《化学反应工程》试题及答案基础部分
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专科《化学反应工程》一、(共75题,共150分)1. 全混流反应器中有( )个稳定的定常态操作点。
(2分)A。
1 B。
2 C。
3 D.4.标准答案:B2. 一级连串反应在全混流釜式反应器中,则目的产物P的最大浓度CP,max=( )。
(2分)A.B.C.D.。
标准答案:B3. 轴向分散模型的物料衡算方程在( )式边界条件下有解析解。
(2分)A.闭-闭B.开—闭C.闭—开D.开—开.标准答案:D4。
反应级数n=( )时微观流体和宏观流体具有相同的反应结果。
(2分)A。
0 B。
0。
5 C。
1 D。
2。
标准答案:C5。
催化剂在使用过程中会逐渐失活,其失活速率式为,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(). (2分)A.B。
=1C.→3D..标准答案:A 6. 等温液相反应为目的产物,有下列四种方案可供选择,从提高P的收率着眼适宜选用( ). (2分)A.间歇釜式反应器,A和B一次性加入B.全混流反应器C。
半间歇釜式反应器,A一次性加入,B连续滴加D.半间歇釜式反应器,B一次性加入,A连续滴加。
标准答案:D7。
乙苯在催化剂上脱氢生成苯乙烯,经一段时间反应后,苯乙烯生成量不再增加,乙苯仍大量存在,表明这是一个( )反应。
(2分)A。
慢速 B。
可逆 C。
自催化 D。
不可逆。
标准答案:B8。
催化剂颗粒扩散的无因次扩散模数值的大小反映了表面反应速率与()之比。
(2分)A.扩散速率B.外扩散速率C。
内扩散速率 D。
实际反应速率.标准答案:C9。
不属于气固相催化反应固定床反应器拟均相二维模型的特点是( ). (2分)A.粒子与流体间有温度差 B。
粒子与流体间无温度差C.床层径向有温度梯度D.床层轴向有温度梯度。
标准答案:A10。
气固催化反应的内扩散模数,其中L为特征长度,若颗粒为球形则L=( )。
(2分)A.厚度/2B.RC.R/2 D。
R/3.标准答案:D11。
对于反应级数n>0的不可逆等温反应,为降低反应器容积,应选用( )。
《化学反应工程》试题一、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/(m3·h),速率常数k的因次为m3/(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m3/kg·h.7.反应速率的单位为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,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2SO2+O2==2SO3的膨胀因子等于-0。
5 .12.非等分子反应N2+3H2==2NH3的膨胀因子等于–2/3 。
13.反应N2+3H2==2NH3中()= 1/3 ()= 1/214.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 A0(1-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,转化率为。
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) 。
专升本《化学反应工程》一、 (共80题,共160分)1。
气相反应:进料时无惰性气体,CO与H2以1∶2摩尔比进料,则膨胀因子=( ). (2分) A。
—2 B。
—1 C。
1 D.2。
标准答案:A2. 一级连串反应:在间歇式反应器中,则目的产物P的最大浓度CP,max=(). (2分)A。
B.C。
D..标准答案:A3。
串联反应(目的)目的产物P与副产物S的选择性SP=( ). (2分)A.B。
C。
D。
.标准答案:C4. 全混流反应器的容积效率时,该反应的反应级数n()。
(2分)A.<0B。
=0C.D.>0.标准答案:B5。
对于单一反应组分的平行反应: 其瞬间收率随增大而单调下降,则最适合的反应器为( ). (2分)A。
平推流反应器 B.全混流反应器C。
多釜串联全混流反应器 D。
全混流串接平推流反应器.标准答案:B6。
对于反应级数n>0的不可逆等温反应,为降低反应器容积,应选用( )。
(2分)A.平推流反应器B.全混流反应器C.循环操作的平推流反应器 D。
全混流串接平推流反应器.标准答案:A7. 一级不可逆液相反应:,出口转化率xA=0。
7,每批操作时间装置的生产能力为50000 kg产物R/天,MR=60,则反应器的体积V为()。
(2分)A。
19。
6 B。
20.2 C.22.2 D。
23.4.标准答案:C8。
在间歇反应器中进行等温一级反应当时,求反应至所需时间t=( )秒。
(2分)A.400B.460C.500D.560.标准答案:B9。
一级连串反应在全混流釜式反应器中进行,使目的产物P浓度最大时的最优空时=()。
(2分)A。
B。
C。
D. 。
标准答案:D10。
分批式操作的完全混合反应器非生产性时间t0不包括下列哪一项( )。
(2分)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.标准答案:B11。
全混流反应器的容积效率小于1。
0时,且随着xA的增大而减小,此时该反应的反应级数n( )。
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。
专升本《化学反应工程》一、(共80题,共160分)1. 气相反应:进料时无惰性气体,CO与H2以1∶2摩尔比进料,则膨胀因子=( )。
(2分)A。
-2 B.-1 C。
1 D.2。
标准答案:A2. 一级连串反应: 在间歇式反应器中,则目的产物P的最大浓度CP,max=( )。
(2分)A.B。
C.D..标准答案:A3。
串联反应(目的)目的产物P与副产物S的选择性SP=( )。
(2分)A。
B.C。
D.。
标准答案:C4。
全混流反应器的容积效率时,该反应的反应级数n()。
(2分)A。
<0B.=0C。
D.>0.标准答案:B5. 对于单一反应组分的平行反应: 其瞬间收率随增大而单调下降,则最适合的反应器为( )。
(2分)A.平推流反应器 B。
全混流反应器C.多釜串联全混流反应器D.全混流串接平推流反应器.标准答案:B6。
对于反应级数n>0的不可逆等温反应,为降低反应器容积,应选用( )。
(2分)A。
平推流反应器 B.全混流反应器C。
循环操作的平推流反应器 D。
全混流串接平推流反应器。
标准答案:A7。
一级不可逆液相反应:,出口转化率xA=0.7,每批操作时间装置的生产能力为50000 kg 产物R/天,MR=60,则反应器的体积V为( )。
(2分)A.19.6 B。
20。
2 C.22。
2 D.23。
4。
标准答案:C8. 在间歇反应器中进行等温一级反应当时,求反应至所需时间t=( )秒。
(2分)A。
400 B。
460 C。
500 D.560.标准答案:B9。
一级连串反应在全混流釜式反应器中进行,使目的产物P浓度最大时的最优空时=( )。
(2分)A。
B。
C。
D。
标准答案:D10. 分批式操作的完全混合反应器非生产性时间t0不包括下列哪一项()。
(2分)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。
标准答案:B11。
全混流反应器的容积效率小于1.0时,且随着xA的增大而减小,此时该反应的反应级数n ( )。
专科《化学反应工程》一、 (共75题,共150分)1. 全混流反应器中有( )个稳定的定常态操作点. (2分)A.1 B。
2 C.3 D.4.标准答案:B2。
一级连串反应在全混流釜式反应器中,则目的产物P的最大浓度CP,max=()。
(2分)A.B。
C。
D..标准答案:B3。
轴向分散模型的物料衡算方程在( )式边界条件下有解析解。
(2分)A.闭—闭 B。
开—闭 C。
闭—开 D。
开—开。
标准答案:D4. 反应级数n=()时微观流体和宏观流体具有相同的反应结果。
(2分)A.0B.0.5 C。
1 D。
2。
标准答案:C5. 催化剂在使用过程中会逐渐失活,其失活速率式为,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( )。
(2分)A。
B.=1C.→3D。
标准答案:A6。
等温液相反应为目的产物,有下列四种方案可供选择,从提高P的收率着眼适宜选用( )。
(2分)A。
间歇釜式反应器,A和B一次性加入B。
全混流反应器C.半间歇釜式反应器,A一次性加入,B连续滴加D.半间歇釜式反应器,B一次性加入,A连续滴加.标准答案:D7。
乙苯在催化剂上脱氢生成苯乙烯,经一段时间反应后,苯乙烯生成量不再增加,乙苯仍大量存在,表明这是一个( )反应. (2分)A.慢速 B。
可逆 C。
自催化 D.不可逆。
标准答案:B8. 催化剂颗粒扩散的无因次扩散模数值的大小反映了表面反应速率与( )之比。
(2分)A.扩散速率B.外扩散速率C。
内扩散速率 D.实际反应速率。
标准答案:C9。
不属于气固相催化反应固定床反应器拟均相二维模型的特点是( ). (2分)A。
粒子与流体间有温度差 B.粒子与流体间无温度差C。
床层径向有温度梯度 D.床层轴向有温度梯度。
标准答案:A10。
气固催化反应的内扩散模数,其中L为特征长度,若颗粒为球形则L=( )。
(2分)A。
厚度/2 B.R C.R/2 D.R/3 。
标准答案:D11. 对于反应级数n>0的不可逆等温反应,为降低反应器容积,应选用( )。
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。
化学反应工程考试题库(分三个部分)(一)(综合章节)复习题一、填空题:1.所谓“三传一反”是化学反应工程学的基础,其中“三传”是指质量传递、热量传递和动量传递,“一反”是指反应动力学。
2.各种操作因素对于复杂反应的影响虽然各不相同,但通常温度升高有利于活化能高的反应的选择性,反应物浓度升高有利于反应级数大的反应的选择性。
3.测定非理想流动的停留时间分布函数时,两种最常见的示踪物输入方法为脉冲示踪法和阶跃示踪法。
4.在均相反应动力学中,利用实验数据求取化学反应速度方程式的两种最主要的方法为积分法和微分法。
5.多级混合模型的唯一模型参数为串联的全混区的个数N ,轴向扩散模型的唯一模型参数为Pe(或Ez / uL)。
6.工业催化剂性能优劣的三种最主要的性质是活性、选择性和稳定性。
7.平推流反应器的E函数表达式为,()0,t tE tt t⎧∞=⎪=⎨≠⎪⎩,其无因次方差2θσ=0 ,而全混流反应器的无因次方差2θσ= 1 。
8.某反应速率常数的单位为m3 / (mol⋅ hr ),该反应为 2 级反应。
9.对于反应22A B R+→,各物质反应速率之间的关系为 (-r A):(-r B):r R= 1:2:2 。
10.平推流反应器和全混流反应器中平推流更适合于目的产物是中间产物的串联反应。
11.某反应的计量方程为A R S→+,则其反应速率表达式不能确定。
12.物质A按一级不可逆反应在一间歇反应器中分解,在67℃时转化50%需要30 min, 而在80 ℃时达到同样的转化率仅需20秒,该反应的活化能为 3.46×105 (J / mol ) 。
13.反应级数不可能(可能/不可能)大于3。
14. 对于单一反应,在相同的处理量和最终转化率条件下,选择反应器时主要考虑 反应器的大小 ;而对于复合反应,选择反应器时主要考虑的则是 目的产物的收率 ; 15. 完全混合反应器(全混流反应器)内物料的温度和浓度 均一 ,并且 等于(大于/小于/等于)反应器出口物料的温度和浓度。
第 1 页共 5 页.化学反应工程试卷及答案一、填空题(共25分,每空1分)1.化学反应工程学不仅研究化学反应速率与反应条件之间的关系,即 ,而且着重研究传递过程对 的影响,研究不同类型反应器的特点及其与化学反应结果之间的关系。
2.反应器按型式来分类可以分为管式反应器、 和 。
3.对于反应D C B A 432+=+,反应物A 的消耗速率表达式为 ;反应产物C 的生成速率表达式为: 。
4.反应器设计计算所涉及的基础方程式就是动力学方程式、 和 。
5.间歇釜反应器中进行如下反应:P A → (1) 11n AA C k r = 1E S A → (2) 22nA A C k r = 2E在Ao C 和反应时间保持不变下,降低反应温度,釜液中S p C C /增大,表明活化能1E 与2E 的相对大小为 ;在温度和反应时间保持不变下,增高反应浓度,釜液中S p C C /增大,表明反应级数1n 、2n 的相对大小为 。
6.单位时间内由颗粒外表面传递至气相主体的热量可由牛顿冷却定律表达,其表数学表达式为 。
7.全混流反应器稳定的定常态操作点的判据为 、 。
8.对催化剂性能影响最大的物理性质主要是 、 和孔体积分布。
9.复合反应包括三个基本反应类型,即并列反应、平行反应和_____________。
10.在停留时间相同的物料之间的均匀化过程,称之为 。
而停留时间不同的物料之间的均匀化过程,称之为 。
11.对于反应级数0<n 的反应,为了降低反应器容积,应选用 反应 器为宜;对于反应级数0>n 的反应,为了降低反应器容积,应选用 反应器为宜。
12.固定床催化反应器主要缺点是 , 。
13.有效因子物理意义=η 。
第 2 页共 5 页14. 多段绝热式反应器是筒体内放置几次搁板,搁板上放置 ,层与层之间设置气体的 装置。
二、选择题(共20分,每小题2分)1.对于可逆放热反应,为提高反应速率应( )。
化学反应工程考试题库(分三个部分)(一)(综合章节)复习题一、填空题:1.所谓“三传一反”是化学反应工程学的基础,其中“三传”是指质量传递、热量传递和动量传递,“一反”是指反应动力学。
2.各种操作因素对于复杂反应的影响虽然各不相同,但通常温度升高有利于活化能高的反应的选择性,反应物浓度升高有利于反应级数大的反应的选择性。
3.测定非理想流动的停留时间分布函数时,两种最常见的示踪物输入方法为脉冲示踪法和阶跃示踪法。
4.在均相反应动力学中,利用实验数据求取化学反应速度方程式的两种最主要的方法为积分法和微分法。
5.多级混合模型的唯一模型参数为串联的全混区的个数N ,轴向扩散模型的唯一模型参数为Pe(或Ez / uL)。
6.工业催化剂性能优劣的三种最主要的性质是活性、选择性和稳定性。
7.平推流反应器的E函数表达式为,()0,t tE tt t⎧∞=⎪=⎨≠⎪⎩,其无因次方差2θσ=0 ,而全混流反应器的无因次方差2θσ= 1 。
8.某反应速率常数的单位为m3 / (mol⋅ hr ),该反应为 2 级反应。
9.对于反应22A B R+→,各物质反应速率之间的关系为 (-r A):(-r B):r R= 1:2:2 。
10.平推流反应器和全混流反应器中平推流更适合于目的产物是中间产物的串联反应。
11.某反应的计量方程为A R S→+,则其反应速率表达式不能确定。
12.物质A按一级不可逆反应在一间歇反应器中分解,在67℃时转化50%需要30 min, 而在80 ℃时达到同样的转化率仅需20秒,该反应的活化能为 3.46×105 (J / mol ) 。
13.反应级数不可能(可能/不可能)大于3。
14. 对于单一反应,在相同的处理量和最终转化率条件下,选择反应器时主要考虑 反应器的大小 ;而对于复合反应,选择反应器时主要考虑的则是 目的产物的收率 ; 15. 完全混合反应器(全混流反应器)内物料的温度和浓度 均一 ,并且 等于(大于/小于/等于)反应器出口物料的温度和浓度。
《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 A0(1-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2t σ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)=ttt e-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V P 外表面积为a P 的颗粒其体积当量直径为3/6πP V 、面积当量直径为π/P a 、比表面当量直径为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 0(1+ y B0δB x B ) = n 0(1-0.5 x B ) 在恒压条件下:V =V 0 n /n 0= V 0(1-0.5x B )C B =n B /V= n B0(1- x B )/[V 0(1-0.5x B )]= C B0(1- 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。