西南大学《化学反应工程》复习思考题及答案

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。

（0751）《化学反应工程》复习思考题答案一、填空题1. 三传一反2.化学反应、工程问题3.质量传递、热量传递、动量传递4.化学反应的工程问题5.数学模型6.累积量=输入量-输出量7.反应速率8.等分子反应、非等分子反应9.主反应、副反应10.初始速率法11.浓度、温度12.提高温度13.分批式操作、连续式操作、半分批式 14. 15.)]/([21122k k k k k -⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛、1212)/ln(k k k k - 16.)]/([21122k k k k k -⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛、1212)/ln(k k k k - 17.)()(βα+RT18 .19. 理想混合（完全混合）反应器、平推流（活塞流或挤出流）反应器20.理想混合反应器、平推流21.r GQ Q =、dT dQ dT dQ Gr 〉 22. 零23. 全混流串平推流24. 平均停留时间、反应时间、空时25.26. 最大27. 反应器的有效容积、进料流体的容积流速28.29. 平推流30. 微观流体31. 调匀度S 、流体的混合态32. 部分凝集态33. 物理、化学34. 0.1um 35.ap)()1(000Pm P c v UAT T c v UAT ρρ+-+)()1(ln )(002'001012A A R A A C C E k C E k R E E χχ+---00K KK K n n n -=χ1212ln E E E E RT T T T opteq opteq-=⋅-36. 两个或更多37. 平均生产速率R Y 最大、生产经费最低38.e P 21+，2)1(8)1(2e eP P + 39. ＞040.扩散阻力41. 双膜模型、溶质渗透模型、表面更新模型42. 愈小43. em S V D C k R1-44. 范德华力、化学键力45. 串联的稳定的双膜分子扩散过程二、选择题1. A2. B3. C4. C5. A6. D7. B8. C9. B 10. B 11. D 12. B 13. A 14. C 15. B 16. B17. D 18. B 19. D 20. D 21. D 22. C 23. C 24. C25. A 26. A 27. C 28. B 29. A 30. A 31. C 32. B33. D 34. D 35. C 36. C三、简答题1.参与反应的各物质均处于同一个相内进行的化学反应称为均相反应。

化学反应工程综合复习有答案Pleasure Group Office【T985AB-B866SYT-B182C-BS682T-STT18】化学反应工程模拟题答案一、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×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。

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 。

解：mol J E E T T R E k k /528942ln )30812981(314.82ln )11(ln 2112=∴=-==-=，2．一气固催化反应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 σσB A σσA S k +⇔+−→−+⇔+⇔+）此步为速率控制步骤 ( 2223．间歇釜反应器中进行如下反应：P A → (1) －r A1＝k 1C A a1S A → (2) －r A2=k 2C A a2在C A0和反应时间保持不变下，降低反应温度，釜液中C P /C S 增大，表明活化能E1与E2的相对大小为 E1<E2 ；在温度和反应时间保持不变下，增高反应浓度，釜液中C P /C S 增大，表明反应级数al 、a2的相对大小为 al>a2 。

A ．al>a2B ．al<a2C ．活化能El<E2D ．活化能El>E2 4．从反应器停留时间分布测定中,求得无因次方差98.02=θσ,反应器可视为 全混流反应器 又若求得无因次方差02.02=θσ,则反应器可视为 活塞流反应器 。

5．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x A1，小釜在先、大釜在后，则出口转化率为x A2，两种情况下，进料流速、进料浓度和反应温度均相同，比较x A1和x A2的相对大小为 x A1<x A2 。

6. 在固定床反应器中，分别进行一级和二级不可逆气固催化反应，试比较a 、b 两处的η值大小（a 处靠近反应器的进口，b 处靠近反应器的出口），并说明理由。

（1）一级放热反应，绝热操作；ηa >ηb（2）二级反应，等温操作。

1、平推流反应器中，。

反应器中任一横截面上各质点浓度或转化率不同浓度或转化率沿轴向不变浓度或转化率沿轴向变化反应器中沿轴向反应速度不变2、反应A + B → C，已知，则反应级数n=_______。

1233、对于一非恒容均相化学反应，反应产物B的化学反应速率=_______。

4、如果平行反应均为一级不可逆反应，若，提高收率应。

降低浓度提高温度提高浓度降低温度5、一级连串反应A → P → S在平推流管式反应器中进行，使目的产物P浓度最大时的反应时间_______。

6、对于一非恒容均相化学反应，反应组分A的化学反应速率_______。

7、管式反应器的特点是 。

返混小，所需反应器容积较小，比传热面积大，但对慢速反应，管要很长，压降大温度、浓度容易控制，产品质量可调结构简单，返混程度与高径比及搅拌有关，轴向温差大 流体与固体（催化剂）颗粒呈逆流流动8、反应，已知，则反应级数n=_______。

F. 23 0 19、下列哪些现象不属于非理想流动现象？活塞流循环流沟流短路10、下面几种操作过程中，不能按恒容过程处理。

总摩尔数不发生变化的等温气相反应均相的液相反应间歇操作的液相反应或气相反应体系中有少量惰性气体的等温气相反应11、如果平行反应均为一级不可逆反应，若，提高选择性应_______。

提高浓度提高温度降低温度降低浓度12、在理想全混流反应器中，物料。

浓度相同，温度不同浓度不同，温度也不同浓度不同，温度相同浓度相同，温度也相同13、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（）随时间变化，也随位置变化不随时间变化，可能随位置变化不随时间变化，也不随位置变化随时间变化，但不随位置变化14、测量气—固相催化反应速率，在确定有无外扩散影响时是在没有改变_______的条件下进行实验的。

催化剂装置进料流量催化剂装量15、下列属于理想吸附等温方程的是_______。

BET型Freundlich型Temkin型Langmuir型16、反应，已知k=0.8 L/(s·mol)，则反应级数n= 。

1.本证动力学与宏观动力学有何区别？答：化工动力学是研究反应速率与操作参数(浓度、温度、压力和停留时间等)之关系的规律。

若只涉及化学反应本身的速率与反应组分浓度、温度、催化剂和溶剂种类的影响，则称为本征动力学，又称微观动力学、反应固有动力学（相对于表观动力学而言），排除流动、传质、传热等传递过程影响条件下的反应动力学，描述化学反应本身的规律。

相应的反应速率和速率方程，称为本征反应速率和本征速率方程。

答：本征动力学是指排除流动、传质、传热等传递过程影响条件下的反应动力学，描述化学反应本身的规律。

相应的反应速率和速率方程，称为本征反应速率和本征速率方程。

本征速率方程在形式上和表观速率方程并无差别，但方程中变量和参数的物理意义不相同。

宏观动力学是指反应器传递过程影响下的反应动力学。

相应的反应速率和反应速率方程称为表观反应速率和表观速率方程。

表观速率方程和本征速率方程的形式并无差别，但方程中的变量和参数的物理意义不同。

2.无梯度反应器属于微分反应器还是积分反应器？为什么？答：微分反应器。

因为当反应物系连续流过反应器后，由于催化剂床层很矮，反应压力、温度、浓度都接近常数不变，其组成无明显的变化，保证了本征试验所需的理想条件，即反应器内流体相中无浓度梯度，此种反应器称为微分反应器。

因为物系组成无明显的变化，反应热效应很小，若不计入热损失，微分反应器内流体相中也不存在温度梯度，因此，微分反应器又称为无梯度反应器。

当反应物系借助于安装在微分反应器体内的循环泵而循环流动时，称为内循环微分反应器。

实验室研究固体催化剂使用的流动型固定床管式反应器也称微分反应器。

通常包括单纯流动法和循环流动法两种形式。

无梯度反应器内循环无梯度反应器是一种气–固催化反应装置，它既能消除催化床层间的浓度和温度梯度，又能克服由于转化率低而造成的成份分析困难，从而可以取得准确的动力学数据，但对热效应较大的体系，数据精确性较差。

3反应速度的影响因素有哪些？答：浓度、温度、压力、催化剂。

化学反应工程课后习题答案化学反应工程课后习题答案化学反应工程是化学工程学科中的重要分支之一，它研究的是化学反应在工业生产中的应用。

通过对反应过程的分析和优化，可以提高反应的产率、选择性和经济性。

在学习化学反应工程的过程中，我们经常会遇到一些习题，下面我将为大家提供一些常见习题的解答。

1. 习题一：对于一个一级反应A→B，初始浓度为C0的A，经过一段时间t后，浓度为Ct。

求该反应的速率常数k。

解答：根据一级反应的速率方程，可以得到d[A]/dt = -k[A]，其中d[A]/dt表示A的浓度随时间的变化率。

根据题意，我们可以得到d[A]/dt = (Ct - C0)/t。

将这两个式子相等，可以得到(Ct - C0)/t = -k[A]。

由于初始浓度为C0的A，所以[A] = C0。

将这个值代入上式，可以得到(Ct - C0)/t = -kC0。

整理一下，就可以得到k = (C0 - Ct)/C0t。

2. 习题二：对于一个二级反应A + B→C，初始浓度分别为C0的A和C1的B，经过一段时间t后，浓度分别为Ct的A和Ct+1的B。

求该反应的速率常数k。

解答：根据二级反应的速率方程，可以得到d[A]/dt = -k[A][B]，d[B]/dt = -k[A][B]。

根据题意，我们可以得到d[A]/dt = (Ct - C0)/t，d[B]/dt = (Ct+1 - C1)/t。

将这两个式子相等，可以得到(Ct - C0)/t = (Ct+1 - C1)/t = -k[A][B]。

由于初始浓度分别为C0的A和C1的B，所以[A] = C0，[B] = C1。

将这两个值代入上式，可以得到(Ct - C0)/t = (Ct+1 - C1)/t = -kC0C1。

整理一下，就可以得到k = (C0- Ct)/(C0C1t) = (Ct+1 - C1)/(C0C1t)。

3. 习题三：对于一个零级反应，初始浓度为C0的A，经过一段时间t后，浓度为Ct。

1、平推流反应器中，。

反应器中任一横截面上各质点浓度或转化率不同浓度或转化率沿轴向不变浓度或转化率沿轴向变化反应器中沿轴向反应速度不变2、反应A + B → C，已知，则反应级数n=_______。

1233、对于一非恒容均相化学反应，反应产物B的化学反应速率=_______。

4、如果平行反应均为一级不可逆反应，若，提高收率应。

降低浓度提高温度提高浓度降低温度5、一级连串反应A → P → S在平推流管式反应器中进行，使目的产物P浓度最大时的反应时间_______。

6、对于一非恒容均相化学反应，反应组分A的化学反应速率_______。

7、管式反应器的特点是。

返混小，所需反应器容积较小，比传热面积大，但对慢速反应，管要很长，压降大温度、浓度容易控制，产品质量可调结构简单，返混程度与高径比及搅拌有关，轴向温差大流体与固体（催化剂）颗粒呈逆流流动8、反应，已知，则反应级数n=_______。

F. 2319、下列哪些现象不属于非理想流动现象？活塞流循环流沟流短路10、下面几种操作过程中，不能按恒容过程处理。

总摩尔数不发生变化的等温气相反应均相的液相反应间歇操作的液相反应或气相反应体系中有少量惰性气体的等温气相反应11、如果平行反应均为一级不可逆反应，若，提高选择性应_______。

提高浓度提高温度降低温度降低浓度12、在理想全混流反应器中，物料。

浓度相同，温度不同浓度不同，温度也不同浓度不同，温度相同浓度相同，温度也相同13、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（）随时间变化，也随位置变化不随时间变化，可能随位置变化不随时间变化，也不随位置变化随时间变化，但不随位置变化14、测量气—固相催化反应速率，在确定有无外扩散影响时是在没有改变_______的条件下进行实验的。

催化剂装置进料流量催化剂装量15、下列属于理想吸附等温方程的是_______。

BET型Freundlich型Temkin型Langmuir型16、反应，已知k=0.8 L/(s·mol)，则反应级数n= 。

绪论1. 化学反应工程是一门研究_＿______＿化学反应的工程问题＿___＿的科学。

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__＿化学反应＿_＿＿作为研究对象，又以_____工程问题＿_为研究对象的学科体系。

3. ＿___三传一反__＿是化学反应工程的基础。

４． 化学反应过程按操作方法分为_＿分批式操作＿＿__＿、＿_连续式操作_____、__＿半分批式____操作。

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 ． 动量传递第一章 应用化学反应动力学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 。

1、平推流反应器中，。

1.反应器中任一横截面上各质点浓度或转化率不同2.浓度或转化率沿轴向不变3.浓度或转化率沿轴向变化4.反应器中沿轴向反应速度不变2、反应A + B → C，已知，则反应级数n=_______。

1. 12. 23. 04. 33、对于一非恒容均相化学反应，反应产物B的化学反应速率=_______。

1.2.3.4.4、如果平行反应均为一级不可逆反应，若，提高收率应。

1.降低浓度2.提高温度3.提高浓度4.降低温度5、一级连串反应A → P → S在平推流管式反应器中进行，使目的产物P浓度最大时的反应时间_______1.2.3.4.6、对于一非恒容均相化学反应，反应组分A的化学反应速率_______。

1.2.3.4.7、管式反应器的特点是。

1.返混小，所需反应器容积较小，比传热面积大，但对慢速反应，管要很长，压降大2.温度、浓度容易控制，产品质量可调3.结构简单，返混程度与高径比及搅拌有关，轴向温差大4.流体与固体（催化剂）颗粒呈逆流流动8、反应，已知，则反应级数n=_______。

1. F. 22. 33. 04. 19、下列哪些现象不属于非理想流动现象？1.活塞流2.循环流3.沟流4.短路10、下面几种操作过程中，不能按恒容过程处理。

1.总摩尔数不发生变化的等温气相反应2.均相的液相反应3.间歇操作的液相反应或气相反应4.体系中有少量惰性气体的等温气相反应11、如果平行反应均为一级不可逆反应，若，提高选择性应_______。

1.提高浓度2.提高温度3.降低温度4.降低浓度12、在理想全混流反应器中，物料。

1.浓度相同，温度不同2.浓度不同，温度也不同3.浓度不同，温度相同4.浓度相同，温度也相同13、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（）1.随时间变化，也随位置变化2.不随时间变化，可能随位置变化3.不随时间变化，也不随位置变化4.随时间变化，但不随位置变化14、测量气—固相催化反应速率，在确定有无外扩散影响时是在没有改变_______的条件下进行实验的。

《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/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2.1010000lg +-=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-+。