反应工程习题及答案
反应工程1,2章答案
若将A 的初始浓度均为3mol/h 若将A和B的初始浓度均为3mol/h 的原 料混合后进行反应，求反应4 min时 料混合后进行反应，求反应4 min时A的 转化率。 转化率。
习题2.4解题思路 习题2.4解题思路 2.4
习题2.1解题思路及答案 习题2.1解题思路及答案 2.1
利用反应时间与组分 的浓度变化数据， 先作出 ＣＡ～t的关系曲线，用镜面法求 得反应时间下的切线，即为水解速率， 切线的斜率 α。再由 rA=-dCA/dt求得水 解速率。 答案： 水解速率
习题２ 习题２.２
在一管式反应器中等温下进行甲烷化反应： 在一管式反应器中等温下进行甲烷化反应：
习题2.4答案 习题2.4答案 2.4
A的转化率 XA=82.76%
习题2.5 习题2.5
氨合成塔入口的气体组成为3.5％ 氨合成塔入口的气体组成为3.5％的 3.5 ,20.87％ ,62.6％ ,7.08％ NH3,20.87％的 N2,62.6％的 H2,7.08％ Ar,及5.89％ CH4。该塔是在30 的Ar,及5.89％的CH4。该塔是在30 MPa 压力下操作。 压力下操作。已知催化剂床层中某处的 温度为490℃ 反应气体中氨含量为10 490℃， 温度为490℃，反应气体中氨含量为10 ％（mol）。试计算该处的反应速率 mol）。试计算该处的反应速率。 ％（mol）。试计算该处的反应速率。 Fe催化剂上氨合成反应速率式为 催化剂上氨合成反应速率式为： 在Fe催化剂上氨合成反应速率式为：
习题1.1 习题1.1
在银催化剂上进行甲醇氧化为甲醛的反应：
反应工程课后习题参考答案
1 绪论1.1在银催化剂上进行甲醇氧化为甲醛的反应：3222CH OH O 2HCHO 2H O +→+ 32222CH OH 3O 2CO 4H O +→+进入反应器的原料气中，甲醇：空气：水蒸气=2：4：1.3（摩尔比），反应后甲醇的转化率达72%，甲醛的收率为69.2%。
试计算（1）反应的选择性；（2）反应器出口气体的组成。
解：（1）由（1.7）式得反应的选择性为：0.629Y S 0.961196.11%X 0.720====（2）进入反应器的原料气中，甲醇：空气：水蒸气=2：4：1.3（摩尔比），当进入反应器的总原料量为100mol 时，则反应器的进料组成为2由甲醇的转化率达72%2y x +=72%; 4.27x=69.2% 解得x=18.96; y=0.77 所以，反应器出口气体组成为： CH 3OH:%100221004.27⨯++--y x yx =6.983%空气：%1002210023279.54⨯++--y x y x =40.19% 水： %10022100281.17⨯++++y x y x =34.87%HCHO: %10022100⨯++y x x=17.26%CO 2: %10022100⨯++y x y=0.6983%1.2工业上采用铜锌铝催化剂由一氧化碳和氢合成甲醇，其主副反应如下：23CO 2H CH OH +⇔23222CO 4H (CH )O H O +⇔+242CO 3H CH H O +⇔+24924CO 8H C H OH 3H O +⇔+222CO H O CO H +⇔+由于化学平衡的限制，反应过程中一氧化碳不可能全部转化成甲醇，为了提高原料的利用率，生产上采用循环操作，即将反应后的气体冷却，可凝组份变为液体即为粗甲醇，不凝组份如氢气及一氧化碳等部分放空，大部分经循环压缩机后与原料气混合返回合成塔中。
下图是生产流程示意图放空气体 Akmol/h原料气和冷凝分离后的气体组成如下：组分 原料气 冷凝分离后的气体 CO 26.82 15.49 H 2 68.25 69.78 CO 21.460.82CH40.55 3.62N22.92 10.29粗甲醇的组成为CH3OH 89.15%,(CH3)2O 3.55%,C3H9OH 1.10%,H2O 6.20%,均为重量百分率。
(完整版)化学反应工程课后习题答案.
积分之
2.10在催化剂上进行三甲基苯的氢解反应：
反应器进口原料气组成为66.67%H2,33.33%三甲基苯。在0.1Mpa及523K下等温反应，当反应器出口三甲基苯的转化率为80%时，其混合气体的氢含量为20%，试求：
（1）（1）此时反应器出口的气体组成。
（2）（2）若这两个反应的动力学方程分别为：
组分
摩尔分率yi0
摩尔数ni0(mol)
CH3OH
2/（2+4+1.3）=0.2740
27.40
空气
4/（2+4+1.3）=0.5479
54.79
水
1.3/（2+4+1.3）=0.1781
17.81
总计
1.000
100.0
设甲醇的转化率为XA，甲醛的收率为YP，根据（1.3）和（1.5）式可得反应器出口甲醇、甲醛和二氧化碳的摩尔数nA、nP和nc分别为：
组分
摩尔质量
摩尔分率yi
CO
28
15.49
H2
2
69.78
CO2
44
0.82
CH4
16
3.62
N2
28
10.29
总计
100
其中冷凝分离后气体平均分子量为
M’m=∑yiMi=9.554
又设放空气体流量为Akmol/h，粗甲醇的流量为Bkg/h。对整个系统的N2作衡算得：
5.38B/28×1000+0.1029A=2.92 (A)
20
30
40
50
60
70
试求当进口原料气体流量为50ml/min时CO的转化速率。
解：是一个流动反应器，其反应速率式可用（2.7）式来表示
反应工程考试习题库及答案
第一章 绪论1. 化学反应工程是一门研究______________的科学。
（化学反应的工程问题） 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。
（化学反应、工程问题） 3. _______是化学反应工程的基础。
（ 三传一反）4. 化学反应过程按操作方法分为_______、_______、_______操作。
（分批式操作、连续式操作、半分批式）5. 化学反应工程中的“三传一反”中的三传是指_______、_______、_______。
（传质、传热、动量传递）6. 不论是设计、放大或控制，都需要对研究对象作出定量的描述，也就要用数学式来表达个参数间的关系，简称_______。
（数学模型）7. 在建立数学模型时，根据基础资料建立物料、热量和动量衡算式的一般式为_______。
（累积量=输入量-输出量）8.“三传一反”是化学反应工程的基础，其中所谓的一反是指_______。
（D ） A ．化学反应 B. 反应工程 C. 反应热力学 D. 反应动力学 9.“三传一反”是化学反应工程的基础，下列不属于三传的是_______。
（A ） A. 能量传递 B. 质量传递 C. 热量传递 D. 动量传递 第二章 均相反应动力学1. 均相反应是指_。
（参与反应的物质均处于同一相）2. aA + bBpP + sS 对于反应，则=P r _______)(A r -。
（ap）3.着眼反应组分K 的转化率的定义式为_______。
（00K KK K n n n -=χ）4.当计量方程中计量系数的代数和等于零时，这种反应称为_______，否则称为_______。
（等分子反应、非等分子反应）5. 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 。
反应工程复习题答案
反应工程复习题答案1. 反应速率与哪些因素有关？反应速率与反应物浓度、温度、催化剂以及反应物之间的接触面积等因素有关。
2. 反应速率定律的一般形式是什么？反应速率定律的一般形式为：\[ \text{速率} =k[\text{A}]^m[\text{B}]^n \]，其中 \( k \) 是速率常数，\( [\text{A}] \) 和 \( [\text{B}] \) 分别是反应物A和B的浓度，\( m \) 和 \( n \) 是反应级数。
3. 如何确定反应级数？通过实验数据，绘制反应速率与反应物浓度的关系图，根据斜率确定反应级数。
4. 催化剂对反应速率的影响是什么？催化剂可以显著降低反应的活化能，从而提高反应速率，但不影响反应的平衡位置。
5. 温度对反应速率的影响如何？温度升高会增加反应物分子的动能，增加有效碰撞的次数，从而提高反应速率。
6. 什么是均相反应和非均相反应？均相反应是指反应物和生成物在同一相中进行的反应，而非均相反应是指反应物和生成物在不同相中进行的反应。
7. 什么是反应的热力学和动力学？反应的热力学涉及反应的平衡状态和自由能变化，而动力学则涉及反应速率和反应机理。
8. 如何通过实验确定反应的活化能？通过测量不同温度下的反应速率，使用阿伦尼乌斯方程 \( k = Ae^{-E_a/RT} \) 来确定活化能 \( E_a \)，其中 \( A \) 是指前因子，\( R \) 是气体常数，\( T \) 是绝对温度。
9. 什么是链反应？链反应是一种反应机理，其中反应物分子通过一系列中间体和自由基的连续反应生成产物。
10. 什么是反应的选择性？反应的选择性是指在多步反应中，特定产物生成的比例，通常用来衡量反应的效率和专一性。
生物反应工程原理复习题答案
生物反应工程原理复习题答案一、选择题1. 生物反应器的基本类型包括：A. 搅拌槽式B. 填充床式C. 流化床式D. 所有以上选项2. 微生物生长的四个阶段包括：A. 滞后期B. 对数生长期C. 稳定期D. 衰减期E. 所有以上选项3. 以下哪个不是生物反应器操作模式？A. 批式操作B. 连续操作C. 半连续操作D. 周期性操作二、填空题1. 生物反应器的设计通常需要考虑_________、_________和_________三个主要因素。
2. 在生物反应器中，_________是用来描述微生物生长速率的参数。
3. 微生物的代谢途径可以分为_________代谢和_________代谢。
三、简答题1. 简述批式操作和连续操作的区别。
2. 描述生物反应器中氧气传递的重要性及其影响因素。
四、计算题1. 假设一个生物反应器的体积为1000升，其中微生物的浓度为5克/升。
如果微生物的比生长速率为0.2/小时，计算1小时内生物量的增长量。
2. 给定一个流化床生物反应器，其气体流量为1000升/分钟，气体中氧气的体积分数为21%。
如果反应器的体积为5立方米，计算在30分钟内氧气的总传递量。
五、论述题1. 论述生物反应器中混合和传质的重要性，并举例说明如何优化这些过程。
2. 分析在工业生产中，为什么需要对生物反应器进行规模放大，并讨论规模放大过程中可能遇到的挑战。
六、案例分析题1. 某制药公司使用生物反应器生产抗生素。
在生产过程中，他们发现微生物的生长速率突然下降。
请分析可能的原因，并提出解决方案。
2. 一个废水处理厂使用活性污泥法处理工业废水。
请根据活性污泥法的原理，分析废水处理过程中可能出现的问题，并提出改进措施。
七、实验设计题1. 设计一个实验来评估不同搅拌速度对微生物生长速率的影响。
2. 设计一个实验来测定生物反应器中氧气的溶解度。
八、结束语通过本复习题的练习，希望能够帮助学生更好地理解和掌握生物反应工程的原理，为进一步的学习和研究打下坚实的基础。
化学反应工程习题及答案
题目：全混流连续操作反应器，反应器内温度、浓度处处均匀一致，故所有物料粒子在反应器内的停留时间相同。
正确答案：错题目：相同条件下，分别用下列反应器处理物料，比较反应器有效容积的大小。
①单段全混流反应器（V R1）②四个体积相同的全混流反应器串联（V R2）③两个体积相同的全混流反应器串联（V R3）④平推流反应器（V R4）则（V R4）＞（V R2）＞（V R3）＞（V R1）正确答案：错题目：设备放大，造成微元停留时间分布和返混程度改变，放大时反应结果恶化。
正确答案：对题目：生产能力是相同条件下，单位时间、单位反应器体积所能获得的（产物量），或完成相同生产任务，所需反应器的（体积）。
题目：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。
题目：釜式反应器的基本结构主要包括反应器（壳体）、（搅拌器）、（密封装置）和（换热装置）等。
题目：手孔或人孔的安设是为了检查（内部空间）以及安装和拆卸设备（内部构件）。
题目：釜式反应器中夹套式换热器适用于传热面积（较小），传热介质压力（较低）的情况。
题目：基元反应的级数即为化学反应式的（计量系数），对非基元反应的级数通过（实验）确定。
题目：单一反应利用（转化率）可以确定反应物转化量与产物生成量之间的关系。
题目：间歇反应，只要C ＡＯ相同，无论处理量多少，达一定（转化率）每批所需的（反应时间）相同。
题目：对同一反应在相同条件下，达到相同转化率，全混釜反应器所需有效体积（最大），平推流反应器所需有效体积（最小），多釜串联全混釜所需有效体积（介于其间）。
题目：一级不可逆反应，其反应速率方程为（－r A =kC A a ）,反应时间与转化率的关系为（kt )x 11ln(A =-）。
题目：复合反应动力学为由两个以上（化学反应计量式）或（动力学方程式）表示的化学反应过程。
题目：间歇釜式反应器有效体积不但与（反应时间）有关，还与（非生产时间）有关。
反应工程第三版第八章答案
第八章习题1. 以25℃的水用逆流接触的方法吸收空气中的CO 2，试求在操作时(1) 气膜和液膜的相对阻力是多少？(2) 采用哪种最简单形式的速率方程来设计计算吸收塔。
已知CO 2在空气和水中的传质数据如下： k AG =0.789mol·hr -1·m -2·kPa -1 k AL =0.025m·h -1H A =0.329mol·m -3·kPa -1 解74.24000417.004.019.3039789.01251111110139.8596.121267.11259.3039789.01111AAL AL AL 3ALA AGAG =+=⨯+=+=⨯=+=+=+=-H k k K k H k K总阻力：122.863 气膜1.267，占1.03% 液膜121.596 占98.97% 总阻力：0.040417 气膜0.000417 占1.03% 液膜0.04 占98.97% 所以忽略气膜阻力()⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=-=-=-AL A AG AL AAAG AI AL AI AL Ad d d d c H p S k t n H p c c c S k tn2. 若采用NaOH 水溶液吸收空气中的CO 2，反应过程属瞬间反应CO 2+2OH -=2H 2O+CO 32-吸收温度为25℃(题1数据可用)，请计算：(1) 当p CO2=1.0133kPa ，c NaOH =2mol·L -1时的吸收速率； (2) 当p CO2=20.244kPa ，c NaOH =0.2mol·L -1时的吸收速率； (3) 他们与纯水吸收CO 2比较，速率比是多少？ 解 (1)2 12AG AG AAI 0BL BL 3BL 3AGBL AL AL AG A B 0BL h m mol 8.00133.1789.0d d 0m kmol 2m kmol 064.00133.125789.012----⋅⋅=⨯==-∞→=>⋅=⋅=⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛--=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=p k tn p c c c p D D k k c βαα((2)12AL A AG A 3AIBL AL BLB A 3A AI AI BL 0BL 3BL 3AG BLAL ALAG A B 0BL h m mol 285.2244.20015.16259.3039789.01111d d 015.161066.62.012111066.69.303920244m kmol 2.0m kmol 28.1244.2025789.012------⋅⋅=⨯⨯+=+=-=⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛--+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫⎝⎛+=⨯===>⋅=⋅=⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛--=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=βααβααk H k t n c c D D H p c c c c p D D k k c (3) 纯水吸收CO 2时，β =1 p =1.0133kPa 时，纯水00825.0259.3039789.010133.1d d A=+=-tn用NaOH 吸收8.0d d A =-t n速率比为0.8/0.00825=97纯水吸收CO 2时， p =20.244kPa 时，纯水1648.0259.3039789.01244.20d d A=+=-tn速率比为2.285/0.1648=13.873. 用纯水分别吸收氮气中的NH 3，以及CO 和O 2，已知在操作温度(10℃)下NH 3的溶解度系数H A =990mol·m -3·kPa -1；CO 、O 2溶解度系数H A =9.9×10-3 mol·m -3·kPa -1。
化学工程基础第八章 化学反应工程原理 习题答案
VR = qv,o ⋅ t = 0.8 × 6.24 = 5.0m3
10、在测定动力学数据时常用内循环式无梯度反应器。该反应器实质上是一个全混流反应器。为了判 断是否达到了全混流，以氮作主流体，氢为示踪剂。氢的初始浓度为c0，用阶梯输入法测得反应器出口处氢 的浓度c(t)/c0如下： s/u／min c(t)/co 0 0 4 0.333 9 0.579 14 0.757 24 0.908 34 0.963 44 0.986
0 )] 0
从下图可知，s/u~1n[1−( cc )]为一直线，因此达到了全混。
o
武
汉
ln[1-F(θ)] -2 -3 -4 0 10 20 30 40 s
5
-1
大 学
4 9 14 24 34 −0.405 −0.909 −1.415 −2.386 −3.297
44
−4.269
0
Σt 2 E( t )Δt Σt 2c ( t )Δt − (t )2 = − (t )2 ΣE( t )Δt Σc ( t )Δt
应用题中数据计算得： Σ c(t)Δt = 0.41946, Σt C(t)Δt = 131.94 Σ t2c(t)Δt = 79743.2 131.94 所以 t = = 314.6s 0.41946
（1） （2）
11.294 × 100% = 98.0% 11.52
11 × 1% = 95.5% 11.52
NO 的选择性： β = φ / x = 0.955 或： β = 11.0 11.294 = 97.4%
因为 E(t) =
武
解： t = τ =
t o
故将题中的纵坐标 c(t)扩大 2 倍，即可得 t−E(t)曲线。 习题 4 附图
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_ 。
化学反应工程原理第二版课后练习题含答案
化学反应工程原理第二版课后练习题含答案第一章：化学反应及其动力学1.1 选择题1.在一个二级反应中，反应物消耗的速率是：A. 指数级B. 线性级C. 平方级D. 无法确定答案：A2.在实验室里，观察到以下两个过程：I、反应物浓度显著降低时，反应速率也随之降低；II、加热环境下反应速率明显提高。
从以上两个过程可以推断：A. 反应是随机过程，和反应物数量无关B. 反应是由反应物占据的活性中心引发，活性中心数量随反应物浓度升高而增多C. 反应是由温度升高引起反应物动能升高而加快反应速率D. 反应是由催化剂引发的，加热可提高催化剂效率答案：C1.2 填空题1.在单级分步反应中，反应速率方程为 r=kC_A^m C_B^n ，其中，m+n=……答案：22.在第一级反应中，半衰期的定义为反应物浓度减少到初值的……答案：一半1.3 计算题1.在气相反应 A+B=C 中，当初浓度均为 2mol/L 时，反应速率为0.1mol/L*s，求 5s 后反应物含量（假设反应一级）。
答案：k = r/C_A = r/2 = 0.1/2 = 0.05kt = 0.05 5 = 0.25C_A = C_A0 * e^{-kt} = 2 * e^{-0.25} = 1.22mol/LC_B = C_B0 * e^{-kt} = 2 * e^{-0.25} = 1.22mol/LC_C = C_C0 + (C_A0-C_A) = 2 + (2-1.22) = 2.78mol/L2.在二级反应A+B→C 中，初时只有 A，它以 0.1mol/L的浓度存在；目标是 10min 之后浓度为 0.05mol/L。
反应速率常数为 0.0002L/mol∙min，计算 B 的增长者代表反应物的摩尔量。
答案：k = r/(C_AC_B)r = kC_AC_BdC_A/dt = -r = -kC_AC_BdC_B/dt = -r = -kC_AC_BC_A(t) = C_A0/(1+C_A0C_B0kt)C_B(t) = C_B0/(1+C_A0C_B0kt)10min = 600sC_A(600s) = 0.05mol/L = 0.1mol/L/(1+0.1mol/LC_B00.0002L/mol∙min600s)0.1mol/LC_B00.0002L/mol∙min600s = 1C_B0 = 5mol/L反应物摩尔量 = C_B0t = 5mol/L*600s = 3000mol。
反应工程复习题答案
反应工程复习题答案一、选择题1. 反应工程主要研究的是：A. 反应物的纯度B. 反应器的设计C. 反应速率的控制D. 反应条件的优化答案：C2. 以下哪个不是反应器的基本类型？A. 连续流反应器B. 间歇式反应器C. 半间歇式反应器D. 脉冲反应器答案：D3. 反应速率常数与温度的关系遵循：A. 阿累尼乌斯方程B. 范特霍夫方程C. 亨利定律D. 盖斯定律答案：A二、填空题1. 反应速率的表达式通常为：\[ r = k \cdot C_A^m \cdot C_B^n\]，其中\( k \)是________，\( C_A \)和\( C_B \)是反应物的浓度，\( m \)和\( n \)是反应级数。
答案：速率常数2. 反应器的体积流量与反应物的摩尔流量之间的关系为：\[ Q =\frac{F}{C} \]，其中\( Q \)表示体积流量，\( F \)表示摩尔流量，\( C \)表示反应物的________。
答案：浓度三、简答题1. 描述什么是催化反应，并举例说明。
答案：催化反应是指在催化剂的作用下，反应物分子的活化能降低，从而加速化学反应速率的过程。
催化剂在反应过程中不被消耗。
例如，汽车尾气中的NOx在催化剂的作用下可以被还原为氮气和水。
2. 阐述反应器设计中考虑的主要因素。
答案：反应器设计时需要考虑反应物的浓度、温度、压力、反应速率、反应器的体积和形状、物料的混合程度、热量的传递以及反应器的操作成本等。
四、计算题1. 假设一个一级反应，其速率常数\( k \)为0.1 min\(^{-1} \)，初始浓度\( C_0 \)为1 mol/L。
计算10分钟后反应物的浓度。
答案：根据一级反应的浓度随时间的变化公式\[ C = C_0 \cdote^{-kt} \]，代入数据得\[ C = 1 \cdot e^{-0.1 \cdot 10}\approx 0.37 \] mol/L。
五、论述题1. 讨论温度对化学反应速率的影响，并解释为什么在工业生产中需要控制反应温度。
（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。
《化学反应工程》复习题及答案
化学反应工程单选题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_______。
(P 13）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=_______.（P 13）(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 ）—0.25 （C ）0。
25 （D)0。
57. 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=0.01 mol/L 所需时间t=_______秒。
（P43）（A ）400 （B ）460 (C ）500 （D ）56010. 在间歇反应器中进行等温二级反应A → B ，20.01 /A A r C mol L s -=⋅,当C A0=1 mol/L 时，求反应至C A0=0.01 mol/L 所需时间t=_______秒。
化学反应工程梁斌习题答案
化学反应工程(梁斌)习题答案化学反应工程是研究和优化化学反应过程的学科，涉及到反应的热力学、动力学、传质和传热等方面。
在化学工程中，反应工程是一个非常重要的环节，它直接关系到产品质量、产量和能源消耗等方面。
下面是一些化学反应工程的习题及其答案：1. 对于以下反应：A → B + C，饱和蒸汽中的A浓度为0.1 mol/L。
在一连续流动反应器中，反应速率常数k为0.02 min^-1。
求当反应器长度为10 m时，反应程度的变化。
答案：反应程度可以通过反应物的浓度变化来表示。
根据连续流动反应器的质量平衡方程，可以得到：dC/dL = -kCA其中，C为B的浓度，L为反应器长度，CA为A的浓度。
将该方程进行积分，得到：∫dC/C = -k∫dLln(C/C0) = -kL其中，C0为初始反应物A的浓度。
代入相关数值，可以得到反应程度随反应器长度的变化。
2. 某一反应的活化能为50 kJ/mol，温度升高10 K时，反应速率增加2倍。
求该反应在298 K时的速率常数。
答案：根据阿累尼乌斯方程，可以得到：k1/k2 = exp[(Ea/R) * (1/T2 - 1/T1)]其中，k1和k2分别为温度T1和T2下的速率常数，Ea为活化能，R为气体常数。
代入相关数值，可以求得该反应在298 K时的速率常数。
3. 某一反应的反应速率方程为r = kCACB。
当CA = 0.1 mol/L，CB = 0.2 mol/L时，反应速率为0.05 mol/(L·min)。
求该反应的速率常数。
答案：根据反应速率方程，可以得到：r = kCACB代入相关数值，可以求得该反应的速率常数。
反应工程课后习题参考答案
1 绪论1.1在银催化剂上进行甲醇氧化为甲醛的反应：3222CH OH O 2HCHO 2H O +→+ 32222CH OH 3O 2CO 4H O +→+进入反应器的原料气中，甲醇：空气：水蒸气=2：4：1.3（摩尔比），反应后甲醇的转化率达72%，甲醛的收率为69.2%。
试计算（1）反应的选择性；（2）反应器出口气体的组成。
解：（1）由（1.7）式得反应的选择性为：0.629Y S 0.961196.11%X 0.720====（2）进入反应器的原料气中，甲醇：空气：水蒸气=2：4：1.3（摩尔比），当进入反应器的总原料量为100mol 时，则反应器的进料组成为2由甲醇的转化率达72%2y x +=72%; 4.27x=69.2% 解得x=18.96; y=0.77 所以，反应器出口气体组成为： CH 3OH:%100221004.27⨯++--y x yx =6.983%空气：%1002210023279.54⨯++--y x y x =40.19% 水： %10022100281.17⨯++++y x y x =34.87%HCHO: %10022100⨯++y x x=17.26%CO 2: %10022100⨯++y x y=0.6983%1.2工业上采用铜锌铝催化剂由一氧化碳和氢合成甲醇，其主副反应如下：23CO 2H CH OH +⇔23222CO 4H (CH )O H O +⇔+242CO 3H CH H O +⇔+24924CO 8H C H OH 3H O +⇔+222CO H O CO H +⇔+由于化学平衡的限制，反应过程中一氧化碳不可能全部转化成甲醇，为了提高原料的利用率，生产上采用循环操作，即将反应后的气体冷却，可凝组份变为液体即为粗甲醇，不凝组份如氢气及一氧化碳等部分放空，大部分经循环压缩机后与原料气混合返回合成塔中。
下图是生产流程示意图放空气体 Akmol/h原料气和冷凝分离后的气体组成如下：组分 原料气 冷凝分离后的气体 CO 26.82 15.49 H 2 68.25 69.78 CO 21.460.82CH40.55 3.62N22.92 10.29粗甲醇的组成为CH3OH 89.15%,(CH3)2O 3.55%,C3H9OH 1.10%,H2O 6.20%,均为重量百分率。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
1 绪 论1.1在银催化剂上进行甲醇氧化为甲醛的反应：进入反应器的原料气中，甲醇：空气：水蒸气=2：4：1.3（摩尔比），反应后甲醇的转化率达72%，甲醛的收率为69.2%。
试计算（1） （1） 反应的选择性；（2） （2） 反应器出口气体的组成。
解：（1）由（1.7）式得反应的选择性为：（2）进入反应器的原料气中，甲醇：空气：水蒸气=2：4：1.3（摩尔比），A P 出口甲醇、甲醛和二氧化碳的摩尔数n A 、n P 和n c 分别为：n A =n A0(1-X A )=7.672 moln P =n A0Y P =18.96 moln C =n A0(X A -Y P )=0.7672 mol结合上述反应的化学计量式，水（n W ）、氧气（n O ）和氮气（n N ）的摩尔数分别为：n W =n W0+n P +2n C =38.30 moln O =n O0-1/2n P -3/2n C =0.8788 moln N =n N0=43.28 mol1. 2由于化学平衡的限制，反应过程中一氧化碳不可能全部转化成甲醇，为了提高原料的利用率，生产上采用循环操作，即将反应后的气体冷却，可凝组份变为液体即为粗甲醇，不凝组份如氢气及一氧化碳等部分放空，大部分经循环压缩原料气 Bkg/h 粗甲醇 Akmol/h100kmol 放空气体原料气和冷凝分离后的气体组成如下：（mol ）组分原料气冷凝分离后的气体CO 26.82 15.49H268.25 69.78CO21.46 0.82CH40.55 3.62N22.92 10.29粗甲醇的组成为CH3OH 89.15%,(CH3)2O 3.55%,C3H9OH 1.10%,H2O 6.20%,均为重量百分率。
在操作压力及温度下，其余组分均为不凝组分，但在冷凝冷却过程中可部分溶解于粗甲醇中，对1kg粗甲醇而言，其溶解量为CO29.82g,CO9.38g,H2 1.76g,CH42.14g,N25.38g。
若循环气与原料气之比为7.2（摩尔比），试计算：（1）（1）一氧化碳的单程转换率和全程转化率；（2）（2）甲醇的单程收率和全程收率。
解：（1）设新鲜原料气进料流量为100kmol/h，则根据已知条件，计算进料原料其中xi =yi i i i m i iM’m=∑y i M i=9.554又设放空气体流量为Akmol/h，粗甲醇的流量为Bkg/h。
对整个系统的N2作衡算得：5.38B/28×1000+0.1029A=2.92 (A) 对整个系统就所有物料作衡算得：100×10.42=B+9.554A (B) 联立（A）、（B）两个方程，解之得A=26.91kmol/h B=785.2kg/h反应后产物中CO摩尔流量为FCO=0.1549A+9.38B/(28×1000)将求得的A、B值代入得FCO=4.431 kmol/h故CO的全程转化率为由已知循环气与新鲜气之摩尔比，可得反应器出口处的CO摩尔流量为F’CO,0=100×0.2682+7.2×100×0.1549=138.4 kmol/h所以CO的单程转化率为产物粗甲醇所溶解的CO2、CO、H2、CH4和N2总量D为粗甲醇中甲醇的量为(B-D)X甲/Mm=(785.2-0.02848B) ×0.8915/32=21.25 kmol/h所以，甲醇的全程收率为Y总=21.25/26.82=79.24%甲醇的单程收率为Y单=21.25/138.4=15.36%2 反应动力学基础2.1在一体积为4L的恒容反应器中进行A的水解反应，反应前 A的含量为12.23%（重量），混合物的密度为1g/mL，反应物A的分子量为88。
在等温常压解：利用反应时间与组分A的浓度变化数据，作出CA～t的关系曲线，用镜面法求得t=3.5h时该点的切线，即为水解速率。
切线的斜率为由（2.6）式可知反应物的水解速率为2.2在一管式反应器中常压300℃等温下进行甲烷化反应：催化剂体积为10ml，原料气中CO的含量为3%，其余为N2,H2气体，改变进口原料气流量Q解：是一个流动反应器，其反应速率式可用（2.7）式来表示故反应速率可表示为：用XA ～VR/Q作图，过VR/Q=0.20min的点作切线，即得该条件下的dXA/d(VR/Q)值α。
故CO2.3已知在Fe-Mg催化剂上水煤气变换反应的正反应动力学方程为：式中yCO 和yCO2为一氧化碳及二氧化碳的瞬间摩尔分率，0.1MPa压力及700K时反应速率常数kW等于0.0535kmol/kg.h。
如催化剂的比表面积为30m2/g，堆密度为1.13g/cm3，试计算：（1）（1）以反应体积为基准的速率常数kV。
（2）（2）以反应相界面积为基准的速率常数kg。
（3）（3）以分压表示反应物系组成时的速率常数kg。
（4）（4）以摩尔浓度表示反应物系组成时的速率常数kC。
解：利用（2.10）式及（2.28）式可求得问题的解。
注意题中所给比表面的单位换算成m 2/m 3。
2.4在等温下进行液相反应A+B →C+D ，在该条件下的反应速率方程为： 若将A 和B 的初始浓度均为3mol/l 的原料混合进行反应，求反应4min 时A 的转化率。
解：由题中条件知是个等容反应过程，且A 和B 的初始浓度均相等，即为1.5mol/l ，故可把反应速率式简化，得由（2.6）式可知代入速率方程式化简整理得积分得解得X A =82.76%。
2.5氨合成塔入口的气体组成为3.5%NH 3,20.8%N 2,62.6%H 2,7.08%Ar 及5.89CH 4。
该塔是在30MPa 压力下操作。
已知催化剂床层中某处的温度为490℃，反应气体中氨含量为10%（mol ），试计算该处的反应速率。
在Fe 催化剂上氨合成反应速率式为：逆反应的活化能417.5810/=⨯E J mol 。
450℃时30.5322277()/=⋅k m MPa m h ，且212/=P k k K ，490℃时，Kp 可按下式计算：472log 2047.8/ 2.4943log 1.25610 1.856410 3.206--=--⨯+⨯+p K T T T T 注：m 3为标准立方米。
解：题中给出450℃时的k 2值，而反应是在490℃下，故首先要求出490℃时的k 2值。
利用（2.27）试，求出频率因子A:44217.5810/8.314723162'1617.5810/8.314723430.532exp()exp()2277/ 1.14510exp() 1.14510 1.05510()/.-⨯⨯-⨯⨯-=-===⨯-==⨯=⨯E k A RTE A k e RTE k A e m MPa m h RT490℃的Kp 值由题给公式计算出4722log 2047.8/763 2.4943log763 1.25610763 1.8564107633.206 1.25245.59210 ---=--⨯⨯+⨯⨯+=-=⨯p p K K 求k 1值：求各组分的分压值：反应速率为：2.6下面是两个反应的T-X 图，图中AB 是平衡曲线，NP 是最佳温度曲线，AM 是等温线，HB 是等转化率线。
根据下面两图回答：（1） （1） 是可逆反应还是不可逆反应？（2） （2） 是放热反应还是吸热反应？（3） （3） 在等温线上，A,D,O,E,M 点中哪一点速率最大，哪一点速率最小？（4） （4） 在等转化率线上，H,C,R,O,F 及B 点中，哪一点速率最大，哪一点速率最小？（5） （5） 在C,R 两点中，谁的速率大？（6） （6） 根据图中所给的十点中，判断哪一点速率最大？解： 图2.1 图2.2（1）可逆反应 可逆反应（2）放热反应 吸热反应(3)M 点速率最大，A 点速率最小 M 点速率最大，A 点速率最小(4)O 点速率最大，B 点速率最小 H 点速率最大，B 点速率最小(5)R 点速率大于C 点速率 C 点速率大于R 点速率(6)M 点速率最大 根据等速线的走向来判断H,M 点的速率大小。
2.7在进行一氧化碳变换反应动力学研究中，采用B106催化剂进行试验，测得正反应活化能为49.62910/⨯J mol ,如果不考虑逆反应，试问反应温度是550℃时的速率比反应温度是400℃时的速率大多少倍？解：从题中可知，反应条件除了温度不同外，其它条件都相同，而温度的影响表现在反应速率常数k 上，故可用反应速率常数之比来描述反应速率之比。
2.8常压下，在钒催化剂上进行SO 2氧化反应，原料气组成为7%O 2及82%N 2。
试计算转化率为80%时的最佳温度。
二氧化硫在钒催化剂上氧化的正反应活化能为49.21110/⨯J mol ，化学计量数等于2，反应式为：其平衡常数与温度的关系为：该反应的热效应49.62910/-=⨯r H J mol 。
解：（1）求出转化率为80%时各组分的分压：（2P (3)求平衡温度Te(4)利用（2.31）式求逆反应活化能E 值(5)利用（2.31）式求最佳温度T OP2.9在一恒容反应器中进行下列液相反应：式中r R ,r D 分别表示产物R 及D 的生成速率。
反应用的原料为A 与B 的混合物，其中A 的浓度为2kmol/m 3，试计算A 的转化率达到95%时所需的反应时间。
解：反应物A 的消耗速率应为两反应速率之和，即利用（2.6）式积分之2.10在催化剂上进行三甲基苯的氢解反应：反应器进口原料气组成为66.67%H 2,33.33%三甲基苯。
在0.1Mpa 及523K 下等温反应，当反应器出口三甲基苯的转化率为80%时，其混合气体的氢含量为20%，试求：（1） （1） 此时反应器出口的气体组成。
（2） （2） 若这两个反应的动力学方程分别为：则出口处二甲基苯的生成速率是多少？解：以100mol 为计算基准，设X 为三甲基苯的转化率，Y 为生成的甲苯摩尔数。
（1） （1）66.67-33.33X-Y=20解得Y=66.67-33.33×0.8-20=20.01kmol （甲苯量）生成的二甲基苯量：33.33×0.8-20.01=6.654kmol生成的甲烷量：33.33×0.8+20.01=46.67kmol剩余的三甲基苯量：33.33×（1-0.8）=6.666kmol氢气含量为：20kmol故出口尾气组成为：三甲基苯6.666%，氢气20%，二甲基苯6.654%，甲烷46.67%，甲基苯20.01%。
（2） （2） 由题给条件可知，三甲基苯的出口浓度为：2.11在210℃等温下进行亚硝酸乙脂的气相分解反应：该反应为一级不可逆反应，反应速率常数与温度的关系为14411.3910exp( 1.89710/)()-=⨯-⨯k T s ，若反应是在恒容下进行，系统的起始总压为0.1013MPa ，采用的是纯亚硝酸乙脂，试计算亚硝酸乙脂分解率为80%时，亚硝酸乙脂的分解速率及乙醇的生成速率。