反应工程习题--答案

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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。

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低）。若为二级不可逆反应，CAG增加，则内扩散有效因子 C （A．增大 B.不变 C．降低）。 5．已知一闭式反应器的，该反应器若用多釜串联模型来描述，则模型参数N为（ B ）。 A． 4.5 B. 5.6 C．3.5 D．4.0 6. 由示踪法测得一反应器的停留时间分布密度函数E(t)=min-1，可判别该反应器的流型为( B ) A．平推流 B．全混流 C．轴向分散 D．多级混合 7. 在气固催化反应动力学研究中，为了消除内扩散阻力，一般采用( D )方法。 A．增大器内流速 B．改变反应器流型 C．改变反应器结构 D．减小催化剂粒径 8．下图中阴影面积表示为( C )
明( C ) A．al>a2 B．al<a2 C．活化能E1<E2 D．活化能El>E2 21．等温恒容下进行各步均为一级不可逆串联反应若保持相同的转化率xA，调节反应温度使k2/kl降低，则P的最大得率将 (A ) A．增大 B．减小 C．不变 D．先增后减 22．一个全混流反应器，其有效容积v1=1m3，进行一级不可逆反应，达60％转化率，进料量为Q0l，今改用两只有效容积均为0.5m3的全混流反应器串联操作进行同上反应，反应温度相同，转化率要求不变，则进料量Q02将(A ) A．大于Q0l B.小于0.5Q0l C．等于Q0l D．等于0.5Q0l 23．有两个有效容积不等的全混流反应器串联操作，反应为二级不可逆反应A→P，若大釜在先，小釜在后，出口转化率为xA1，小釜在先、大釜在后，则出口转化率为xA2，两种情况下，进料流速、进料浓度和反应温度均相同，比较xA1和xA2的相对大小为( B ) A．xA1>xA2 B．xA1<xA2 C．xA1=xA2 D．不确定 24．等温零级不可逆液相反应，采用下列三种方案进行： (1)一个1m3的平推流反应器，转化率xA1 (2)两个0.5m3的平推流反应器并联，进料流量平均分配，转化率xA2 (3)两个0.5m3的全混流反应器串联，转化率xA3 上述三种情况进料总流速，进料浓度和反应温度相同xA1、xA2，和 xA3比较为( C ) A．xA1>xA2>xA3 B．xA1=xA2>xA3 C．xA1=xA2=xA3 D。 xA1>xA3>xA2 25．等温液相反应：A →R rR＝k1CA R为目的产物 2R→D rD=k2CR2；现有如下四种方案可供选择 (1)平推流反应器高转化率 (2)平推流反应器低转化率 (3)全混流反应器低转化率 (4)两个等容积全混流反应器串联，高转化率。从提高R的选择性着眼，适宜选择( ) A．(1) B．(2) C．(3) D．(4) 26．已知一反应器用轴向分散模型描述，其Pe>100，可判别该反应器返混程度( B )

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 。

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。

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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），组分摩尔分率y i0 摩尔数n i0(mol)CH32/（2+4+1.3）=0.2740 27.40OH空气4/（2+4+1.3）=0.5479 54.79水 1.3/（2+4+1.3）=0.1781 17.81总计 1.000 100.0A 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 mol组分摩尔数（mol）摩尔分率%7.672 6.983CH3OH18.96 17.26HCHOH2O 38.3 34.87CO2 0.7672 0.6983O2 0.8788 0.7999N2 43.28 39.392 反应动力学基础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%。

2.6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。

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。

化学反应工程考试试题及答案

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

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

这种反应的基本原理是酸和碱互相转化为盐和水的化学反应。

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

2. 请简要描述化学反应速率的定义及影响因素。

答案：化学反应速率是指单位时间内反应物消失或生成物产生的量。

影响化学反应速率的因素有：- 反应物浓度：反应物浓度越大，反应速率越快。

- 温度：温度升高会加快反应速率，因为高温会增加反应物分子的热运动速度。

- 催化剂：催化剂能够降低化学反应的活化能，从而加速反应速率。

- 反应物粒径：反应物粒径越小，表面积越大，反应速率越快。

- 反应物浓度：反应物浓度越大，反应速率越快。

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

《化学反应工程》试题及答案

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

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

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

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

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

求反应进行1 min后，反应物的浓度。

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

《化学反应工程》期末考试试题及答案

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

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

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

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

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

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》试题及答案基础部分

化学反应工程试题库一、填空题1. 质量传递、热量传递、动量传递和化学反应称为三传一反.2. 物料衡算和能量衡算的一般表达式为输入-输出=累积 ;3. 着眼组分A 转化率x A 的定义式为 x A =n A0-n A /n A0 ;4. 总反应级数不可能大于 3 ;5. 反应速率-r A =kC A C B 的单位为kmol/m 3·h,速率常数k 的因次为 m 3/kmol ·h ;6. 反应速率-r A =kC A 的单位为kmol/kg ·h,速率常数k 的因次为 m 3/kg ·h ;7. 反应速率2/1A A kC r =-的单位为mol/L ·s,速率常数k 的因次为 mol 1/2·L -1/2·s ; 8. 反应速率常数k 与温度T 的关系为2.1010000ln +-=Tk ,其活化能为 83.14kJ/mol ; 9.某反应在500K 时的反应速率常数k 是400K 时的103倍,则600K 时的反应速率常数k 时是400K 时的 105 倍;10. 某反应在450℃时的反应速率是400℃时的10倍,则该反应的活化能为设浓度不变 186.3kJ/mol ; 11. 非等分子反应2SO 2+O 2==2SO 3的膨胀因子2SO δ等于 -0.5 ; 12. 非等分子反应N 2+3H 2==2NH 3的膨胀因子2H δ等于 –2/3 ; 13. 反应N 2+3H 2==2NH 3中2N r -= 1/3 2H r -= 1/2 3NH r14. 在平推流反应器中进行等温一级不可逆反应,反应物初浓度为C A0,转化率为x A ,当反应器体积增大到n 倍时,反应物A 的出口浓度为 C A01-x A n ,转化率为 1-1-x A n ;15. 在全混流反应器中进行等温一级不可逆反应,反应物初浓度为C A0,转化率为x A ,当反应器体积增大到n 倍时,反应物A 的出口浓度为A Ax n x )1(11-+-,转化率为AA x n nx )1(1-+;16. 反应活化能E 越大 ,反应速率对温度越敏感;17. 对于特定的活化能,温度越低温度对反应速率的影响越大 ;18. 某平行反应主副产物分别为P 和S ,选择性S P 的定义为 n P -n P0/ n S -n S0 ; 19. 某反应目的产物和着眼组分分别为P 和A 其收率ΦP 的定义为 n P -n P0/ n A0-n A ; 20. 均相自催化反应其反应速率的主要特征是随时间非单调变化,存在最大的反应速率 ; 21. 根据反应机理推导反应动力学常采用的方法有速率控制步骤、拟平衡态 ; 22. 对于连续操作系统,定常态操作是指温度及各组分浓度不随时间变化 ; 23. 返混的定义：不同停留时间流体微团间的混合 ; 24. 平推流反应器的返混为 0 ；全混流反应器的返混为 ∞ ;25. 空时的定义为反应器有效体积与进口体积流量之比 ; 26. 针对着眼组分A 的全混流反应器的设计方程为AA A r x F V-=0; 27. 不考虑辅助时间,对反应级数大于0的反应,分批式完全混合反应器优于全混流反应器; 28. 反应级数>0时,多个全混流反应器串联的反应效果优于全混流反应器; 29. 反应级数<0时,多个全混流反应器串联的反应效果差于全混流反应器; 30. 反应级数>0时,平推流反应器的反应效果优于全混流反应器; 31. 反应级数<0时,平推流反应器的反应效果差于全混流反应器;32. 对反应速率与浓度成正效应的反应分别采用全混流、平推流、多级串联全混流反应器其反应器体积的大小关系为全混流＞多级串联全混流＞平推流；33. 通常自催化反应较合理的反应器组合方式为全混流 + 平推流 ; 34. 相同转化率下,可逆放热反应的平衡温度高于最优温度;35. 主反应级数大于副反应级数的平行反应,优先选择平推流反应器; 36. 主反应级数小于副反应级数的平行反应,优先选择全混流反应器; 37. 要提高串联反应中间产物P 收率,优先选择平推流反应器; 38. 主反应级活化能小于副反应活化能的平行反应,宜采用低温操作; 39. 主反应级活化能大于副反应活化能的平行反应,宜采用高温操作;40. 停留时间分布密度函数的归一化性质的数学表达式⎰∞=00.1)(dt t E ;41. 定常态连续流动系统,F 0= 0 ；F ∞= 1 ;42. 定常态连续流动系统,F t 与E t 的关系⎰=tdt t E t F 0)()(;43. 平均停留时间t 是E t 曲线的分布中心；与E t 的关系为⎰∞=0)(dt t tE t;44. 方差2tσ表示停留时间分布的分散程度；其数学表达式为⎰∞-=022)()(dt t E t t tσ;45. 采用无因次化停留时间后,E θ与E t 的关系为)()(t E t E =θ; 46. 采用无因次化停留时间后,F θ与F t 的关系为 F θ=F t ; 47. 无因次方差2θσ与方差2t σ的关系为222/t t σσθ=;48. 平推流反应器的2θσ= 0 ；而全混流反应器的2θσ= 1 ; 49. 两种理想流动方式为平推流和全混流 ;50. 非理想流动2θσ的数值范围是 0~1 ; 51. 循环操作平推流反应器循环比越大返混越大;52. 循环操作平推流反应器当循环比β= 0 时为平推流；当β= ∞ 时为全混流; 53. 停留时间分布实验测定中,常用的示踪方法为脉冲示踪和阶跃示踪 ; 54. 脉冲示踪法根据检测到的浓度变化曲线可以直接得到 E t 曲线; 55. 阶跃示踪法根据检测到的浓度变化曲线可以直接得到 F t 曲线; 56. 采用脉冲示踪法测得的浓度C A t 与E t 的关系式为 E t= C A t/C 0 ; 57. 采用阶跃示踪法测得的浓度C A t 与F t 的关系式为 F t= C A t/ C A0 ; 58. N 个等体积全混釜串联的停留时间分布的无因次方差2θσ= 1/N ; 59. 多级全混釜串联模型当釜数N= 1 为全混流,当N= ∞ 为平推流; 60. 全混流的E t=tt te -1；F t=tt e --1;61. 平推流的E t=0 当t t ≠、=∞当t t = ；F t= 0 当t t <、=1当t t ≥;62. 轴向分散模型中,Pe 准数越小返混越大;63. 轴向分散模型中Peclet 准数的物理意义是代表了流动过程轴向返混程度的大小 ; 64. 对于管式反应器,流速越大越接近平推流；管子越长越接近平推流; 65. 为使管式反应器接近平推流可采取的方法有提高流速和增大长径比 ; 66. 对于平推流反应器,宏观流体与微观流体具有相同的反应结果; 67. 工业催化剂所必备的三个主要条件：选择性高、活性好和寿命长 ; 68. 化学吸附的吸附选择性要高于物理吸附的吸附选择性; 69. 化学吸附的吸附热要大于物理吸附的吸附热;70. 化学吸附常为单分子层吸附,而物理吸附常为多分子层吸附; 71. 操作温度越高物理吸附越弱 ,化学吸附越强；72. 在气固相催化反应中动力学控制包括表面吸附、表面反应和表面脱附 ; 73. 气固相催化反应本征动力学指消除内外扩散对反应速率的影响测得的动力学; 74. 气固相催化反应的本征动力学与宏观动力学的主要区别是前者无内外扩散的影响;75. 在气固相催化反应中测定本征动力学可以通过提高气体流速消除外扩散、通过减小催化剂颗粒粒度消除内扩散;76. 固体颗粒中气体扩散方式主要有分子扩散和努森扩散 ;77. 固体颗粒中当孔径较大时以分子扩散为主,而当孔径较小时以努森扩散为主; 78. 气固相催化串联反应,内扩散的存在会使中间产物的选择性下降 ; 79. 气固相催化平行反应,内扩散的存在会使高级数反应产物的选择性下降 ; 80. Thiele 模数的物理意义反映了表面反应速率与内扩散速率之比 ;81. 催化剂的有效系数为催化剂粒子实际反应速率/催化剂内部浓度和温度与外表面上的相等时的反应速率;82. 催化剂粒径越大,其Thiele 模数越大 ,有效系数越小；83. 气固相非催化反应缩核模型中气相反应物A 的反应历程主要有三步,分别是气膜扩散、灰层扩散和表面反应 ;84. 自热式反应是指利用反应自身放出的热量预热反应进料 ; 85. 固定床反应器的主要难点是反应器的传热和控温问题 ;86. 多段绝热固定床的主要控温手段有段间换热、原料气冷激和惰性物料冷激 ; 87. 固定床控制温度的主要目的是使操作温度尽可能接近最优温度线 ;88. 固体颗粒常用的密度有堆密度、颗粒密度和真密度,三者的关系是真密度＞颗粒密度＞堆密度; 89. 对于体积为VP 外表面积为a P 的颗粒其体积当量直径为3/6πP V 当量直径为P P V a /6;90. 固定床最优分段的两个必要条件是前一段出口反应速率与下一段进口相等和每一段的操作温度线跨越最优温度线; 二、计算分析题1. 在恒容条件下,反应A+2B==R,原料气组成为C A0=C B0=100kmol /m 3,计算当C B =20 kmol /m 3时,计算反应转化率x A 、x B 及各组分的浓度;解：在恒容条件下：x B = C B0- C B / C B0=0.8由C A0- C A = C B0- C B /2得到：C A =60 kmol /m 3x A = C A0- C A / C A0=0.42. 在恒压条件下,反应A+2B==R,原料气组成为C A0=C B0=100kmol /m 3,计算当C B = 20 kmol /m 3时,反应转化率x A 、x B 及各组分的浓度; 解：δB =1-1-2/2=-1;y B0=0.5n =n 01+ y B0δB x B = n 01-0.5 x B 在恒压条件下：V =V 0 n /n 0= V 01-0.5x BC B =n B /V= n B01- x B /V 01-0.5x B = C B01- x B / 1-0.5x B x B =8/9n A0- n A = n B0- n B /2x A = n A0- n A / n A0= n B0- n B /2 n A0= n B0- n B /2 n B0=0.5 x B =4/93. 串联-平行反应A+B==R,A+R==S,原料中各组分的浓度为C A0=2.0mol /L ,C B0=4.0 mol /L ,C R0=C S0=0,在间歇反应器中恒容操作一定时间后,得到C A =0.3mol /L ,C R =1.5 mol /L ,计算此时组分B 和S 的浓度; 解：在恒容条件下：ΔC A1= C B0-C B ；ΔC A2= C S ；C R = C B0-C B -C S ；C A0-C A =ΔC A1+ΔC A2得到：C S = C A0-C A - C R /2=2.0-0.3-1.5/2=0.1 mol /LC B = C B0- C R -C S =4.0-1.5-0.1=2.4 mol /L4. 在间歇反应器中进行等温2级、1级、0级均相反应,分别求出转化率由0至0.9所需的时间与转化率由0.9至0.99所需时间之比; 解：在间歇反应器中： ⎰-=21A A x x A A A r dx Ct 0级反应：)(120021A A A x x AA x x kC kdx Ct A A -==⎰,109.099.009.099.0~9.09.0~0=--=t t 1级反应：210011ln 1)1(21A A x x A A A A x x k x kC dx Ct A A --=-=⎰,1ln ln 99.019.019.010199.0~9.09.0~0==----t t 2级反应：⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---=-=⎰22022011111)1(21A A A x x A A A x x kC x kC dx Ct A A A ,1.09.01199.0110119.01199.0~9.09.0~0=--=----t t 5. 在等温恒容条件下进行下列气相反应：A →2R 其反应速率方程为Vn k dt dn V r A AA =-=-1,试推导：（1）以A 组分转化率x A 表示的反应速率方程；（2）以总压P 表示的速率方程;假定原料组分为50%A 和50%惰性气体,气体为理想气体;解：1Vx n k dt dx V n A A AA )1(00-= 2δA =2-1/1=1 y A0=0.5 n =n 01+ y A0δA x A = n 01+0.5 x Ax A =2n /n 0-2=2P /P 0-26. 在间歇反应器中进行等温二级反应A==B,反应速率：)/(01.02s L mol C r A A ⋅=-当C A0分别为1、5、10mol/L 时,分别计算反应至C A =0.01mol/L 所需的时间; 解：在间歇反应器中可视为恒容反应可视为：201.0AA C dtdC =-当C A0=1mol/L 时,t =9900s 当C A0=5mol/L 时,t =9950s 当C A0=10mol/L 时,t =9990s7. 试画出反应速率常数k 与温度T解：RTEek k -=0ln k 与1/T 作图为一直线8. 某气相恒容反应在400K 时的速率式为：237.0A A p dtdp =-MPa/h,1试问反应速率常数的单位是什么 2若速率式写成2A A AkC Vdtdn r =-=- kmol/m 3·h,试问此反应的速率常数为多少解：1反应速率常数的单位：h ·MPa -1 26331011010⨯=⨯=⨯A A A P RT C V n Vdt dn RT dt dP A A 310-= A A RTC P 310-= 2.1400314.81037.01037.033=⨯⨯⨯=⨯=--RT k m 3/ kmol ·h9. 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5min 内有50%的A 分解,要达到分解率为75%,问需多少反应时间若反应为2级,则需多少反应时间解：一级反应：)1ln(111ln 1)1(000A A x A A A A x k x k x kCdx Ct A --=-=-=⎰ 二级反应：A A A x A A A x x kC x kC dx C tAA -•=-=⎰11)1(00220010. 液相自催化反应A==B 的速率方程为B A AAC kC dtdC r =-=-mol/L ·h,在等温间歇釜中测定反应速率,C A0=0.95mol/L,C B0=0.05mol/L,经过1小时后可测得反应速率最大值,求该温度下的反应速率常数k ; 解：C B =C A0+C B0-C A =1-C A)1(A A AA C kC dtdC r -=-=- 反应速率最大时：0)21()(=-=-dtdCC k dt r d A A A ,得到C A =0.5 mol/L 对反应速率式积分得到⎥⎦⎤⎢⎣⎡--=)1()1(ln 00A A A A C C C C kt ,代入数据得到k =2.944 L/mol ·h11. 对于气相反应：A →3P 其反应速率方程为-r A =kC A ,试推导在恒容条件下以总压P 表示的反应速率方程;假定原料为50%A 和50%惰性组分,气体符合理想气体; 解：在恒容条件下)1(00A A AA A x kC dtdx C r -==- δA =3-1/1=2 y A0=0.5 n =n 01+ y A0δA x A = n 01+ x Ax A =n /n 0-1=P /P 0-112. 对于气相反应：A →3P 其反应速率方程为-r A =kC A ,在一平推流反应器中进行等温恒压反应;已知反应器体积为V ,原料体积流量为v 0,初始浓度为C A0;试推导：其反应器设计方程,并以A 组分转化率x A 表示成易积分的形式;假定原料为纯A,气体符合理想气体; 解：δA =3-1/1=2 y A0=1等温恒压：v =v 01+ y A0δA x A = v 01+2x A13. 在一全混流反应器中进行下列一级不可逆串联反应：目的产物为P,反应器体积为V ,体积流量为v 0,进料为纯A 组分,浓度为C A0; 1各组分的浓度表达式；2导出产物P 的总收率、选择性表达式；3导出产物P 浓度达到最大所需的空时,即最优空时; 解：全混流反应器中对A 组分作物料衡算对P 组分作物料衡算： P 的总收率：τ200011k C C C n n n n A A P A A P P P +=-=--=ΦP 的总选择性：τ2001k C C n n n n S S P S S P P P ==--=P 的浓度达到最大需满足：0=τd dC P得到最优空时：211k k =τ 14. 某一级气相反应A==2P,反应速率常数k =0.5min -1,按下列条件进行间歇恒容反应,1min 后反应器内的总压为多少反应条件：11atm 纯A ；2 10atm 纯A ；31atm A 和9atm 惰性气体; 解：一级反应：)1(A Ax k dtdx -= 393.0115.0=-=-=--e e x kt A δA =2-1/1=1 n =n 01+δA y A0x A = n 01+ y A0x A P =P 0 1+ y A0x A(1) 1atm 纯A ：y A0=1 P =P 0 1+ y A0x A =1.393atm (2) 10atm 纯A ：y A0=1 P =P 0 1+ y A0x A =13.93atm(3) 1atm A 和9atm 惰性气体：y A0=0.1 P =P 0 1+ y A0x A =10.393atm15. 某二级液相反应A+B==C,已知在间歇全混釜反应器中达到x A =0.99需反应时间为10min,问：1在平推流反应器中进行时,空时τ为多少 2在全混流反应器中进行时,空时τ为多少 3若在两个等体积串联全混流反应器中进行时,空时τ又为多少解：2A A kC dt dC =-9.999.0199.0101110=-⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-•=A A A x x t kC 1在平推流反应器中：min 1099.0199.09.9111=-⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-•=A A A x x kC τ2在全混流反应器中：min 1000)99.01(9.999.0)1(220=-⨯=-=A A A x kC x τk 1k 2APS3两个等体积串联全混流反应器中：第一个釜2101)1(5.0A A A x kC x -=τ 第二个釜22012)1(5.0A A A A x kC x x --=τ由试差法计算得到：τ=51.5min16. 自催化反应A+R →2R 其速率方程为：-r A =kC A C R（1）在等温条件下进行反应,已知C A0和C R0,要求最终转化率为x Af ;为使反应器体积最小;试问：最合适的理想反应器组合方式；（2）此最小反应器总体积表达式；（3）在F A0/-r A ～x A 图上表示各反应器的体积;解：1最合适的理想反应器组合方式：全混釜反应器串联平推流反应器 2反应速率最大点是两个反应器的分界点;C A +C R = C A0+C R0 C R = C A0+C R0-C A = C M -C A 反应速率最大时,d -r A /dt =0 C A =0.5C M ①若C Af ≥0.5C M ,即0002A R A Af C C C x -≤,仅用一个全混釜即可②若C Af ＜0.5C M ,即002A R A Af C C C x ->全混釜体积：)()(2)2(2)(00200002000R A R A M A M R A A A m C C C C k v C C kC v C kC C C v V -+=-=-=平推流体积：⎰-=AfMCC R A AP C kC dC v V 5.00 )1(ln )(000000Af A Af A R R A P x C x C C C C k v V --+= V =V m +V P17. 对于反应速率方程为nA A kC r =-的液相反应,为达到一定的生产能力,试讨论当n ＞0、n =0和n ＜0时,如何选择型式平推流或全混流使反应器体积最小,并简单说明理由,并在A AA x r F ~0-图上表示反应器的体积;解：当n =0时,反应速率与反应物浓度无关,故与反应器型式无关;当n ＞0时,反应速率与反应物浓度呈正效应,而平推流反应器的浓度水平明显高于全混流型式,故选择平推流反应器;当n ＜0时,反应速率与反应物浓度呈负效应,而平推流反应器的浓度水平明显高于全混流型式,故选择全混流反应器;18.420K,反应器体积为V ,则V m /V p 之值应为多少 2若V m /V p =1,解：1A A A A m x x kC F V -•=100 AA A P x kC F V -=11ln 00 2V m /V p =1,同样得到：94.211ln /1=--=AA A P m x x x k k mRTE ek k m -=0 pRTEek k p -=094.2)(11=-mT P T R E e代入数据得到：T m =440K19. 等温二级反应,依次经过体积相等的平推流反应器和全混流反应器,出口转化率为0.99,若将两个反应器改换次序,问出口转化率为多少解：等温二级反应得到,平推流AinAout A x x kC ---=11110τ全混流：20)1(Aout AinAout A x x x kC --=τ将平推流反应器+全混流反应器时的条件代入,计算得到：kC A0τ=61.53 全混流反应器+平推流反应器：先计算全混流出口x A =0.884 全混流出口x A 就是平推流进口x A ,计算平推流出口x A =0.98620. 等温一级反应,依次经过体积相等的平推流反应器和全混流反应器,出口转化率为0.99,若将两个反应器改换次序,问出口转化率为多少解：等温一级反应得到,平推流AoutAinx x k --=11lnτ全混流：AoutAinAout x x x k --=1τ将平推流反应器+全混流反应器时的条件代入,计算得到：k τ=3.175 全混流反应器+平推流反应器：先计算全混流出口x A =0.760全混流出口x A 就是平推流进口x A ,计算平推流出口x A =0.9921. 液相二级不可逆反应A+B==C,C A0=C B0,在平推流反应器进行试验,当τ=10min 时x A =0.99,问在相同温度下为达到相同转化率,采用1在全混流反应器中进行时,空时τ为多少 2若在两个等体积串联全混流反应器中进行时,空时τ又为多少22. 在恒温恒容下进行下式所示的自催化反应：A+R →2R,其速率方程为R A AC kC r =-,初始浓度分别为0A C 和0R C ,试推导其在间歇釜中达到最大反应速率时的时间和A 组分的浓度,若采用连续操作,应采用何种理想反应器组合方式,可使反应器总体积最小,并用示意图进行表示; 23. 平行反应：其中P 为目的产物,在等温操作中,证明：采用全混流反应器最大产物浓度C Pmax =C A0；采用平推流反应器最大产物浓度C Pmax = C A0/1+ C A0;24. 等温一级不可逆串联反应A −→−1k R −→−2k S,进料为纯A 浓度为C A0,连续操作空时为τ,试分别推导出反应器出口各组分的浓度：1平推流反应器；2全混流反应器; 25. 等温一级不可逆平行反应：进料为纯A 浓度为C A0,连续操作空时为τ,试分别推导出反应器出口各组分的浓度：1平推流反应器；2全混流反应器;26. 试分别在图上画出下列流动模型的停留时间分布函数F t 和停留时间分布密度函数E t 曲线：举出与它有相同停留时间分布的另一种流动模型,这说明了什么问题; 27. 液相反应从有利于产品分布的观点,1将下列操作方式按优→劣顺序排列,并说明理由; 2若反应活化能E 1>E 2,应如何选择操作温度28. ;29.试采用阶跃示踪法推导全混流反应器的停留时间分布函数和分布密度函数;30. 画出平推流反应器、全混流反应器、平推流和全混流反应器串联及全混流和平推流反应器串联的停留时间分布密度函数E t 和分布函数F t31. F θ和E θ分别为闭式流动反应器的无因次停留时间分布函数和停留时间分布密度函数;AP r P =1S rS =2C A T r T =C A 2AP r P =k 1C A S r S =k 2C AA+BS 副反应 r S =k 2C A 2.0C B 0.2R 主反应 r R =k 1C A 0.6C B 1.2①② ③1若反应器为平推流反应器,试求：a F 1；b E 1；c F 0.8；d E 0.8；e E 1.2 2若反应器为全混流反应器,试求：a F 1；b E 1；c F 0.8；d E 0.8；e E 1.2 3若反应器为一非理想反应器,试求：a F ∞；b E ∞；c F 0；d E 0；e⎰∞)()(θθd E ；f ⎰∞)()(θθθd E32. 丁烯在某催化剂上反应的到丁二烯的总反应为C 4H 8A== C 4H 6B+ H 2C假设反应按如下步骤进行：A+σ⇔A σ A σ⇔B σ+C B σ⇔B+σ假定符合均匀吸附模型,试分别推导动力学方程：（1） A 吸附控制；（2） B 脱附控制；（3）表面反应控制;33. 乙炔与氯化氢在HgCl 2-活性炭催化剂上合成氯乙烯的反应C 2H 2 A + HCl B== C 2H 3Cl C其动力学方程式可有如下几种形式：12)1/()/(C C B B A A C B A p K p K p K K p p p k r +++-= 2)1/(B B A A B A A p K p K p p kK r++=3)1/(C C B B B A B p K p K p p kK r ++= 试分别列出反应机理和控制步骤34. 气固相催化反应：A+B==C,其反应机理如下：A+σ⇔A σ B+σ⇔B σ A σ+B ⇔ C σ C σ⇔C+σ假定符合Langmuir 均匀吸附模型,试分别推导动力学方程：（1） A 吸附控制；（2） C 脱附控制；（3）表面反应控制;35. 在气固相催化剂表面进行下列气相可逆反应：A +B ==R其反应机理为： A +σ1＝A σ1B +σ2＝B σ2A σ1+B σ2→R σ1+σ2 速率控制步骤 R σ1＝R +σ1试用Langmuir 均匀吸附模型导出该反应的本征动力学方程; 36. 某气固相催化反应：A==R,其动力学方程式为)1/(R R A A A A A p K p K p kK r ++=-以催化剂质量为基准试导出平推流式的等温积分反应器中转化率x A 与W /F A0的关系式37. 试列出气固相催化反应通常所经历的步骤,并区分动力学控制和传递控制;38. 试叙述气固相催化反应中Thiel 模数φs 和有效系数η的物理意义；对于本征动力学的测定应如何消除内外扩散的影响;39. 某非催化气固相反应：Ag+2Bs==Rg+Ss,假定固体反应物为球型颗粒,若过程为气膜扩散控制,试采用缩核模型推导其动力学方程t 与x B 的关系;提示：气膜扩散方程：)(1AS AG G AR C C k dtdn S -=-；n B =ρm V c =m c r ρπ334 40. 某非催化气固相反应：Ag+2Bs==Rg+Ss,假定固体反应物为球型颗粒,若过程为非反应核表面反应控制,试采用缩核模型推导其动力学方程t 与x B 的关系;提示：表面反应：AS s Ar C k dtdn S c =-1；n B =ρm V c =m c r ρπ334 41. 试列出气固相非催化反应中缩核模型的反应历程,并说明与缩粒模型的差别;42. 试说明反应器设计中产生放大效应的原因；为提高放大的可靠性,应如何应用反应工程知识对系统进行研究;43. 在全混流反应器中进行不可逆放热反应,其放热和移热线如下图所示：试1指明稳定的定常态操作点,写出热稳定性的判据；2实际生产中如何进行开、停车操作,并在图中画出; 44. 采用中间冷却的三段绝热固定床进行气固相催化反应,标明图中各条线的名称,根据最优分段的要求画出整个过程的操作线;45.一级可逆反应A==B,对不同控制步骤绘出反应物A在催化剂颗粒内部与气膜中的浓度分布;其中：主体浓度为C Ag；颗粒表面浓度为C As；颗粒中心浓度为C Ai；平衡浓度为C Ae;动力学控制内扩散控制外扩散控制。

化学反应工程试题及答案

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

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

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

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

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

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

答案：2-32. 反应器的停留时间分布可以通过______来描述。

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

答案：鼓泡或喷动4. 反应器的体积传质系数通常用______表示。

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

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

答案：反应器的类型包括管式反应器、搅拌槽反应器、流化床反应器等。

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

2. 描述如何通过实验测定反应速率常数k。

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

反应工程期末考试试题及答案解析

反应工程期末考试试题及答案解析# 反应工程期末考试试题及答案解析一、选择题（每题2分，共20分）1. 反应工程中，反应速率常数与温度的关系遵循以下哪个方程？A. Arrhenius方程B. Van't Hoff方程C. Le Chatelier原理D. Nernst方程答案：A2. 在恒温恒压条件下，下列哪种反应的速率表达式是线性的？A. 零级反应B. 一级反应C. 二级反应D. 三级反应答案：A3. 反应器中，若反应物A的浓度由C0降至Ct，对于一级反应，反应物A的转化率Xt是多少？A. Xt = C0 - CtB. Xt = C0 / CtC. Xt = 1 - Ct / C0D. Xt = ln(C0 / Ct)答案：C4. 以下哪种类型的反应器是理想混合反应器？A. 连续搅拌槽反应器（CSTR）B. 填充床反应器（PBR）C. 管式反应器（PFR）D. 固定床反应器答案：A5. 以下哪个参数不是描述反应器性能的？A. 转化率B. 选择性C. 产量D. 停留时间分布答案：C6. 催化剂的作用是什么？A. 提高反应物浓度B. 改变反应的平衡位置C. 降低反应的活化能D. 增加反应物的摩尔质量答案：C7. 反应动力学参数通常通过哪种方法获得？A. 理论计算B. 实验测定C. 经验公式D. 反应平衡常数答案：B8. 在反应器设计中，为什么需要考虑反应器的体积？A. 为了控制成本B. 为了确保足够的反应时间C. 为了提高反应物的转化率D. 为了增加反应器的使用寿命答案：B9. 以下哪个不是影响反应速率的因素？A. 温度B. 压力C. 催化剂D. 反应物的摩尔质量答案：D10. 在反应工程中，哪个参数与反应速率成正比？A. 反应物浓度B. 反应物的摩尔质量C. 反应器的体积D. 反应器的表面积答案：A二、简答题（每题10分，共20分）1. 简述连续搅拌槽反应器（CSTR）的工作原理。

答案解析：连续搅拌槽反应器（CSTR）是一种理想混合反应器，其工作原理是反应物连续不断地进入反应器，同时产物也连续不断地从反应器排出。

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。

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。

《化学反应工程》试题及参考答案

《化学反应工程》习题答案一、单选题1、下列属于均相反应的是（ B ）A 煤炭燃烧B 氢气燃烧C 离子交换D 加氢裂解2、一级连串反应AS K 1K 2P 在全混流釜式反应器中，则目的产物P 的最大浓度=max ,P C （B ） A 122)(210K K K A K K C − B 22/1120]1)/[(+K K C A C 122)(120K K K A K K C − D 22/1210]1)/[(+K K C A3、反应器中等温进行着A →P(1)和A →R(2)两个反应，当降低A 的浓度后，发现反应生成P 的量显著降低，而R 的生成量略降低，表明( A )A 反应(1)对A 的反应级数大于反应(2)B 反应(1) 对A 的反应级数小于反应(2)C 反应(1)的活化能小于反应(2)D 反应(1)的反应速率常数大于反应(2)4、四只相同体积的全混釜串联操作，其无因次停留时间分布的方差值 2θσ为( B )A 10B 025C 050D 05、全混流反应器的返混为（ B ）A 最小B 最大C 零D 一样大6、催化剂在使用过程中会逐渐失活，其失活速率式为dm i d C k dt d ψψ=−，当进料中的杂质吸附极牢以及对产物无内扩散阻力时，d 为（ A ）A ≈0B =1C →3D ≈17、对一平行—连串反应R A QP A → → → )3()2()1( ，P 为目的产物，若活化能次序为：E2<E1<E3，为了目的产物的收率最大，则最佳操作温度序列为（ B ）。

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