反应工程 习题1
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：
化学反应工程练习题
化学反应⼯程练习题化学反应⼯程练习题⼀．填空1.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__________。
2. 拟均相模型：对于多相催化反应，忽略催化剂内外__________和__________的差异，将反应当成均相反应。
3.反应器处在⾮稳定的操作状态下，当操作参数有⼩的扰动，反应器的局部地⽅或整个反应器中的温度便会⼤幅度地上升的现象，称为__________。
4. 对于恒容的平推流管式反应器__________、__________、__________⼀致。
5.全混流反应器的空时τ是__________与__________之⽐。
6.消除外扩散影响最有效的措施是__________；消除内扩散影响最有效的措施是__________。
7. 在有滞留区存在的釜式反应器E(θ)图中，，当θ=0时，E(θ)=__________1（填<，>或=）。
8. 平推流反应器的F 函数的⽆因次时间表达式为__________，其⽆因次⽅差σ2＝__________，⽽全混流反应器的⽆因次⽅差σ2＝__________。
9.脉冲⽰踪法根据检测到的浓度变化曲线可以直接得到__________曲线，阶跃⽰踪法根据检测到的浓度变化曲线可以直接得到__________曲线。
10. 某⼀级不可逆⽓固催化反应，在反应温度150℃下，测得k P =5s -1,有效扩散系数D eA =0.2cm 2/s 。
当颗粒直径为0.1mm 时，内扩散系数为。
11. ⼀级不可逆液相反应，A → 2R ，L kmol C A /3.20=，出⼝转化率7.0=A X ，每批操作时间2.06h ，装置的⽣产能⼒为50000 kg 产物R/天，=60，则反应器的体积V 为_______。
12. 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10 min ，在平推流反应器中进⾏时，空时τ=__________。
(完整版)化学反应工程习题
化学反应工程习题第一部分：均相反应器基本理论1、试分别写出N 2+3H 2=2NH 3中用N2、H 2、NH 3的浓度对时间的变化率来表示的该反应的速率；并写出这三种反应速率表达式之间的关系。
2、已知某化学计量式为S R B A 2121+=+的反应，其反应速率表达式为B AA C C r 5.02=，试求反应速率B r =？；若反应的化学计量式写成S R B A +=+22，则此时反应速率A r =？为什么？3、某气相反应在400 oK 时的反应速率方程式为221061.3AA P d dP -⨯=-τh kPa /，问反应速率常数的单位是什么？若将反应速率方程改写为21AA A kC d dn V r =⨯-=τh l mol ./，该反应速率常数k 的数值、单位如何？4、在973 oK 和294.3×103Pa 恒压下发生下列反应：C 4H 10→2C 2H 4+H 2 。
反应开始时，系统中含丁烷为116kg ，当反应完成50%时，丁烷分压以235.4×103Pa /s 的速率发生变化，试求下列项次的变化速率：（1）乙烯分压；（2）H 2的摩尔数；（3）丁烷的摩尔分率。
5、某溶液反应：A+B →C ，开始时A 与B 摩尔数相等，没有C ，1小时后A 的转化率为75%，当在下列三种情况下，2小时后反应物A 尚有百分之几未反应掉？ （1）对A 为一级、B 为零级反应； （2）对A 、B 皆为一级反应； （3）对A 、B 皆为零级反应。
6、在一间歇反应器中进行下列液相反应： A + B = R A + R = S已知原料组成为C A0 = 2 kmol/m 3，C B0 = 4 kmol/m 3，C R0 = C S0 = 0。
反应混合物体积的变化忽略不计。
反应一段时间后测得C A = 0 .3 kmol/m 3，C R = 1.5 kmol/m 3。
计算这时B 和S 的浓度，并确定A 的转化率、生成R 的选择性和收率。
化学反应工程陈晓01习题
2021/8/11
8
★ ★ ★变容反应过程
适用于气相反应 如果产物反应物的计量系数不匹配，恒压
，则变容。 变容，则浓度变化，影响反应速率 膨胀因子和膨胀率
2021/8/11
9
膨胀因子
反应式： aA bB rR sS
计量方程： II AA BB RR SS 0
定义膨胀因子：
A
I
A
即关键组份A的膨胀因子等于反应计量系数 的代数和除以A组分计量系数的相反数。
4.038mol 22400mL / mol 62.81mL / min
24h / d 60 min/ h
2021/8/11
3
习题1.2：210ºC等温条件下，进行亚硝酸乙酯的气相分解反应
C2H5ONO NO+0.5CH3CHO+0.5C2H5OH
该反应为一级不可逆反应，反应速率常数与温度的关系为
求该反应的活化能和指前因子。
解：由阿累尼乌斯公式得
k
k0
exp(
E RT
)
ln
k
ln
k0
E RT
ln
0.117
ln
k0
E R(273.13
58.1)
E 45.316kJ / mol
ln
0.296
ln
k0
E R(273
77.9)
k0 1.64106
2021/8/11
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习题1.8：用纯组分A在一恒容间歇反应器中进行可逆反应 A=5/2P，实验测得反应体系的压力数据为：
B2 4 A2
C A
B 2A
B2 4 A2
C A
令 D B2 C
化学反应工程第一章习题参考答案
2010级第一章习题参考答案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）反应的选择性；（2）反应器出口气体的组成解一：（1）由（1-17）式得反应的选择性为：0.629YS0.961196.11%X0.720====（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设甲醇的转化率为A P醛和二氧化碳的摩尔数nA 、nP和nc分别为：n A=n A0(1-X A)=7.672 mol n 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（nW ）、氧气（nO）和氮气（nN）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 mol n N=n N0=43.28 mol解二：（1）根据定义：目的产物收率L AY=A消耗于主产物上的关键组分的量进入反应系统的的初始量目的产物选择率L AS=A消耗于主产物上的关键组分的量转化了的关键组分的量反应物的转化率AAAx转化了的关键组分的量＝进入反应系统的的初始量转化率、收率和选择率的关系Y=SAx已知：x CH3OH = 72% Y HCHO = 69.2%则%11.96%72%2.693===OHCHHCHOxYS（2）为方便计算，设进入反应器的甲醇的物质的量为2mol ，则即反应后混合气体中：N CH3OH = 2*(1-72%) =0.56molN HCHO = 2*69.2%=1.384molN H2O =1.3+2*69.2%+2*(72%-69.2%)*4/2=2.796molN CO2 = 2*(72%-69.2%)=0.056molN 空气 = 4-2*69.2%*1/2-2*(72%-69.2%)*3/2=3.224mol(其中N O2 = 4*21%-2*69.2%*1/2-2*(72%-69.2%)*3/2=0.064molN N2 = 4*79%=3.16mol ）总物质的量为：N T = 0.56+3.224+1.384+2.796+0.056=8.02mol各组分组成为：y CH3OH =0.56/8.02*100%=6.98%y 空气 = 3.224/8.02*100%=40.20%（其中y O2=0.80%,y N2=39.4%）y HCHO =1.384/8.02*100%=17.26%y H2O =2.796/8.02*100%=34.86%y CO2 = 0.056/8.02*100%=0.70%1-5 某气-固一级不可逆催化反应，按单位质量催化剂表示的本征动力学方程为A w A f k dW dN =-，式中f A 为反应组分A 的逸度。
(完整版)反应工程课后答案完整版.
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》复习题及答案 (1)
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。
化学反应工程第二版课后答案
第一章习题1化学反应式与化学计量方程有何异同?化学反应式中计量系数与化学计量方程中的计量系数有何关系?答：化学反应式中计量系数恒为正值，化学计量方程中反应物的计量系数与化学反应式中数值相同，符号相反，对于产物二者相同。
2 何谓基元反应?基元反应的动力学方程中活化能与反应级数的含义是什么?何谓非基元反应?非基元反应的动力学方程中活化能与反应级数含义是什么?答：如果反应物严格按照化学反应式一步直接转化生成产物，该反应是基元反应。
基元反应符合质量作用定律。
基元反应的活化能指1摩尔活化分子的平均能量比普通分子的平均能量的高出值。
基元反应的反应级数是该反应的反应分子数。
一切不符合质量作用定律的反应都是非基元反应。
非基元反应的活化能没有明确的物理意义，仅决定了反应速率对温度的敏感程度。
非基元反应的反应级数是经验数值，决定了反应速率对反应物浓度的敏感程度。
3若将反应速率写成tc rd d AA -=-，有什么条件? 答：化学反应的进行不引起物系体积的变化，即恒容。
4 为什么均相液相反应过程的动力学方程实验测定采用间歇反应器?答：在间歇反应器中可以直接得到反应时间和反应程度的关系，而这种关系仅是动力学方程的直接积分，与反应器大小和投料量无关。
5 现有如下基元反应过程，请写出各组分生成速率与浓度之间关系。
(1)A+2B ↔C A+C ↔ D (2)A+2B ↔C B+C ↔D C+D →E(3)2A+2B ↔CA+C ↔D 解(1)D4C A 3D D 4C A 3C 22BA 1C C22B A 1B D 4C A 3C 22B A 1A 22c k c c k r c k c c k c k c c k r c k c c k r c k c c k c k c c k r -=+--=+-=+-+-=(2)E6D C 5D 4C B 3D E 6D C 5D 4C B 3C 22BA 1C D4C B 3C 22B A 1B C22B A 1A 22c k c c k c k c c k r c k c c k c k c c k c k c c k r c k c c k c k c c k r c k c c k r +--=+-+--=+-+-=+-=(3)D4C A 3D D 4C A 3C 22B2A 1C C22B 2A 1B D 4C A 3C 22B 2A 1A 2222c k c c k r c k c c k c k c c k r c k c c k r c k c c k c k c c k r -=+--=+-=+-+-=6 气相基元反应A+2B →2P 在30℃和常压下的反应速率常数k c =2.65×104m 6kmol -2s -1。
化学反应工程习题
【习题1-1】在银催化剂上进行甲醇氧化为甲醛的反应2CH3OH＋O2—→2HCHO＋2H2O2CH3OH＋2O2→2CO＋4H2O进入反应器的原料中，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)反应器出口气体组成。
分析：按国内的定义式计算选择性、收率。
自己设定进料流量。
计算反应器出口处各组分的摩尔流量。
解：（1）反应的选择性(2) 以进料中甲醇的摩尔流量为2mol/ h为基准，则进料中空气4mol/h，水蒸汽1.3mol/h出口处甲醇：2(1-0.72)＝0.56 mol/h甲醛2×0.692＝1.384 mol/hN2 4×0.79 ＝3.16 mol/hO2 4×0.21－0.5×2×0.692－(0.72－0.692)×2＝0.092 mol/hH2O 1.3＋2×0.692＋4×(0.72－0.692)＝2.796 mol/hCO 2×(0.72－0.692)＝0.056 mol/h∑ni＝8.048 mol/h∴出口处气体组成为:y甲醇＝6.96% y甲醛＝17.20% yH2O＝34.74%yO2 ＝1.14% yN2 ＝39.26% yCO ＝0.70%【习题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CO＋2H2 CH3OH2CO＋4H2 (CH3)2O+H2OCO＋3H2 CH4＋H2O4CO＋8H2 C4H9OH＋3H2OCO＋H2O CO2＋H2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，可凝组分分离为液体即为粗甲醇，不凝组分如氢及一氧化碳等部分放空，大部分经循环压缩机压缩后与原料气混合返回合成塔中。
反应工程习题
(4) P=P0 (1+ yA0xA)=10.393atm
对于反应速率方程为旳液相反应，为到达一定旳生产 能力，试讨论当n＞0、n=0和n＜0时，怎样选择型式 （平推流或全混流）使反应器体积最小，并简朴阐明 理由，并在图上表达反应器旳体积。
• 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。
解：（1）Vm
FA0 kC A0
• xA 1 xA
VP
FA0 kC A0
ln 1 Vm 1 xA VP
xA 1 xA
1 / ln
1 xA
2.94
（2）Vm/Vp=1，一样得到：
km xA / ln 1 2.94 kP 1 xA 1 xA
km
k e
E RTm
0
kp
k e
E RT p
0
e 2.94 E R
ln(1 0.75) ln(1 0.5)
10 min
• 二级反应：
t
C
A0
xA 0
kC
2
A0
dx A (1
xA
)2
1 kC A0
• xA 1 xA
t0.75
t0.5
0.75 1 0.75
• 1 0.5 0.5
15 min
对于气相反应：A→3P 其反应速率方程为-rA=kCA，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v0，初始浓度为CA0。试推导：其反应器设计方程，并以 A组分转化率xA表达成易积分旳形式。假定原料为纯A，气体符 合理想气体。
CB = CB0- CR-CS=4.0-1.5-0.1=2.4 mol/L
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
反应工程 习题1讲解
CA
FA v
FA0 (1 xA ) v0 (1 2xA )
C A0
1 xA 1 2xA
V
FA0
xA dxA 0 rA
xA dxA 0 kCA
xA 0
解：（1）Vm
FA0 k CA0
xA 1 xA
VP
FA0 k CA0
ln 1 Vm 1 xA VP
xA 1 xA
/ ln 1 1 xA
2.94
（2）Vm/Vp=1，同样得到：
km xA / ln 1 2.94 kP 1 xA 1 xA
km
k e
E R Tm
0
dxA dt
k(1 xA )
rA
CA0
dxA dt
kCA0 (1 xA )
• δA=(3-1)/1=2 yA0=0.5 n0(1+ xA)
• xA=n/n0-1=P/P0-1
n=n0(1+ yA0δA xA) =
dP dt
k (2P0
P)
在一全混流反应器中进行下列一级不可逆串联反应： A k1 P k2 S
1.串联-平行反应A+B==R，A+R==S，原 料中各组分的浓度为CA0=2.0mol/L， CB0=4.0 mol/L，CR0=CS0=0，在间歇反应器 中恒容操作一定时间后，得到CA=0.3mol/L， 解C：R=1.5 mol/L，计算此时组分B和S的浓度。
高等反应工程复习题
例 1.1 拟在等温间歇反映器进行氯乙醇的皂化反映: ClCH2CH2OH＋NaHCO3→OHCH2CH2OH＋NaCl＋CO2乙二醇产量为20kg／h。
使用15％的NaHCO3水溶液及30％(均为质量)的氯乙醇水溶液作原料, 摩尔比为1∶1, 混合液密度为1.02kg/L。
该反映对氯乙醇和碳酸氢钠均为一级, 在反映温度下反映速率常数等于5.2L／(mol·h)。
规定氯乙醇转化率达成95％。
(1)若辅助时间为0.5h, 试计算反映器的有效体积。
(2)若装填系数取0.75, 试计算反映器的实际体积。
例1.4拟定由纯乙烷裂解年产3亿磅乙烯, 转化率为80%时所需活塞流反映器体积。
反映为不可逆且遵循基元反映速率方程, 反映在6atm和1100K的条件下等温操作。
已知1000K时, k=0.072s-1, 活化能为82kcal/mol。
1磅=0.4536kg。
例1.3乙二醇可用作抗冻剂和生产聚酯、瓶子及胶片。
希望年产2亿磅乙二醇, 反映器等温操作。
浓度为16mol/l的环氧乙烷水溶液A与等体积具有0.9％（质量）的硫酸催化剂水溶液一起加入反映器中。
假如达成80％转化率, 拟定反映器体积。
反映速率常数为0.311min-1 ,1磅=0.4536kg乙烯氧化生产环氧乙烷。
乙烯和氧气按化学计量比进入260℃等温操作填充床反映器中, 10atm下乙烯进料流率为136.2mol/s假定用10个管束式反映器, 每个反映器中有100根直径为1.5in 装有催化剂的管子。
反映流体的性质与该温度压力下空气性质相同, 催化剂颗粒直径为0.635cm, 颗粒密度为1.923g/cm3, 空隙率为0.45。
若使转化率达成60%, 计算所需催化剂的质量。
（等温反映）260℃时k=0.0141mol/(atm ·g ·h), A 为乙烯。
根据绝热反映热量衡算式, 当进口温度T0一定期, 热容项的大小会影响x~T 曲线斜率。
反应工程题(前三章) (1)
化学反应工程前三章复习题1、填空（20’）1、气相反应C6H6+3H2→C6H12的膨胀因子δC6H6等于。
2、某复合反应目的产物的选择性为60%，反应物的转化率为90%，则目的产物的产物的收率为。
3、对于自催化反应，最合适的反应器为。
4、在连续流动反应器中，空时为。
5、在等温间歇釜式反应器中进行的某平行反应{A→B，k1=1min-1；A→D，k2=2min-1}反应进行到某一时刻时，产物D的浓度为6mol/L，则B的浓度为。
6、根据反应体系相态数的不同，化学反应可分为反应和反应。
7、在等温间歇釜式反应器中进行某一级不可逆反应S→P，反应器体积为10m3，反应时间为20min时，反应物转化率为70%，若反应器体积为30m3，反应物转化率达到70%所需反应时间为。
8、多级全混釜串联模型当釜数N= 为全混流，当N= 为平推流。
2、判断对错（10’）（）1、可逆吸热反应，r A随X A增加而增加。
（）2、全混流反应器中的组分浓度等于出口流中的组分浓度。
（）3、某反应A→B，反应速率r A=kC A n(n>0)，当出口转化率相同时，此反应在PFR中进行比在CSTR中进行所需的反应体积小。
（）4、正常动力学，出口转化率相同，同一单一反应在不同反应器中进行时，所需反应体积大小顺序为单个全混流>多釜串联>单个活塞流。
（）5、对于反应前后总摩尔数不变的气相反应可视为恒容反应。
（）6、管式反应器长度远大于直径，内部没有搅拌装置，属连续操作。
（）7、化学反应器的操作方式分为间歇操作、连续操作和半连续操作。
（）8、单一反应的转化率和收率在数值上相等。
（）9、全程转化率是以反应器入口物料为基准所计算的转化率。
（）10、化学反应工程中的“三传一反”三传是指质量传递、热量传递和能量传递。
3、计算题（70’）1、某气相1级反应A→2R+S在等温、等压的实验室反应器内进行，原料含A75%（摩尔分数），惰性气体25%，经8min后其体积增加了1倍，求此时的转化率及该反应在此温度下的速率常数。
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_______。
反应工程练习题
一、单项选择题：1.固体催化剂之所以能起催化作用，是由于催化剂的活性中心与反应组分的气体分子主要发生( C)。
A ．物理吸附B ．化学反应C ．化学吸附D ．质量传递2.包括粒内微孔体积在内的全颗粒密度称之为( B )A ．堆(积)密度B ．颗粒密度C ．真密度D ．平均密度3.某液相反应，其反应式可写成A+CR+C 这种反应称为(B )A ．均相催化反应B ．自催化反应C ．链锁反应 D.可逆反应4.下列不属于Langmuir 型等温吸附的假定的是_______。
（B ）A. 均匀表面B. 多分子层吸附C. 分子间无作用D. 吸附机理相同6.下列属于理想吸附等温方程的是_______。
（A ）A. Langmuir 型B. Freundlich 型C. Temkin 型D. BET 型7.催化剂颗粒扩散的Thiele 模数Φ值的大小反映了表面反应速率与_______之比。
（C ）A. 扩散速率B. 外扩散速率C. 内扩散速率D. 实际反应速率8.气固催化反应的内扩散模数e m S V L D C k L /1-=φ，其中L 为特征长度，若颗粒为圆柱形则L=_______。
（C ）A. 厚度/2B. RC. R/2D. R/39.如果连续操作的反应器达到定态，那么反应器中的浓度、温度等参数 AA.不随时间变化，可能随位置变化B.随时间变化，也随位置变化C.不随时间变化，也不随位置变化D.随时间变化，但不随位置变化10.“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11.“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12.下列属于非均相反应的是_______。
（B ）A. 乙酸和乙醇的酯化B. 加氢脱硫C. 氢气燃烧D. 烃类气相裂解13.化学反应O H N H NO 222222+⇔+，其中化学反应计量系数为+2的是哪种物质______。
反应工程考试习题库1
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 -。
（a p）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 。
化学反应工程习题课1、2
1-1在银催化剂上进行甲醇的氧化反应：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） 反应的选择性；（2） 反应器出口气体的组成。
1-1.解：（1）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），当进入反应器的总原料量为100mol 时，则反应器的进料组成为：设甲醇的转化率为XA ，甲醛的收率为YP ，反应器出口CH3OH 、CH3CHO 和CO2的摩尔数nA 、nP 和nC 分别为：结合上述反应的化学计量式，H2O （nW ）、O2（nO ）和N2（nN ）的摩尔数分别为：所以，反应器出口气体组成为：32222C H O H 3O2C O4H O +→+3222C H O H O 2H C H O 2H O+→+96.11%0.96110.7200.629X YS ====mol x n n A A A 672.7)1(00=-=mol Y n n P A P 96.180=⨯=molY x n n P A A C 7672.0)(0=-⨯=mol n n n n C P W W30.3820=++=mol n n n n C PO O 8788.023210=--=moln n N N 28.430==1-3.在银催化剂上进行乙烯氧化反应以生产环氧乙烷，进入催化反应器的气体组成（摩尔分数）为：反应器出口气体中含（摩尔分数）为：试计算乙烯的转化率、环氧乙烷收率的反应选择性。
1-3解：以100mol 进料为基准，并设x 和y 分别表示环氧乙烷和二氧化碳的生成量，根据题目给的进料组成和化学计量关系列式：（1）（2）可列出下表：由于反应器出口气体中乙烯和氧的摩尔分数已知，所以可列出下面两个方程：及解得：x=1.504mol y=0.989mol乙烯的转化量为：1.504+0.989/2=1.999mol所以，乙烯的转化率为：1.999/15=13.33% 环氧乙烷的收率为：1.504/15=10.03%反应的选择性为：S=0.1003/.1333=75.24%1-5：丁二烯是制造合成橡胶的重要原料。
（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。
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• 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。
n＞0 FA/ (-rA)
n=0 FA/ (-rA)
n=0
FA/ (-rA)
P=P0 (1+ yA0xA)=10.393atm
对于反应速率方程为的液相反应，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。
解：（1）Vm
FA0 k CA0
• xA 1 xA
VP
FA0 k CA0
ln 1 Vm 1 xA VP
xA 1 xA
/ ln 1 1 xA
2.94
（2）Vm/Vp=1，同样得到：
km xA / ln 1 2.94 kP 1 xA 1 xA
km
k e
E R Tm
0
对P组分作物料衡算：
CA
C A0
1 k1
FP FP0 VrP v0CP V (k1CA k2CP )
CP
k1CA 1 k2
k1C A0 (1 k1 )(1 k2 )
CS
CA0
CA
CP
CA0
CA0
1 k1
k1CA0 (1 k1 )(1 k2 )
• 解：δA=(3-1)/1=2 yA0=1 • 等温恒压：v=v0(1+ yA0δA xA) = v0(1+2xA)
CA
FA v
FA0 (1 xA ) v0 (1 2xA )
C A0
1 xA 1 2xA
V
FA0
xA dxA 0 rA
xA dxA 0 kCA
xA 0
)C A0 CA0 )
•
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CA0，转化率为xA， 当反应器体积增大到n倍时，反应物A的出
口浓度为
，转化率为
。
CA0(1-xA)n
1-(1-xA)n
• 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CA0，转化率为xA， 当反应器体积增大到n倍时，反应物A的出
口浓度为
，转化率为
。
1 xA 1 (n 1)xA
CA0
nxA 1 (n 1)xA
在间歇反应器中进行等温二级反应A==B，反应速率：
rA
0.01C
2 A
mol
/(L s)
当CA0分别为1、5、10mol/L时，分别计算反应至CA=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：
•
解：一级反应： t
C
A0
xA 0
dxA kCA0 (1
x
A
)
11 ln
k 1 xA
1 k
ln(1
x
A
)
t0.75
t0.5
ln(1 0.75) ln(1 0.5)
10 min
• 二级反应：
t
C A0
xA 0
kC2 A0
dxA (1
xA)2
1 k CA0
• xA 1 xA
0.1
t0.9~0.99
1
1
10.99 10.9
液相自催化反应A==B的速率方程为
rA
dCA dt
kCACB
mol/(L·h)，在等温间歇釜中测定反应速率，CA0=0.95mol/L， CB0=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。
xA)
1 k
ln
1 1
xA1 xA2
t0~0.9
ln 10 10.9
1
t ln 0.9~0.99
10.9 10.99
xA2
t CA0
xA1
dxA
kC2 A0
(1
xA
)2
1 k CA0
1
1 x
A2
1 1 xA2
• 2级反应：
t0~0.9
1
1
10.9 10
• •
解：在间歇反应器`中：t
CA0
xA2 xA1
dxA rA
0级反应：t CA0 xA2
x A1
dxA k
1 k
C
A0
(
x
A2
xA1)
t0~0.9 0.9 0 10 t0.9~0.99 0.99 0.9
，
•
1级反应：t
CA0
xA2 xA1
dxA kCA0 (1
xA
xA
xA
某二级液相反应A+B==C， CA0=CB0已知在间歇全混釜反应器中达到 xA=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：
dCA dt
1 k1k2
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： (1)1atm纯A；(2) 10atm纯A；(3)1atm A和9atm惰性气体。
•
解：一级反应：
dxA dt
k(1
xA)
xA 1 ekt 1 e0.5 0.393
k1k2 2CA0 (1 k1 )(1 k2 )
P的总收率： Φ P
nP nP0 nA0 nA
CP CA0 CA
1
1 k2
P的总选择性：
SP
nP nS nP0 nS0来自CP CS
1
k2
P的浓度达到最大需满足： dCP 0
d
得到最优空时：
dpA dt
0.37
p
2 A
M速的P率速a/式率h，写常（成数1为） 多r试A 少问？反dV应ndAt速 率kC常A2 数k的m单ol/位(m是3·h什)，么试？问（此2）反若应
• 解：（1）反应速率常数的单位：(h·MPa)-1
• （2）
nA V
103
CA
103
1 RT
PA
106
• •
•
解：CB=CA0+CB0-CA=1-CA
反应速率最大时： d(rA
得到CA=0.5 mol/L
dt
)
rA
k(1
dCA
dt
2C A
)
dCA dt
k CA
0
(1
CA
)
• •
对反应速率式积分得到， kt
代入数据得到k=2.944 L/(mol·h)
ln
(1 CA CA (1
• δA=(2-1)/1=1 n=n0(1+δA yA0xA)= n0(1+ yA0xA) P=P0 (1+ yA0xA)
(1)1atm纯A：yA0=1 P=P0 (1+ yA0xA)=1.393atm (2)10atm纯A：yA0=1 P=P0 (1+ yA0xA)=13.93atm (3)1atm A和9atm惰性气体：yA0=0.1
kp
k e
E R Tp
0
e 2.94 E R
(
1 TP
T1m
)
代入数据得到：Tm=440K
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
全混流：
k CA0
xAout xAin (1 xAout )2
CB = CB0- CR-CS=4.0-1.5-0.1=2.4 mol/L
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，
试推导：
rA
1 V
dnA dt
k
nA V
(1)以A组分转化率xA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。
t0.75
t0.5
0.75 1 0.75
•
1 0.5 0.5
15min
对于气相反应：A→3P 其反应速率方程为-rA=kCA，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v0，初始浓度为CA0。试推导：其反应器设计方程，并以 A组分转化率xA表示成易积分的形式。假定原料为纯A，气体符 合理想气体。
k CA0
1 1 xAout
1 1 xAin
• 将平推流反应器+全混流反应器时的条件代入，计算得到：
kCA0τ=61.53 • 全混流反应器+平推流反应器：先计算全混流出口