操作，使 管式反应器 用间歇操作的极罕见。
活塞流模型是最基本的一种流动模型，其基本假设是径向流速分布均匀。
垂直于流体流动方向的任何横截面上，浓度均一、温度均一，即径向混合均匀 不存在返混 同一截面上所有流体粒停留时间相同
通常用瞬时选择性来评介主逼反应的相对大小，由反应选择性的定义，可以得到瞬时
选择性的表示如下：
反应速率方程的变换和积分 恒容：
单一反应：
第二章 反应动力学基础
变容：
无论是恒容还是变容，以浓度表示反应物系组成时的变换方法，概括起来为一个 换算公式：
以上变容情况只适应于气相反应，液相反应一般视为恒容处理；
第三章 釜式反应器
釜式反应 b. 釜式反应器设有搅拌装置，保证釜内反应物料浓度均一，反应区内 器特点 的反应温度均匀。
连续釜式反应器的物料衡算式 a. 操作方式：连续操作、间歇操作或者半间歇（半连续）操作；
输 入
c 均一
=
输 出
+
消 耗
+
累 积
=0
间歇釜式反应器的物料衡算式
T 均匀
输 入
=
输 出
+
照此法处理，见4-5 （ c）。
第四章 管式反应器
管式反应器最佳温度序列
生产强度是指单位时间单位反应体积的产品产量。而对于复合反应往往还以目的产
物的收率最大为目标。 单一反应 对于不可逆反应或可逆吸热反应，温度越高，反应速率越快，显然，温度越高，反 应器的生产强度也越大，因此高温操作有利，至于可逆放热反应，就不是操作温度 越高，反应器的生产强度越大了。 可逆放热反应
就是每一个反应对整个反应速率的贡献之和
组分A参加 一个反应
反应体系存在着两个并列反应。其中各个反应都可
按着单一反应来处理。
组分A参加 二个反应
反应体系存在着相同的反应物和不同的产
物，叫平行反应。
组分P是反应物A的 产物，又是生成物R 的反应物
A反应的反应产物同时又是B反应的反应物，叫连 串反应
第二章 反应动力学基础
系统出口处
对存留在系统的粒子而言，从进入系统算起在系统中停留的时间。 系统中
有出无进
进口 有进无出 闭式系统
系统
出口
流体粒子一旦进入系统再也不返回到 输入流体的导管中，而由输出管流出 的流体粒子也不返回到系统中。
第五章 停留时间分布与反应器的流动模型
停留时间分布的定量描述
其中斜线所示的面积E(t)dt 表示在t和t+dt之间离开 系统的粒子占t=0时进入系统的流体粒子的分率。
第三章 釜式反应器
串联反应器进行一级不可逆反应时，各釜的反应体积相等时，则总反应体积最小
对于串联釜式反应器进行a级反应，a>1,沿着流动方向，小釜在前，大釜在后0<a<1,