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/2
B. R
C. R/2
D. R/3
9.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 A
A.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______。

（D ）
A. NO
B. 2H
C. 2N
D. O H 2
14.对于一非恒容均相化学反应αA A
αB B ，反应组分A 的化学反应速率
=-A r _______。

（A ） A. Vdt dn r A A -=- B. Vdt dn r B A -=- C. dt dC r A
A -=- D.
dt dC r B A -=- 15.气相反应A + B → 3P + S 进料时无惰性气体，A 与B 以1∶1摩尔比进料，则膨胀因子A δ=_______。

（D ）
A. –2
B. –1
C. 1
D. 2
16.气相反应2A + B → 3P + S 进料时无惰性气体，A 与B 以2∶1摩尔比进料，则膨胀因子A δ=_______。

（C ）
A. –1
B. –1/2
C. 1/2
D. 1
17.气相反应2A + B → 3P + S 进料时无惰性气体，A 与B 以3∶2摩尔比进料，则膨胀因子B δ=_______。

（D ）
A. –1
B. 1/3
C. 2/3
D. 1
二、填空题（每题5分，共30分）
1．一不可逆反应，当反应温度从25℃升高到35℃时，反应速率增加一倍，则该反应的活化能为 52894 J ／mol 。

2、气体分子在固体催化剂微孔中扩散的主要形式有 ，当 ，AB Ae D D ≈，当 时，kA Ae D D ≈。

3.可逆放热反应在不同转化率下的最佳温度不同，一般而言，转化率越高，最佳温度越 。

4．一气固催化反应R B A →+，若本征反应速率方程为：
则该反应可能的反应机理为
σR R σσR σB σA σB σ
σB A σ
σA S k +⇔+−→−+⇔+⇔+）
此步为速率控制步骤 ( 222
5、化学反应工程是一门研究 化学反应的工程问题 的科学。

6、化学反应速率式为βαB A C A C C K r =-，如用浓度表示的速率常数为C K ，用压力表示的
速率常数P K ，则C K =)()(βα+RT P K 。

7、催化剂在使用过程中，可能因晶体结构变化、融合等导致表面积减少造成的_物
理 失活，也可能由于化学物质造成的中毒或物料发生分解而造成的_化学_失活。

8、对于多孔性的催化剂，分子扩散很复杂，当微孔孔径在约 _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 努森扩散 。

9、对于可逆的放热反应，存在着使反应速率最大的最优温度
opt T 和平衡温度eq T ，二
者的关系为___1212ln E E E E R T T T T opt eq opt eq -=⋅-___________。

10、多相反应过程是指同时存在 两个或更多 相态的反应系统所进行的反应过程。

11、 三传一反 是化学反应工程的基础。

13、着眼反应组分K 的转化率的定义式为_
00K K
K K n n n -=χ_。

14、化学反应速率式为βα
B A
C A C C K r =-，如用浓度表示的速率常数为C K ，用压力表示的
速率常数P K ，则C K =_______P K 。

15、在建立数学模型时，根据基础资料建立物料衡算式的一般式为_输入量=输出量+反应量+ 累积量_。

16、活化能的大小直接反映了_反应速率_对温度的敏感程度。

17、生成主产物的反应称为_主反应__，其它的均为__副反应__。

(4)气相反应A ＋3B →2C ，则δA = ▁▁▁ δΒ= ▁▁▁
(6)Thiele 模数φ的定义是▁▁▁▁▁内扩散效率因子ζ和φ的关系（φ大于5）是：▁▁▁▁▁▁
(1)化学反应速率可以表为dt
dC r A A ±=,前提是▁▁▁▁。

(2)固体催化剂的主要组成有▁▁▁▁▁▁，▁▁▁▁▁▁和▁▁▁▁▁▁
(3)多孔性球形颗粒10克，半径1cm ，系由密度为4.0克／cm 3的材料制成。

则孔容
积Vg=▁▁▁▁▁ ,孔隙率θ=▁▁▁ 假密度ρ=▁▁▁
18. 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）
19. 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）
20. 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）
21. 均相反应是指___________________________________。

（参与反应的物质均处
于同一相）
22. aA + bB pP + sS 对于反应，则=P r _______)(A r -。

（a p
）
23.着眼反应组分K 的转化率的定义式为_______。

（00K K
K K n n n -=χ）
24. 化学反应的总级数为n ，如用浓度表示的速率常数为C K ，用气体摩尔分率表示
的速率常数y K ，则C K =_______y K 。

（n
p RT ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛） 25.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。

（范德华力、化学键力）
26.气体在固体表面上的吸附中物理吸附是_______分子层的，而化学吸附是_______分子层的。

（多、单）
27.气体在固体表面上发生吸附时，描述在一定温度下气体吸附量与压力的关系式称为_______。

（吸附等温方程）
28.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_______所致。

（分子间碰撞）
29.对于多孔性的催化剂，分子扩散很复杂，当微孔孔径在约时，_______为扩散阻力的主要因素。

（分子与孔壁的碰撞）
30.对于多孔性的催化剂，分子扩散很复杂，当微孔孔径在约时，分子与孔壁的碰撞为扩散阻力的主要因素，这种扩散称为_______。

（努森扩散）
31.气—固相催化反应的内扩散模数S φ的大小可判别内扩散的影响程度，S φ愈大，则粒内的浓度梯度就_______，反之，S φ愈小，内外浓度愈近于_______。

（愈大、均一）
三、分析解答题
1、对于可逆放热反应如何选择操作温度
答：1）对于放热反应，要使反应速率尽可能保持最大，必须随转化率的提高，按最优温度曲线相应降低温度； 2）这是由于可逆放热反应，由于逆反应速率
也随反应温度的提高而提高，净反应速率出现一极大值；3）而温度的进一步提高将导致正逆反应速率相等而达到化学平衡。

2简述Langmuir等温吸附方程的基本特点
答：1）均匀表面（或理想表面）：即催化剂表面各处的吸附能力是均一的，吸附热与表面已被吸附的程度如何无关；
2）单分子层吸附；
3）被吸附的分子间互不影响，也不影响别的分子；
4）吸附的机理均相同，吸附形成的络合物均相同。

3.气—固相催化反应的微观与宏观动力学步骤分别是
4.解释努森扩散和分子扩散分别在何种情况下占优势
答：多孔物质催化剂的粒内扩散较为复杂。

当微孔孔径较大时，分子扩散阻力是由于分子间的碰撞所致，这种扩散为分子扩散。

当微孔孔径小于分子的自由程时，分子与孔壁的碰撞机会超过了分子间的相互碰撞，而成为扩散阻力的主要因素，这种扩散为努森扩散。