化学反应工程试题集
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化学反应工程考试题第一章 绪论1.“三传一反”是化学反应工程的基础,其中所谓的一反是指__反应动力学__。
2.“三传一反”是化学反应工程的基础,下列不属于三传的是_______。
“三传”指的是质量传递、流量传递、动量传递3. 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_____、__。
4. 一级连串反应在平推流反应器中,则目的产物P的最大浓度__、____。
5. 一级连串反应在间歇式全混流反应器中,则目的产物P的最大浓度_ 、_。
6. 一级连串反应在平推流反应器中,为提高目的产物P 的收率,应__降低__。
7. 化学反应速率式为,如用浓度表示的速率常数为,用压力表示的速率常数为,则=__D__。
A.B. C.D.8.反应,,则反应级数n=__B___。
A. 0B. 1C. 2D. 39.反应A + B → C ,已知,则反应级数n=___B____。
AS K 1K 2P=max ,P C 22/1120]1)/[(+K K C A =opt τ211K K AS K 1K 2P=max ,P C 122)(210K K K A K KC -=opt t 1221)/ln(K K K K -A S K 1K 2P=max ,P C 122)(210K K K A K KC -=optt 1221)/ln(K K K K -AS K 1K 2P12/k k βαBA C A C C K r =-C K P K P K C K βα+-)(RT )()(βα+RT )()(βα-RT )()(βα+-RT C 4H 2C 2H 4 + H 210.2-=s k 115.0-=s kA. 0B. 1C. 2D. 310.反应3A → P ,已知,则反应级数n=___A____。
A. 0B. 1C. 2D. 3 11.反应,已知,则反应级数n=___C____。
A. 0B. 1C. 2D. 3 12.反应,已知,则反应级数n=___C____。
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。
《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-+。
化学反应工程测试习题集(精心整理)第一章绪论1.化学反应工程是一门研究______________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_______作为研究对象,又以_______为研究对象的学科体系。
3._______是化学反应工程的基础。
)4.化学反应过程按操作方法分为_______、_______、_______操作。
5.化学反应工程中的“三传一反”中的三传是指_______、_______、_______。
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_______。
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.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_。
pP+S对于反应,则rP_______(rA)。
2.aA+bB3.着眼反应组分K的转化率的定义式为_______。
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_______。
5.化学反应速率式为rAKCCACB,用浓度表示的速率常数为KC,假定符合理想气体状态方程,如用压力表示的速率常数KP,则KC=_______KP。
6.化学反应的总级数为n,如用浓度表示的速率常数为KC,用逸度表示的速率常数,则KC=_______f。
K7.化学反应的总级数为n,如用浓度表示的速率常数为KC,用气体摩尔分率表示的速率常数y,则KC=_______Ky。
8.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,他的反应速率即代表整个反应的速率,其他基元反应可视为处于_______。
9.当构成反应机理的诸个基元反应的速率具有相同的数量级时,既不存在速率控制步骤时,可假定所有各步基元反应都处于_______。
《化学反应工程》测试题一一、选择题1、工业上最常用的管式反应器为()。
A 单管式B U型管式C 多管式D 盘管式2、低温下常用的载热介质是()A加压水B导生液C熔盐D烟道气3、反应釜加强搅拌的目的是()。
A强化传热与传质B强化传热C强化传质D提高反应物料温度4、釜式反应器可用于不少场合,除了()A气-液B液-液C液-固D气-固5、气固流化床反应器的安全保护装置中,在催化剂床层中设冷却副线以防()。
A 超温B 超压C 倒流D爆炸6、气固相催化反应器分为流化床反应器、()反应器。
A 固定床B 移动床C 间歇D 连续7、流化床的实际操作速度显然应()临界流化速度A大于B小于C相同D无关8、固定床反应器()A 原料气从床层上方经分布器进入反应器B原料气从床层下方经分布进入反应器C 原料气可以从侧壁均匀的分布进入D反应后的产物也可以从床层顶部引出9、固定床反应器具有反应速率快、催化剂不易磨损、可在高温高压下操作等特点,床层内的气体流动可看成()A 湍流B 对流C 理想置换流动D 理想混合流动10、用水、空气或和生产物料相类似的试车介质,代替生产物料所进行的一种模拟状态的试车,称为()。
A 准备工作B 单机试车C 联动试车D 化工试车11、气体以气泡形式分散在液相中的塔式反应器为()和()反应器。
A 填料塔喷淋塔B 板式塔膜式塔C 板式塔鼓泡塔D 喷淋塔鼓泡塔12、属于理想的均相反应器的是()A全混流反应器B固定床反应器C流化床反应器D鼓泡塔反应器13、固定床反应器内流体的温差比流化床反应器()A 大B小C相等D不确定14、气固相催化反应器过程不属于扩散过程的步骤是()A反应物分子从气相主体向固体催化剂外表面传递B反应物分子从固体催化剂外表面向催化剂内表面传递C反应物分子在催化剂表面上进行化学反应D反应物分子从催化剂内表面向外表面传递15、由于固体催化剂静止不动,相应地会产生一些缺点,以下不属于它的缺点的()。
化学反应工程原理一、选择题1、气相反应CO + 3H 2CH 4 + H 2O 进料时无惰性气体,CO 与2H 以1∶2摩尔比进料,则膨胀因子CO δ=__A_。
A. -2B. -1C. 1D. 2 2、一级连串反应AS P在间歇式反应器中,则目的产物P 的最大浓度=m ax ,P C ___A____。
A. 122)(210K K K A K KC - B.22/1120]1)/[(+K K C A C. 122)(120K K K A K KC - D.22/1210]1)/[(+K K C A3、串联反应A → P (目的)→R + S ,目的产物P 与副产物S 的选择性P S =__C_。
A. A A P P n n n n --00B. 0A P P n n n - C. 00S SP P n n n n -- D. 00R RP P n n n n --4、全混流反应器的容积效率η=1.0时,该反应的反应级数n___B__。
A. <0B. =0C. ≥0D. >05、对于单一反应组分的平行反应AP(主)S(副),其瞬间收率P ϕ随A C 增大而单调下降,则最适合的反应器为____B__。
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 6、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____A___。
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7、一级不可逆液相反应A 2R ,30/30.2mkmol C A =, 出口转化率7.0=A x ,每批操作时间ht t 06.20=+,装置的生产能力为50000 kg 产物R/天,R M =60,则反应器的体积V 为_C_3m 。
A. 19.6B. 20.2C. 22.2D. 23.48、在间歇反应器中进行等温一级反应A → B ,s l mol C r A A ⋅=-/01.0,当l mol C A /10=时,求反应至l mol C A /01.0=所需时间t=____B___秒。
化学反应工程习题集一、 填空题(1) 停留时间分布函数的定义 ;停留时间分布密度函数的定义 。
(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) 平推流反应器的特点为 。
(4) 等温下进行一级不可逆反应,为达到x A 的转化率,采用单个CSTR 的体积与PFR 的体积之比为 ,进行二级不可逆反应,两者体积之比为 。
(5) 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 。
(6) 连续流动反应器中的返混是指 ,对平行反应系统,n 主〉n 副 时,返混是使 ,n 主〈n 副 时,返混是使 。
(7) 连续过程反应速度)/(g s mol dWdN A ⋅-、)/(3cm s mol dV dN R A ⋅-、)/(2cm s mol dsdN A ⋅-(内表面)之间的关系为 。
(8) 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 ,其扩散系数与压力的关系为 ,与温度的关系为 。
(9) 反应物A 的水溶液在等温CSTR 中进行二级反应,出口转化率为0.4,现改在等体积PFR 中进行,则出口转化率为 。
(10)等温下进行一级不可逆反应,为达到x A 的转化率,采用单个CSTR 的体积与PFR 的体积之比为 ,进行二级不可逆反应,两者体积之比为 。
σ=0.98,反应器可视(11)从反应器停留时间分布测定中求得无因次方差,2θσ=0.02,则该反应器可视为。
又若求得无因次方差,2θ为。
(12)对一级不可逆反应,采用多级全混流反应器串联时,要保证总的反应体积最小,必需的条件是。
(13)等温等容间歇反应器中进行下面的两个平行反应均为一级不可逆反应,其中A2为目的产物,主反应的活化能大于副反应的活能,则:A1→ A2,A1→A3温度升高,反应的选择率,目的产物的收率相应。
(14)二、可逆反应2A B+C 于等温PFR中进行,原料流量V=10m3/h,反应物A初始浓度c A0=5 kmol/m3, B和C初始浓度均为零,已知反应的动力学方程可表示为:r B=k1c A2—k2c A c B k1=7.5 m3/(kmol·h),k2=0.5 m3/(kmol·h) 若B的最终浓度是其平衡浓度的98%,问: 需要多大的反应器体积?若在CSTR中进行同样的反应,则反应器体积又为多少?三、有一不可逆一级串联反应 A k1 P k2 S,k1=0.15min-1,k2=0.05 min-1,进料流量为0.5m3/min,c A0≠0,c P 0= c S 0=0。
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。
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.()和()一起,构成了化学反应工程的核心。
〔三传;反应动力学〕3.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)4.化学反应和反应器的分类方法很多,按反应系统涉及的相态分类,分为:()和()。
5.化学反应和反应器的分类方法很多,按操作方法分为()操作、()操作和()操作。
6.化学反应和反应器的分类方法很多,按传热条件分为()、()和()。
选择1. ( ) “三传一反”是化学反应工程的基础,其中所谓的一反是指。
A 化学反应B 反应工程C 反应热力学D 反应动力学,2. ( ) “三传一反”是化学反应工程的基础,下列不属于三传的是。
A 能量传递B质量传连C 热量传递D 动量传递3. ()按反应器的型式来分类,高径比大于30的为A.管式反应器B槽式反应器C塔式反应器D釜式反应器三、判断1.物理过程不会改变化学反应过程的动力学规律,即化学反应速率与温度浓度之间的关系并不因为物理过程的存在而发生变化。
()2.流体流动、传质、传热过程不会影响实际反应的温度和参与反应的各组分浓度在时间、空间上的分布,最终影响反应结果。
()四、简答1.利用数学模型解决化学反应工程问题的步骤?第一章 均相单一反应动力学和理想反应器1.均相反应是指( )。
2.如果反应体系中多于一个反应物,在定义转化率时,关键组分A 的选取原则是( )。
3. 当计量方程中计算系数的代数和等于零时,这种反应称为( ) ,否则称为( ) .4. 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 =( )P K .5.活化能的大小直接反映了( )对温度的敏感程度.6.化学反应动力学方程有多种形式。
对于均相反应,方程多数可以写成( )或( )。
《化学反应工程》课程测试试卷一、填空题(每空2分,共50分)1.非等分子反应N2+3H2→2NH3的膨胀因子δN2 = 。
2.工业催化剂所必备的主要性能有、和。
3.对于平行反应,当主反应的活化能大于副反应的活化能时,温度有利于提高目的产物的收率。
4.化学吸附的吸附热要物理吸附的吸附热。
5.非均相反应进行的多个步骤中可能存在最难进行的一步,通常把阻力最大、速率最慢的一步叫做。
6.反应器内液体在搅拌器的作用下有、和三种流动形态,为防止液体在釜内出现“打漩”现象,可在釜内壁安装。
7.催化剂颗粒内气体扩散类型有、和。
8.操作温度越高物理吸附,化学吸附。
9.反应器大修时,在卸出催化剂前需进行处理。
10.多个连续釜式反应器串联的目的是。
11.气固相催化反应本征动力学指消除对反应速率的影响得到的动力学。
12.在确定反应器形式时,如反应级数越高,要求的转化率越高,则优先选用。
13.间歇反应器的生产周期包括和两部分时间,为缩短生产周期,应保证设备之间的平衡以最大限度减小时间。
14. 是催化剂中真正起到催化作用的部分。
15.传递工程和反应动力学是构成化学反应工程最基本的两个支柱,简称。
二、简答题(共32分)1.什么是绝热温升?(3分)2.什么是反应器的热稳定性?热稳定的条件是什么?(5分)3.什么是流化床反应器?列出常见异常现象及处理方法。
(8分)14.内扩散对常见复杂反应的选择性有何影响?如何消除?(8分)5.如何根据反应速率的变化趋势来选择反应器?(8分)三、计算题(共18分)1.进入SO2氧化器的气体组成(摩尔分数)为:SO2 3.07%;O2 8.44%;SO3 4.6%;N2 83.89%。
经过下列反应:2SO2+O2→2SO3,离开反应器的气体中SO2含量为1.5%,试计算SO2的转化率。
(8分)2.在555K,0.3MPa下,在连续操作管式反应器中进行A→P反应,已知进料中A的摩尔分数为30%,其余为惰性物料,加料中A的流量为6.3mol/s,动力学方程为-r A=0.27c A mol/(m3·s),为了达到95%的转化率,求所需空速和反应器有效体积分别为多少?(10分)234。
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.1B.2C.3D.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.0.5C.1D.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/2B.RC.R/2D.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( )。
化学反应工程试题及答案一、选择题1. 化学反应工程中,反应速率常数k与温度T的关系通常遵循什么定律?A. 阿伦尼乌斯定律B. 范特霍夫定律C. 莱·夏特利埃定律D. 牛顿冷却定律答案:A2. 在一个理想反应器中,如果反应物A的初始浓度为10 mol/L,反应速率为0.1 mol/(L·s),那么反应物A的表观反应级数是多少?A. 0级B. 1级C. 2级D. 3级答案:B二、填空题1. 请写出化学平衡常数K的表达式:_________________。
答案:K = [C]^c[D]^d / [A]^a[B]^b2. 某反应器中,反应物A的浓度从10 mol/L减少到1 mol/L,反应时间t为10分钟。
如果反应是一级反应,求反应速率常数k。
答案:k = 0.1 min^-1三、简答题1. 简述催化剂在化学反应中的作用。
答案:催化剂在化学反应中的作用主要是降低反应的活化能,从而加快反应速率,但催化剂本身在反应过程中不被消耗。
2. 描述连续搅拌槽式反应器(CSTR)的基本特点。
答案:连续搅拌槽式反应器是一种在反应过程中连续加入反应物,同时连续排出产物的设备。
它具有良好的混合特性,反应物和产物在反应器内浓度分布均匀。
四、计算题1. 假设某一级反应A → B,反应速率常数k=0.05 s^-1。
若初始时[A]=1 mol/L,求10秒后A的浓度。
答案:[A] = e^(-kt) × [A]₀ = e^(-0.05 × 10) × 1 = 0.38 mol/L2. 某反应A + B → C + D,反应速率为-rA = k[A][B],其中k=0.02 L/mol·s。
初始时[A]₀=1 mol/L,[B]₀=2 mol/L。
若反应进行到[A]=0.5 mol/L时,求[B]的浓度。
答案:根据反应物A和B的消耗比例,[B] = 2 - 0.5 × (2/1) = 1 mol/L五、论述题1. 论述反应器设计中的安全因素考虑。
化学反应工程原理一、选择题1、气相反应进料时无惰性气体,与以1∶2摩尔比进料,则膨胀因子=__A_。
A. —2B. -1 C. 1 D. 22、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___A____。
A。
B。
C. D。
3、串联反应A → P(目的)→R + S,目的产物P与副产物S的选择性=__C_。
A。
B。
C。
D。
4、全混流反应器的容积效率η=1。
0时,该反应的反应级数n___B__。
A。
<0 B。
=0 C.≥0 D. >05、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____B__.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6、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____A___。
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7、一级不可逆液相反应,, 出口转化率,每批操作时间,装置的生产能力为50000 kg产物R/天,=60,则反应器的体积V为_C_.A。
19。
6 B。
20。
2C。
22。
2 D。
23。
48、在间歇反应器中进行等温一级反应A→B,,当时,求反应至所需时间t=____B___秒。
A。
400 B。
460 C。
500 D。
5609、一级连串反应A → P → S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_____D__。
A. B.C。
D.10、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____B___。
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11、全混流反应器中有___B__个稳定的定常态操作点。
A。
1 B. 2 C。
3 D. 412、全混流反应器的容积效率η小于1.0时,且随着的增大而减小,此时该反应的反应级数n _ D_ 。
A。
〈0 B。
=0 C。
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。
《化学反应工程》课程习题集一、单选题1.某反应的速率常数k=0.0462-1,又知初始浓度为0.1mol.dm-3,则该反应的半衰期为:(A) 1/(6.93×10-2×0.12) (B) 15分(C) 30分 (D) 1/(4.62×102×0.1)分2.某一级反应, 当反应物的浓度降为起始浓度的1%时,需要t1秒, 若将反应物的浓度提高一倍, 加快反应速率, 当反应物浓度降低为起始浓度的1%时, 需时为t2, 则:(A ) t1﹥t2 (B) t1=t2(C) t1﹤t2 (D) 不能确定二者关系3.某反应物反应掉7/8所需的时间恰好是它反应掉1/2所需时间的3倍, 则该反应的级数是:(A) 零级 (B) 一级反应 (C) 三级反应 (D) 二级反应4.若两个相同类型的气相双分子反应的△H⊙值相等, 又在400k时,它们的活化熵之差△S1⊙-△S2⊙=10 J.mol-1,则两反应的速率常数之比为:(A) K1/K2=0.300 (B) K1/K2=0.997(C) K1/K2=1.00 (D) K1/K2=3.335.对反应A+B→C, 由下列数据C A0/mol.dm-3 C B0/mol.dm-3 r0/ mol.dm-31.0 1.0 0.152.0 1.0 0.301.02.0 0.15则该反应的速率方程为:(A) r=K C B (B) r=K C A C B(C) r=K C A (D) r=K C A C B26.一个反应的活化能是33kJ·mol-1, 当 T = 300K 时,温度每增加1K,反应速率常数增加的百分数约是___。
A. 4.5%B. 90%C. 11%D. 50%7.下列叙述正确的是_ 。
A. 吸热反应的活化能比放热反应的活化能高B. 一个反应的反应速率与化学方程式中出现的所有作用物浓度都有关C. 催化反应的速率与催化剂的浓度无关D. 反应速率常数与作用物浓度无关8.关于催化剂的使用,下列叙述中不正确的是_ 。
一、是非题:(正确的打“√”,错误的打“×”)1.对化学反应来说,温度越高,反应速率越大,因此高温操作,可使反应器体积最小。
(× )2.多个PFR 串联或多个CSTR 串联,其流型仍为活塞流或全混流。
( × )3.对于零级反应,由于反应速率与反应物浓度无关,因此催化剂内扩散阻力对宏观反应速率无影响。
( × )4.在进行均相反应动力学实验时,既可以在间歇反应器中进行,也可以在连续流动反应器中进行,但由于反应器操作方式不同,因此所得的反应动力学方程形式也是不同的。
( × )5. 间歇釜式反应器改成连续操作后,由于省去了辅助时间,因此一定能提高产量。
( × )6.在绝热式固定床反应器中进行一级不可逆反应,由于西勒(Thiele )模数与反应物浓度无关,因此内扩散有效因子在床内为常数。
( × )7.由于全混釜的停留时间分布比任意非理想流动反应器的都宽,因此NFR t CSTR t )()(22σσ>。
( × )8.在一绝热反应器中,仅当进行一级反应时,其反应温度和转化率的关系才呈线性。
( × )9.在任意转化率下,一级不可逆连串反应在全混流反应器中进行的收率总是低于在间歇釜中进行的收率。
√10.在相同的温度下,一级连串不可逆反应A →P →Q ,在间歇反应器中进行时P 的收率总是高于在全混流中进行的P 的收率。
( √ )11.在全混流釜式反应器中进行液相反应,由于返混程度最大,故反应速率一定最小。
( × )12.因为单一反应就是基元反应,因此反应级数与化学计量系数相同。
( × )13.一自催化反应P A k−→−,若(-R A )=kC A C P ,由于反应级数大于零,则在达到相同的转化率时,所需的V PFR 总是小于V CSTR 。
( )14.在间歇反应器(BR )中和活塞流反应器(PFR )中等温进行同一反应,若C A0、x Af 相同时,则t BR = τPFR 。
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。
化学反应工程考试总结一、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。
16. 下图是某连串反应在各转化率下的产物浓度分布曲线,那么当转化率达70% 时,中间产物R 的化学反应工程定义总收率为 64% ,按炼厂或化工厂惯用的收率和选择性的定义,在该转化率条件下的收率是 45% ,选择性是 64% 。
I.填空题1.(1)化学反应工程是一门研究______________的科学。
1.(1)化学反应的工程问题2.(1)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 =_______P K 。
2.(1))()(βα+RT3.(2)平行反应AP(主)S(副)均为一级不可逆反应,若主E >副E ,选择性S p 与_______无关,仅是_______的函数。
3.(2)浓度、温度 4.(1)对于反应级数n >0的反应,为降低反应器容积,应选用_______反应器为宜。
4.(1) 平推流 5.(3)对于恒容的平推流管式反应器_______、_______、_______一致。
5.(3)0 0.2 0.40.6 0.8 1.00.20.40.6 0.81.0A R SX AC/C A0平均停留时间、反应时间、空时 6.(1)若流体是分子尺度作为独立运动单元来进行混合,这种流体称为_______。
6.(1) 微观流体 7.(2)流体的混合程度常用_______、_______来描述。
7.(2)调匀度S 、流体的混合态 8.(2)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_______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_______失活。
8.(2)物理、化学 9.(1)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。
9.(1) 0.1um 10.(1)绝热床反应器由于没有径向床壁传热,一般可以当作平推流处理,只考虑流体流动方向上有温度和浓度的变化,因此一般可用_______模型来计算。
10.(1) 拟均相一维 11.(1)对于可逆的放热反应,存在着使反应速率最大的最优温度optT 和平衡温度eqT ,二者的关系为______________。
11.(1)1212ln E E E E RT T T T opteq opt eq -=⋅-12.(1)描述流化床的气泡两相模型,以0U 的气速进入床层的气体中,一部分在乳相中以起始流化速度mfU 通过,而其余部分_______则全部以气泡的形式通过。
12.(1)m fU U -013.(2)描述流化床的数学模型,对于气、乳两相的流动模式一般认为_______相为平推流,而对_______相则有种种不同的流型。
13.(2)气、乳 14.(1)多相反应过程是指同时存在_______相态的反应系统所进行的反应过程。
14.(1) 两个或更多 二、填空题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、化学反应速率式为βαB AC 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 。
3、平行反应AP(主)S(副)均为一级不可逆反应,若主E >副E ,选择性S p 与浓度无关,仅是温度的函数。
4、对于反应级数n >0的反应,为降低反应器容积,应选用平推流反应器为宜。
5、对于恒容的平推流管式反应器平均停留时间、反应时间、空时 一致。
6、若流体是分子尺度作为独立运动单元来进行混合,这种流体称为_微观流体_。
7、流体的混合程度常用调匀度S 、流体的混合态来描述。
8、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。
9、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。
10、绝热床反应器由于没有径向床壁传热,一般可以当作平推流处理,只考虑流体流动方向上有温度和浓度的变化,因此一般可用拟均相一维模型来计算。
11、对于可逆的放热反应,存在着使反应速率最大的最优温度optT 和平衡温度eqT ,二者的关系为___1212ln E E E E RT T T T opteq opteq -=⋅-___________。
12、描述流化床的气泡两相模型,以0U 的气速进入床层的气体中,一部分在乳相中以起始流化速度mfU 通过,而其余部分m fU U -0则全部以气泡的形式通过。
13、描述流化床的数学模型,对于气、乳两相的流动模式一般认为_气_相为平推流,而对___乳__相则有种种不同的流型。
14、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。
15、三传一反是化学反应工程的基础。
16、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_。
17、一级连串反应AS P在平推流反应器中,则目的产物P 的最大浓度=max ,P C _______、=optt ______。
)]/([21122k k k k k -⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛、1212)/ln(k k k k -)18、着眼反应组分K 的转化率的定义式为_00K KK K n n n -=χ_。
19、一级连串反应A S P在间歇式全混流反应器中,则目的产物P 的最大浓度=max ,P C _______、=optt ______。
)]/([21122k k k k k -⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛、1212)/ln(k k k k -)20、化学反应速率式为βαB AC 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 。
21、理想反应器是指全混流反应器、平推流反应器。
22、具有良好搅拌装置的釜式反应器按全混流反应器处理,而管径小,管子较长和流速较大的管式反应器按平推流反应器处理。
23、全混流反应器稳定的定常态操作点的判据为r G Q Q = 、 , dT dQ dT dQ Gr 〉24、平推流反应器的返混为____0___。
二.单项选择 1.(2)一级连串反应A → P → S 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=opt τ_______。
A. 1212)/ln(K K K K -B. 1221)/ln(K K K K - C. 2112)/ln(K K K K D. 211K K1.(2) D2.(2)全混流反应器的容积效率η小于1.0时,且随着A χ的增大而减小,此时该反应的反应级数n_______。
A. <0B. =0C. ≥0D. >0 2.(2) D 3.(2)当反应级数n_______时,微观流体具有比宏观流体高的出口转化率。
A. =0B. =1C. >1D. <1 3.(2) D4.(2)轴向分散模型的物料衡算方程的初始条件和边界条件与_______无关。
A. 示踪剂的种类B. 示踪剂的输入方式C. 管内的流动状态D. 检测位置 4.(2) C 5.(2)对于气-液相反应几乎全部在液相中进行的极慢反应,为提高反应速率,应选用_______装置。
A. 填料塔 B. 喷洒塔 C. 鼓泡塔 D. 搅拌釜 5.(2) C 6.(2)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=-,当平行失活对反应物有强内扩散阻力时,d 为_______。
A. ≈0B. =1C. →3D. ≈1 6.(2) C 7.(2)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_______。
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 7.(2) A 8.(2)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_______。
A. 粒子与流体间有浓度差 B. 粒子与流体间无浓度差 C. 床层径向有温度梯度 D. 床层径向有浓度梯度 8.(2) A 9.(2)下列哪一项不属于流化床反应器按深度而分的第Ⅱ级模型的特点_______。
A. 各参数均为恒值 B. 参数值不随床高而变 C. 参数值与气泡大小无关 D. 参数值与气泡大小有关 9.(2) C10.(2)流化床反应器中的操作气速0U 是根据具体情况定的,一般取流化数m f U U 0在_______范围内。
A. 0.1~0.4B. 1.5~10C. 10~15D. 0.4~1.510.(2) B1、气相反应CO + 3H 2CH 4 + H 2O 进料时无惰性气体,CO 与2H 以1∶2摩尔比进料,则膨胀因子CO δ=__A_。