化学反应工程复习题 (1)
- 格式:doc
- 大小:116.05 KB
- 文档页数:8
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。
化工反响工程复习题一、单项选择题(共10题,每题2分,共计20分)1.当反响级数n(D)时,微观流体具有比宏观流体高的出口转化率。
A=OB.=1C.>lD.<l2.轴向分散模型的物料衡算方程的初始条件和边界条件与(C)无关。
A.示踪剂的种类B.示踪剂的输入方式C.管内的流淌状态D.检测位置3.对于气■液相反响几乎全部在液相中进展的极慢反响,为提高反响速率,应选用(装置。
A.填料塔B.喷洒塔C.鼓泡塔D.搅拌釜4.一级连串反响A-P-S在全混流釜式反响器中进展,使目的产物P浓度最大时的最优空时T opt=(D)1n(A:∕KJ RK/K,)∣11(K.ΛK l) 1A K i-K1βK3-K i(•、人人|)∖'A∣A5.全混流反响器的容积效率n小于LO时,且随着A的增大而减小,此时该反响的反响级数n(D)。
A.<0B.=0C.≥0D.>06.分批式操作的完全混合反响器非生产性时间t0不包括以下哪一项(B)。
A加料时间B.反响时间 C.物料冷却时间 D.清洗釜所用时间7.不属于气固相催化反响固定床反响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8.以下哪一项不属于流化床反响器按深度而分的第II级模型的特点(C)。
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.流化床反响器中的操作气速UO是依据具体状况定的,一般取流化数U0∕U ni f在(B)围内。
A.0.1-0.4B.l.5-10C.10-15D.0.4-1.510.对于一级恒容和一级变容不行逆反响,下面表达正确的选项是(C)A∙在同一平推流反响器内、在同样条件下进展反响,反响的转化率是一样的B. 在同一全混流反响器内、在同样条件下进展反响,反响的转化率是一样的C. 在同一间歇式反响器内、在同样条件下进展反响,反响的转化率是一样的 D.在同一平推流反响器或间歇式反响器内、在同样条件下进展反响,反响的转化率是 一样的 11 .气相变容反响A+2B-2C,原料中混入了确定量的惰性气体[惰性气体与A 和B 的转化率为零时的初始总摩尔数比为1:1,A 与B 的比例为计量比),则膨胀率CA 为(C ) A.-0.5 B.-l∕3 C.-l∕6 D.-5/6 12 .纯气体A (浓度2mol∕L,摩尔流率100mol/min )在平推流反响器里分解生成一系列 产物,其动力学为:A-*2.5products,-rG (10mol∕min ),在一个9.8L 的反响器 里进展反响所能到达的转化率为(A ) A.70% B.80% C.90% D.100% 13 .对于一个气固相催化反响,减小外集中和内集中影响的措施正确的选项是() A.提高反响器内气体的流速,减小催化剂颗粒的直径 B.降低反响器内气体的流速,减小催化剂颗粒的直径C. 降低反响器内气体的流速,增大催化剂颗粒的直径D. 增加催化剂颗粒的直径,提高反响器内气体的流速 对于平行反响,i ⅛化盘舞婕2:6响级数n<n ,假设目的产物是R 的话, ΛKF'.n 、S ] 2我们应当在(D )条件下操作。
一、填空题:(每空1分,共20分)1. _______是化学反应工程的基础。
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. 化学反应过程按操作方法分为_______、_______、_______操作。
4. 均相反应是指___________________________________。
第一章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. 所谓数学模型是指:用数学式来表达各参数间的关系。
3. 化学反应器的数学模型包括:动力学方程式、物料恒算式、热量恒算式、动量恒算式和参数计算式。
4. 所谓控制体积是指:能把反应速率视作定值的最大空间。
5. 模型参数随空间而变化的数学模型称为“分布参数模型”。
6. 模型参数随时间而变化的数学模型称为“动态模型”。
7. 建立物料、热量和动量衡算方程的一般式为:累积量=输入量-输出量。
第二章1. 均相反应是指:在均一的气相或液相中进行的反应。
2. 对于反应aA + bB → pP + sS,则rP = _______rA。
3.着眼反应物A的转化率的定义式为:反应的量/反应开始的量。
4. 产物P的收率ΦP 与得率ХP和转化率xA间的关系为_________________________________________________。
5. 化学反应速率式为rA =kCCAαCBβ,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.对反应aA + bB → pP + sS的膨胀因子的定义式为___________________。
7.膨胀率的物理意义为:反应物全部转化后系统体积的变化分率。
8. 活化能的大小直接反映了“反应速率”对温度变化的敏感程度。
9. 反应级数的大小直接反映了“反应速率”对浓度变化的敏感程度。
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。
化学反应工程综合复习资料一、填空题1.多级混合模型的唯一模型参数为 ,轴向扩散模型的唯一模型参数为 ;2.在均相反应动力学中,利用实验数据求取化学反应速率方程式的两种最主要的方法为和 ;3.反应级数 可能/不可能是0,基元反应的分子数 可能/不可能是0;4.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 和 ;5.某一级液相反应在间歇式反应器中进行,5min 转化率为50%,则转化率达到80%需时间__ ____min;6.某反应的速率方程式为n A A r kC -= mol/,则反应级数n 为2时,k 的单位为 _;7.某反应的计量方程为A R S →+,则其反应速率表达式 ;8.所谓“三传一反”是化学反应工程学的基础,其中“三传”是指 、 和 ,“一反”是指 ;9.完全混合反应器全混流反应器内物料的温度和浓度 ,并且 大于/小于/等于反应器出口物料的温度和浓度;10.在一个完整的气—固相催化反应的七大步骤中,属于本征动力学范畴的三步为 、和 ;二、选择题1.对于瞬时收率和总收率,下列正确的说法有 多项选择; A. 对于平推流反应器,反应的瞬时收率与总收率相等; B. 对于全混流反应器,反应的瞬时收率与总收率相等;C. 对于平推流反应器,反应的瞬时收率与总收率之间是积分关系;D. 对于全混流反应器,反应的瞬时收率与总收率之间是积分关系; 2.某反应速率常数的单位为m 3/,该反应为 级反应;A. 零级B. 一级C. 二级D. 不能确定. 3..对于平行反应SA RA 222111n ,E ,k n E ,k −−−→−−−−→−,,活化能E 1>E 2,反应级数n 1<n 2,如果目的产物是R 的话,我们应该在 条件下操作;A. 高温、反应物A 高浓度;B. 高温、反应物A 低浓度;C. 低温、反应物A 高浓度;D. 低温、反应物A 低浓度 4.关于E 函数和F 函数,下面正确的是 ;多项选择A. ⎰∞=0dt )t (E )t (FB. ⎰=t0dt )t (E )t (F ; C. dt /)t (dF )t (E = D. 1dt )t (E )(F 0==∞⎰∞5.t /t e t1)t (E -=是A. 平推流的E 函数B. 全混流的E 函数;C. 平推流串联全混流的E 函数D. 全混流串联平推流的E 函数 6.关于E 函数和F 函数,下面不正确的是 ;A. ⎰∞=0dt )t (E )t (F ;B. ⎰=t0dt )t (E )t (F ; C. dt /)t (dF )t (E =; D. 1dt )t (E )(F 0==∞⎰∞7.对于一级恒容和一级变容不可逆反应,下面叙述正确的是A. 在同一平推流反应器内、在同样条件下进行反应,反应的转化率是一样的;B. 在同一全混流反应器内、在同样条件下进行反应,反应的转化率是一样的;C. 在同一间歇式反应器内、在同样条件下进行反应,反应的转化率是一样的;D. 在同一平推流反应器或间歇式反应器内、在同样条件下进行反应,反应的转化率是一样的8.对于瞬时收率和总收率,下列正确的判断有多项选择;A. 对于平推流反应器,反应的瞬时收率与总收率相等;B. 对于全混流反应器,反应的瞬时收率与总收率相等;C. 对于平推流反应器,反应的瞬时收率与总收率之间是积分关系;D. 对于全混流反应器,反应的瞬时收率与总收率之间是积分关系;9.关于基元反应的认识,正确的是 ;A. 分子数可以是任意的整数;B. 基元反应的计量系数与对应物种的反应级数之间存在一一对应关系;C. 基元反应R2→意义是一样的;A2A→和RD. 基元反应的总反应级数可能是小数;10.对于瞬时收率和总收率,下列正确的判断是A. 对于全混流反应器,反应的瞬时收率与总收率相等;B. 对于平推流反应器,反应的瞬时收率与总收率相等;C. 对于平推流反应器,反应的瞬时收率与总收率之间是积分关系;D. 对于全混流反应器,反应的瞬时收率与总收率之间是积分关系;11.轴向分散系数与扩散系数,下面论述正确的是A. 两者实质上是相同的,都符合Fick定律;B. 两者实质上是不同的,轴向分散系数的定义实际上是借用了Fick定律的形式;C. 轴向分散系数是与流动有关系的;D. 扩散系数是物质本身的一种属性12.对于一个气固相催化反应,减小外扩散和内扩散影响的措施正确的是A. 提高反应器内气体的流速,减小催化剂颗粒的直径;B. 降低反应器内气体的流速,减小催化剂颗粒的直径;C. 降低反应器内气体的流速,增大催化剂颗粒的直径;D. 增加催化剂颗粒的直径,提高反应器内气体的流速13.对于化学反应的认识,下面正确的是A. 化学反应的转化率、目的产物的收率仅与化学反应本身和使用的催化剂有关系;B. 化学反应的转化率、目的产物的收率不仅与化学反应本身和使用的催化剂有关,而且还与反应器内流体的流动方式有关;C. 反应器仅仅是化学反应进行的场所,与反应目的产物的选择性无关;D. 反应器的类型可能直接影响到一个化学反应的产物分布14.关于非理想流动与停留时间分布,论述正确的是A. 一种流动必然对应着一种停留时间分布;B. 一种停留时间分布必然对应着一种流动;C. 一种停留时间分布可能对应着多种流动;D. 流动与停留时间分布存在一一对应关系15.对于一个串联反应,目的产物是中间产物,适宜的反应器是A. 全混流反应器B. 平推流反应器;C. 循环反应器D. 平推流与全混流串联在一起的反应器吸附等温的四个假定:均匀表面、单层吸附、吸附机理相同和无相互作用这几点应该说是非常苛刻的,实际情况很难满足上述要求;然而,对于多数的化学反应,应用这几点假定进行有关的推导,结果一般是可以接受的,其主要原因在于A. 实际反应过程中催化剂表面吸附物种的覆盖度很低;B. 实际的催化剂表面一般很平整;C. 实际的催化剂表面上活性位间的距离较远;D. 实际的催化剂表面上活性位的数量有限三、计算题1、在一反应器入口输入理想脉冲示踪物后,不同时间检测出口示踪物的浓度C,结果如下所示:现有某液相反应物A 在该反应器中进行分解反应,速率方程为:A A r kC -= , k = min -1,若用多级混合流模型预测时,该反应器的出口转化率为多少2、液体反应物AC A0=1mol/L 通过两个串联的全混流反应器发生某不可逆反应,第一个反应器出口的浓度为 mol/L,两个反应器的体积比V 2/V 1=2,反应级数为2:A A r kC -=2mol/求第二个反应器出口的浓度;3、某一级液相反应A R →在一只全混流反应器中进行,转化率为90%,如果再串连一只同样的全混流反应器,使转化率仍维持在90%,试问处理量增加多少4、某速率常数为的一级不可逆反应在一非理想反应器内进行反应,示踪结果表明,t 和2θσ分别为17min 和;求用多级混合流模型预测的转化率;5、纯组分A 发生下述平行反应,A 的起始浓度为2mol/L, 反应在恒温的条件下进行,试确定在全混流反应器中目的产物S 所能达到的最大浓度;6、反应物A 反应首先生成R k 1=5 hr -1,R 进一步反应生成S k 2=3 hr -1和T k 3=1 hr -1;如果浓度为 mol/L 的纯A 在一个全混流反应器内进行反应,求R 浓度达到最大值的空时及R 的最大浓度;7、某速率常数为 min -1的一级不可逆反应在一非理想反应器内进行反应,示踪结果表明,t 和2θσ分别为15min 和;求用多级混合流模型预测的转化率;8、纯组分A 发生下述平行反应,A 的起始浓度为2mol/L,反应在恒温的条件下进行,试确定在平推流反应器中目的产物S 所能达到的最大浓度;四、推导题1.假设含反应物A 的新鲜原料进入体积为V 的全混流反应器进行反应,其组成为C A0,空时为τ,出口转化率为X A ,出口处的反应速率为-r A ,请推导全混流反应器的设计方程AA AX C r τ=-; 答案一、填空题1. 串联的全混区的个数N 、 Pe =zuLE 2. 积分法 、 微分法 ;3. 可能、不可能4. 脉冲法 、 阶跃法 ;5.6. m 3/ 7. 不能确定8. 质量传递 、 动量传递 和 热量传递 、反应动力学 9. 均一 、 等于10. 反应物吸附 、 表面反应、 反应产物的脱附二、选择题1. BC2. C3.. B4. BCD5. B6. A7. C8. BC9. B 10. AC 11. BCD 12. A 13. BD 14. AC 15. B 16. A三、计算题1、在一反应器入口输入理想脉冲示踪物后,不同时间检测出口示踪物的浓度C,结果如下所示:现有某液相反应物A 在该反应器中进行分解反应,速率方程为:A A r kC -= , k = min -1,若用多级混合流模型预测时,该反应器的出口转化率为多少 解:根据脉冲示踪数据可得:()()(()()i i i i i i i it C t t t C t t C t t C t ∆==∆∑∑∑∑等时间间隔)=15min=222t tθσσ==故:2114.900.204N θσ=== 则:01110.959(1)AA NA C x C kt N=-=-=+ 2、液体反应物AC A0=1mol/L 通过两个串联的全混流反应器发生某不可逆反应,第一个反应器出口的浓度为 mol/L,两个反应器的体积比V 2/V 1=2,反应级数为2:A A r kC -=2mol/求第二个反应器出口的浓度; 解:全混流反应器的设计方程:0A AAC C r τ-=- 得:010111221110.50.5A A A A A A C C C C V v r kC k τ---====- 所以:12k τ=同理:2121222022A A A A A A V C C C C v r kC τ--===- 由:22112V V ττ== 得:2124k k ττ==故:12224A A A C C C -= 解得: C A2=L3、某一级液相反应A R →在一只全混流反应器中进行,转化率为90%,如果再串连一只同样的全混流反应器,使转化率仍维持在90%,试问处理量增加多少 解: 当反应在一个全混流反应器内进行时,根据全混流反应器的设计方程,有1111τ+=-k x A ……………….1 当两个等体积全混流反应器串联时,转化率不变,则有2)21(11τ+=-k x A (2)根据式1,得1τk =9;根据式2,得=τk 处理量之比等于空时的反比,即0100101, 2.08v v v v ττ==;也就是说,处理量为原来的倍,增加了倍;4、某速率常数为的一级不可逆反应在一非理想反应器内进行反应,示踪结果表明,t 和2θσ分别为17min 和;求用多级混合流模型预测的转化率;解:根据多级混合流模型无因次方差与N 之间的关系,有2/1N θσ==4根据一级不可逆反应多级混合流模型转化率的表达式,有5、纯组分A 发生下述平行反应,A 的起始浓度为2mol/L, 反应在恒温的条件下进行,试确定在全混流反应器中目的产物S 所能达到的最大浓度; 解:S 的瞬时收率: 对于全混流反应器: 0SS S A AC C C ϕΦ==-故:200()()()1A SA A S A A AC C C C C C C ϕ=-=-+ 令 0SA dC dC =,得:20320A A A C C C +-=解得:C A =1mol/L故:22,max 01()()(21)()0.25111A S A A A C C C C C =-=-=++mol/L 6.反应物A 反应首先生成R k 1=5 hr -1,R 进一步反应生成S k 2=3 hr -1和T k 3=1 hr -1;如果浓度为 mol/L 的纯A 在一个全混流反应器内进行反应,求R 浓度达到最大值的空时及R 的最大浓度;解:根据一级不可逆串联反应在全混流反应器中进行反应时中间物种最大浓度及达到最大浓度空时的公式,有=+=τ)(1321k k k opt hr说明:上述两公式也可通过对反应物A 和产物R 两次应用全混流反应器设计方程,求得产物R 的浓度表达式,然后R 的浓度对空时求导,并令导数为零,推导求出; 7.某速率常数为 min -1的一级不可逆反应在一非理想反应器内进行反应,示踪结果表明,t 和2θσ分别为15min 和;求用多级混合流模型预测的转化率;解:根据多级多级混合流模型知: 则:8.纯组分A 发生下述平行反应,A 的起始浓度为2mol/L,反应在恒温的条件下进行,试确定在平推流反应器中目的产物S 所能达到的最大浓度;解:22(1)S A S A A dC C dC C ϕ==-+对于平推流反应器:当S ϕ~C A 曲线下的面积最大,即A 完全转化C A =0时C S 最大,即:=四、推导题1.假设含反应物A 的新鲜原料进入体积为V 的全混流反应器进行反应,其组成为C A0,空时为τ,出口转化率为X A ,出口处的反应速率为-r A ,请推导全混流反应器的设计方程0A A AX C r τ=-; 解:针对反应器列出物料平衡方程:入方=出方+反应消失的量+累积量全混流反应器为连续稳定流动式反应器,累积量为0,反应器中的浓度及反应速率均与出口处相同,其中:入方为:F A0出方为:F A =F A01-X A ,反应消失的量为:-r A V则得:00(1)()A A A A F F X r V =-+-即:0A A A F X r V =- 或者:00A A A A X V C F r τ==-。
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. 22、一级连串反应A S P 在间歇式反应器中,则目的产物P 的最大浓度=max ,P C ___A____。
A. 122)(210K K K A K K C - B. 22/1120]1)/[(+K K C A C. 122)(120K KK A K K C - 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 --00 B. 00A P P n n n - C. 00S S P P n n n n -- D. 00R R P 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、 有一实验室反应器,催化剂装填高度50cm,操作线速度2.5cm/s 。
若工业反 应器催化剂高度为2m,空速与实验室反应器相同,则工业反应器流体线速度为____D___。
A. 2.5cm/sB. 5cm/sC. 7.5cm/sD. 10cm/s 7、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8、一级不可逆液相反应A 2R ,30/30.2m kmol C A =, 出口转化率7.0=A x ,每批操作时间h t 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 。
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 .化学反应困呈按操作方法分为__ _、__ _、__ _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 。
第二章均相反应动力学一、填空1 .均相反应是指 。
5 .活化能的大小直接反映了 对温度的敏感程度。
P (主)6 .平行反应A S (副)均为一级不可逆反应,若E E >副主,选择性P S 与 无关,仅是 的函数。
8 . 一级连串反应 12K K A P S −−→−−→在全混流釜式反应器中,则目的产物P 的最大浓度max p C =___apv t =____9 . 一级连串反应 12K K A P S −−→−−→在平推流反应器中,则目的产物P 的最大浓度max p C =___apv t =____二、选择题1 .化学反应222222NO H N H O +⇔+,其中化学反应计量系数为+2的是哪种物质_。
A.NOB.H2C.N2D.H2O2 .对于一非恒容均相化学反应B A B A αα↔,反应组分A 的化学反应速率A r -=_。
A .Vdt dn r A A -=- B. Vdt dn r A A =- C. dt dC r A A =- D.dt dC rB A =-3 .对于反应aA + bB 一pP +sS ,则P r ____()A r - A.a p B.a p C. p a D. p a4 .气相反应43A B R S +→+进料时无惰性气体,A 与B 以3:1的摩尔比进,则膨胀因子 A δ= ____A.1/4B.2/3C.-1/4D.-2/35 . 气相反应2423CO H CH H O ++ƒ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.-2B.-1C.1D.27 . 反应4102422C H C H H →+,12.0k s -=,则反应级数n=____。
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)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 + bB pP + 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 K K 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 A C 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 。
()()(βα+RT )6. 化学反应的总级数为n ,如用浓度表示的速率常数为C K ,用逸度表示的速率常数f K ,则C K =_______f K 。
(n RT )()7. 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 。
(np RT ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛) 10. 活化能的大小直接反映了______________对温度的敏感程度。
(反应速率)12.生成主产物的反应称为_______,其它的均为_______。
(主反应、副反应)13.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。
(浓度、温度)14. 如果平行反应)()(副主S A P A →→均为一级不可逆反应,若主E >副E ,提高选择性P S 应____ _。
(提高温度)15. 一级连串反应AS P 在全混流釜式反应器中,则目的产物P 的最大浓度=m a x ,P C ______、=opt τ______。
(22/1120]1)/[(+K K C A 、211K K )16.一级连串反应A S P 在平推流反应器中,则目的产物P 的最大浓度=max ,P C _______、=opt t ______。
()]/([21122k k k k k -⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛、1212)/ln(k k k k -)17. 一级连串反应AS 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 _______、=opt t ______。
()]/([21122k k k k k -⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛、1212)/ln(k k k k -) 18.一级连串反应A S P 在平推流反应器中,为提高目的产物P 的收率,应______12/k k 。
(降低)60.简述均相反应及其动力学的研究内容?答: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。
均相反应动力学是研究各种因素如温度、催化剂、反应物组成和压力等对反应速率、反应产物分布的影响,并确定表达这些影响因素与反应速率之间定量关系的速率方程。
第三章 理想反应器1.理想反应器是指_______、_______。
[理想混合(完全混合)反应器、平推流(活塞流或挤出流)反应器]2.具有良好搅拌装置的釜式反应器按_______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_______反应器处理。
(理想混合反应器、平推流)3.分批式完全混合反应器操作的优化分析是以_______、_______为目标进行优化的。
(平均生产速率R Y 最大、生产经费最低)4.全混流反应器的空时τ是_______与_______之比。
(反应器的有效容积、进料流体的容积流速)5.全混流反应器的容积效率η为_______与_______之比。
(反应时间t 、空时τ)10.全混流反应器的返混_______。
(最大)11.平推流反应器的返混为_______。
(零)12.对于恒容的平推流管式反应器_______、_______、_______一致。
(平均停留时间、反应时间、空时)13.对于恒容的_______管式反应器平均停留时间、反应时间、空时一致。
(平推流)14.如果将平推流反应器出口的产物部分的返回到入口处与原始物料混合,这类反应器为_______的平推流反应器。
(循环操作)1对于循环操作的平推流反应器,当循环比β→0时为_______反应器,而当β→∞时则相当于_______反应器。
(平推流、全混流16. 对于循环操作的平推流反应器,当循环比β→0时反应器内返混为_______,而当β→∞时则反应器内返混为_______。
(零、最大)17. 对于绝热操作的放热反应,最合适的反应器类型为_______。
(全混流串平推流)18. 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。
(全混流)19. 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。
(平推流)20. 对于自催化反应,最合适的反应器为_______。
(全混流串平推流)41.简述理想反应器的种类? 答:通常所指的理想反应器有两类:理想混合(完全混合)反应器和平推流(活塞流或挤出流)反应器。
所谓完全混合流反应器是指器内的反应流体瞬间达到完全混合,器内物料与反应器出口物料具有相同的温度和浓度。
所谓平推流反应器是指器内反应物料以相同的流速和一致的方向进行移动,不存在不同停留时间的物料的混合,所有的物料在器内具有相同的停留时间。
43.简述等温恒容平推流反应器空时、反应时间、停留时间三者关系? 答:空时是反应器的有效容积与进料流体的容积流速之比。
反应时间是反应物料进入反应器后从实际发生反应的时刻起到反应达某一程度所需的反应时间。
停留时间是指反应物进入反应器的时刻算起到离开反应器内共停留了多少时间。
由于平推流反应器内物料不发生返混,具有相同的停留时间且等于反应时间,恒容时的空时等于体积流速之比,所以三者相等。
44.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。
45.对于反应,21A R C k r =,1E ;A S C k r 2=,2E ,当1E >2E 时如何选择操作温度可以提高产物的收率? 答:对于平行反应ART E E A RT E RTE S R R C e k k C e k e k r r S 12212010/20/10---===,所以,当1E >2E 时应尽可能提高反应温度,方可提高R 的选择性,提高R 的收率。
第四章 非理想流动1.停留时间分布的密度函数在t <0时,E (t )=_______。
(0)2.停留时间分布的密度函数在t ≥0时,E (t )_______。
(>0)3.当t=0时,停留时间分布函数F (t )=_______。
(0)4.当t=∞时,停留时间分布函数F (t )=_______。
(1)5.停留时间分布的密度函数E (θ)=_______E (t )。
(t )6.表示停留时间分布的分散程度的量=2θσ_______2tσ。
(21t )8.平推流管式反应器t t =时,E (t )=_______。
(∞)9.平推流管式反应器t t ≠时,E (t )=_______。
(0)10.平推流管式反应器t t ≥时,F (t )=_______。
(1)11.平推流管式反应器t <t 时,F (t )=_______。
(0)12.平推流管式反应器其E (θ)曲线的方差=2θσ_______。
(0)13.平推流管式反应器其E (t )曲线的方差=2t σ_______。
(0)14.全混流反应器t=0时E (t )=_______。
(t t et -1)15.全混流反应器其E (θ)曲线的方差=2θσ_______。
(1)16.全混流反应器其E (t )曲线的方差=2t σ_______。
(2t )17.偏离全混流、平推流这两种理想流动的非理想流动,E (θ)曲线的方差2θσ为_______。
(0~1)18.当流体在半径为R 的管内作层流流动时,在径向存在流速分布,轴心处的流速以0u 记,则距轴心处距离为r 的流速=r u _______。
(])(1[20R r u -) 19.当流体在半径为R 的管内作层流流动时,管壁处的流速=R u _______。
(0)20.流体在半径为R 的管内作层流流动的停留时间分布密度函数E (t )=_______。
(322t t )21.流体在半径为R 的管内作层流流动的停留时间分布函数F (t )=_______。
(2)2(1t t -) 22.脉冲示踪法测定停留时间分布0C C A 对应曲线为_______。
(E (t )曲线)23.阶跃示踪法测定停留时间分布0C CA 对应曲线为_______。
(F(t)曲线)24.非理想流动不一定是由_______造成的。
(返混) 25.非理想流动不一定是由返混造成的,但返混造成了_______。
(停留时间分布)60停留时间分布密度函数E (t )的含义?答:在定常态下的连续稳定流动系统中,相对于某瞬间t=0流入反应器内的流体,在反应器出口流体的质点中,在器内停留了t 到t+dt 之间的流体的质点所占的分率为E (t )dt ⎰∞=00.1)(dt t E 。
61.停留时间分布函数F (t )的含义?答:在定常态下的连续稳定流动系统中,相对于某瞬间t=0流入反应器内的流体,在出口流体中停留时间小于t 的物料所占的分率为F (t )。
⎰=t dt t E t F 0)()(。
62.简述描述停留时间分布函数的特征值? 答:用两个最重要的特征值来描述——平均停留时间t 和方差2t σ。