化学反应工程复习题

计算1.醋酸在高温下可分解为乙烯酮和水，而副反应生成甲烷和二氧化碳：O H CO CH COOH CH k 2231+=−→− 2432CO CH COOH CH k +−→−已知在916℃时121174.3,65.4--==s k s k ，试计算：1）99%的醋酸反应掉的时间；2）在此反应条件下醋酸转化成乙烯酮的选择性。

解：设在时间t 时乙烯酮和甲烷的浓度分别为x 和y ，初始为0A C ，则)(01y x C k dt dx A --= )(02y x C k dt dy A --=相加得 ))(()(021y x C k k dt y x d A --+=+ 将其积分dt k k y x C y x d A )()()(210+=+-+t k k y x C C A A )()(ln 2100+=+- 1）当转化率为99%时099.0A C y x =+s t 549.099.011ln 74.365.41=-+=2） 瞬时选择性为dy dx S P = 积分得74.365.421==k k y x 24.1==yx S 2.有一级不可逆反应A →P ，在85℃时反应速率常数为3.45h -1，今拟在一个容积为10m 3的釜式反应器中进行，若最终转化率为95.0=A x ，设该反应的处理量为1.82m 3/h ，今若改用两个容积相等的串联釜操作，求反应器的总容积？解：由于两等体积釜串联，则21ττ=N i A N A k C C )1(0,τ+= ∴202)1(A A i C C k =+τ 而95.0102020=-=-=A A A A A A C C C C C x ②分即h k i i 006.120)1(2=⇒=+ττ ①分 由30083.182.1006.1m v V v V i i i i =⨯==⇒=ττ ②分反应器的总容积为366.32m V V i ==3. (A) (P) (S)66H C −→−k 1Cl H C 56−→−k 3246Cl H C 反应速度A A C k dt dC 1=-；P A P C k C k dt dC 21-=，在恒温恒容下求等容积的两釜串联全混流反应器内进行这一反应时,求目的产物P 的选择性P S ，其中)(0.111-=h k ,)(5.012-=h k ，),(10h v V ==τ000==S P C C ,l mol C A /10=。

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。

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==-。

8、下列叙述正确的是（ D
）
A、对于可逆吸热反应，反应速率随 XA的变化升高而升高 B、对于可逆放热反应，反应速率随 XA的变化升高而升高
C、对于可逆吸热反应，存在最佳温度Top
D、对于可逆放热反应，存在最佳温度Top 9、下列叙述正确的是（ A ）
A、对于可逆吸热反应(温度一定)，反应速率随 XA的变化升 高而降低
• 6. 如果将管式反应器出口的产物部分返回到入口 处与原始物料混合，这类反应器为 的管 式反应器。 • 7. 全混流反应器稳定的定常态操作点的判据 dq dq q q 为 、 dT dT 。 • 8. 停留时间分布可由两个函数定量描述，它们是 和 。 • 9. 工业反应器有三种操作方式，包 括： ， ， 。 • 10. 气体在固体表面的吸附中物理吸附靠_______ 结合的，而化学吸附是靠 结合的。
4．当瞬时选择性随关键组分转化率增大而单调增加时， 收率顺序：(A) A、间歇釜＜多个连续釜串联＜单一连续釜 B、多个连续釜串联＞间歇釜＞单一连续釜 C、间歇釜＞单一连续釜＞多个连续釜串联 D、间歇釜＞多个连续釜串联＞单一连续釜
5．当瞬时选择性随关键组分转化率增大而单调下降时， 收率顺序：(D) A、间歇釜＜多个连续釜串联＜单一连续釜 B、多个连续釜串联＞间歇釜＞单一连续釜 C、间歇釜＞单一连续釜＞多个连续釜串联 D、间歇釜＞多个连续釜串联＞单一连续釜
• • • • • • • • • • • • • • •
6. 计算转化率起始状态的选择，正确的是（ B ） A. 连续反应器，选择反应器出口处原料的状态 B. 连续反应器，选择反应器进口处原料的状态 C. 间歇反应器，选择反应结束时的状态 D. 数个反应器串联，往往以进入第二个反应器的原料组成为计算基准 7. 全混流反应釜最多可以有 C 个定常操作点 A.1 B. 2 C. 3 D. 4 8. 对于反应速率随转化率变化存在一个极大值的化学反应，最合适的 反应器为 A. 管式反应器 B. 釜式反应 C. 循环操作的管式反应器 D. 釜式反应串联管式反应器 9. 不是理想吸附的基本假定的是（ D ） A. 吸附位具有相同的能量 B. 属单层吸附 C. 被吸附分子间的作用力可略去不计 D. 属多层吸附

8、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。
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
=0
E(t)dt
1.0
6、活塞流反应器与全混流反应器的相同点和不同点是什么？ 答：（1）活塞流反应器又称平推流或理想置换反应器。特点：沿物流方向，反
应混合物T、C不断变化，而垂直于物流方向的任一截面（称径向平面）上物料的所 有参数，如：C、T、P、U等均相同。在定态情况下，沿流动方向上物料质点不存 在返混，垂直于流动方向上的物料质点参数相同。长径比很大，流速较高的管式反 应器。 （2）全混流反应器又犯法理想混合或连续搅拌槽式反应器模型：特点：在反应器 中所有空间位置的物料参数（C、T、P）都是均匀的，而且等于物料在反应器出口 处的性质。搅拌很好的连续搅拌槽式反应器。
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五、计算题
首先求反应速率常数
V cA0 cA
V0
rAf
2 1 0.2 1 0.2k
k 2hr1
全混流反应器切断进出料即为间歇反应器
cA ekt cA0
cA e20.5 0.2
cA 0.0736kmol m3
xA
cA0 cA cA0
1 0.0736 1
0.9264
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11、流态化——当流化速度达到一定数值时，固体颗粒相互之间无接触， 床层体积膨胀，固体颗粒处于激烈的运动状态。 12、返混—— 不同年龄质点间的混合—时间概念上的逆向。连续流动 反应器中，反应物料的参数随空间位置而变，不同空间位置的物料由于 倒流、绕流、回流等流动状况，使不同年龄的质点混合，即返混。 13、假态点——反应器的操作线中的满足热平衡条件但不满足热稳定条 件的工作状态点，且通过适当改变条件可转化成稳态点的工作状态点。 14、对比速率——复杂反应中主产物的生成速率与副产物的生成速率的 比值。

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=＿＿＿＿。

38、均相 CSTR 反应器中放热 S 形曲线与移热直线一般有 3 个交点，中温区交点具有如下
（C）
A、浓度 B、反应时间 C、反应器体积大小
4、理想混合的间歇反应器的独立变量为
（B）
A、反应速率 B、反应时间 C、反应空间
5、连续操作的理想混合流反应器的独立变量是：
（C）
A、反应物浓度 B、反应时间 C、反应空间
6、间歇操作的反应器所具有的特点包括：
（A）
A、参数随时间变化 B、参数随空间变化 C、累积量为零 D、累积量不为零
15、对于级数大于零的自催化反应，其动力学线（
1
(− rA )
~
xA
）一般存在一个极值，下述
情况哪种容积效果最高？
（D）
A、单釜 CSTR B、多釜 CSTR C、PFR D、CSTR 串联 PFR
16、对于反应级数小于零的反应，下述情况哪种容积效果最高？
（A）
A、单釜 CSTR B、多釜 CSTR C、PFR
化学反应工程试题答案
一、单选题：（共 60 小题，每题 0.5 分）
1、化学反应工程是研究如下问题的学科：
（A）
A、化学反应器工程问题 B、化工单元操作 C、反应器特性 D、传递特性
2、化学反应工程研究的对象是：
（A）
A、化学反应器 B、单元操作 C、化工流程 D、化学工艺
3、连续操作的反应器的独立变量为
10、若 CSTR 的某一操作点是稳定的定常态操作点，则该操作状态具有的特点是： （C）
A、移热速率大于放热速率 B、移热速率小于放热速率 C、移热速率等于放热速率
11、在 CSTR 中进行一级不可逆反应，最多可以有几个定常态操作点？

一、名词解释1、连续操作；间歇操作2、均相反应3、基元反应；非基元反应4、收率；选择性5、平行反应；串联反应6、绝热操作；非等温操作7、稳定的定态；不稳定的定态8、平推流；全混流9、非理想流动10、拟均相一维模型；拟均相二维模型11、临界流化速度二、填空题1、化学反应的操作方式分为、和。

2、和都可以表征反应变容的程度。

3、对于反应aA + bB →pP + sS，则r P=_______r A。

4、若τ=4h，意味着在规定的条件下，。

5、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。

6、对于一级不可逆反应，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。

7、若有一气相反应A→2P，若开始时的反应物除A以外还有50%的惰性物质，在恒压的情况下发生该反应，则该反应的膨胀率为。

8、SV=2h，意味着在规定的条件下，。

9、根据示踪剂的输入不同，测定停留时间分布的方法主要分为___________和___________。

10、E(t)dt的物理意义是______ ；停留时间分布的密度函数E（θ）=_______E（t）。

11、以若干分子所组成的流体微团作为单独的运动单元的流体称为_______；当反应级数n＜1时，宏观流体具有比微观流体_______的出口转化率。

12、反应器选型的目标函数，若是单一反应，则是；若是复合反应，则是 。

13、反应物A 的水溶液在等温PFR 中进行二级反应，出口转化率为0.5，若反应体积增加到4倍，则出口转化率x Af = 。

14、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 。

努森扩散15、一级连串反应A → P → S 在全混流釜式反应器中，则目的产物P 的最大浓度CP,max ＝___________、τopt ＝__________。

16、从反应器停留时间分布测定中求得无因次方差， =0.98，反应器可视为 。

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》期末考试试题及答案《化学反应工程》期末考试试题及答案一、选择题1、在化学反应工程中，反应时间的优化通常取决于哪些因素？ A. 反应物的浓度 B. 反应温度 C. 催化剂的活性 D. 上述所有因素答案：D2、下列哪一项不是化学反应工程的研究内容？ A. 反应过程的热量平衡 B. 反应动力学 C. 化工工艺流程设计 D. 反应器设计答案：C 3、关于反应速率，以下哪种说法是正确的？ A. 反应速率通常与反应物的浓度成正比 B. 反应速率通常与反应温度成正比 C. 反应速率与反应物的浓度和反应温度都有关 D. 反应速率与反应物的浓度和反应温度都无关答案：C4、在化学反应工程中，我们如何定义催化剂的活性？ A. 催化剂的表面积与反应物分子数的比值 B. 催化剂的重量与反应物分子数的比值 C. 催化剂的活性是催化剂的一种内在属性，无法定义 D. 催化剂的活性是催化剂在一定温度下，对特定反应的催化效率答案：D 5、关于催化剂在化学反应工程中的作用，以下哪种说法是错误的？ A. 提高反应速率 B. 提高产物的选择性 C. 可以降低反应的活化能 D.可以使反应在更低的温度下进行答案：B二、填空题1、化学反应工程的基本理论包括________、和。

答案：化学动力学；传递过程；热力学2、化学反应工程的研究对象是________，研究内容是________。

答案：化学反应过程；反应过程的优化与控制、反应器和设备的放大设计与优化、新型高效分离技术的开发与应用等3、对于一个放热反应，降低反应温度可能会________，增加反应时间可能会________。

答案：增加反应速率；提高产物的选择性4、催化剂的活性与________、________、________和________有关。

答案：催化剂的表面积；催化剂的晶格结构；催化剂的酸碱性；反应物的性质5、在一个化学反应过程中，当反应物的浓度为定值时，增加________可能会增加反应速率。

《化学反应工程》复习资料一一、填空题1．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（ ）。

2．生成主产物的反应称为（ ），其它的均为（ ）。

3．aA bB pP sS +→+对于反应，则P r =（ ）()A r -。

4．对于多孔性的催化剂，分子扩散很复杂，当孔径较大时，扩散阻力是由分子间碰撞所致，这种扩散通常称为（ ）。

二、问答题1. 简述均相反应及其动力学的研究内容？2．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？3．简述气固催化反应的过程步骤？三、计算题1．在473K 等温及常压下进行气相反应：（1）3→A R 1.2/min =⋅R A r C mol l（2）2→A S 0.5/min =⋅S A r C mol l（3）→A T 2.1/min =⋅T A r C mol l式中CA 为反应物A 的浓度（mol/l ），原料中A 和惰性气体各为一半（体积比），试求当A 的转化率达85%时，其转化速率是多少？2.有一自催化液相反应A →P ，其速率方程为3/(min)A A p R kC C kmol m =，反应温度下，3301(min),2/A k m kmol C kmol m ==，每小时处理1000mol 的原料，其中A 占99％（mol ），其余为P 。

要求最终转化率为90％。

为使所需反应体积最小，采用何种形式的反应器好？并算出你选用的反应体积；答案一、填空题1．累积量=输入量－输出量2．主反应副反应3．p a4．分子扩散（容积扩散）二、问答题1. 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。

2．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。

没有答案的化学反应⼯程考研复习题（超全⾯）反应⼯程复习题⼀. 填空题1.化学反应速率可以表为()AA dC r dt-=-前提是▁▁▁▁。

2.化学反应过程按操作⽅法分为_______、_______、_______操作。

3. aA + bBpP + sS 对于反应，则=P r _______)(A r -。

4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 。

5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，该步骤的反应速率即代表整个反应的速率，这⼀步称为_______，其他基元反应可视为处于_______。

6如果平⾏反应AP(主)S(副)均为⼀级不可逆反应，若主E ＞副E ，提⾼选择性应_______。

7⼀级连串反应AS P在平推流反应器中，为提⾼⽬的产物P 的收率，应______12/k k ，对于上述连串反应，反应物A 的浓度越⾼，则反应的选择性越______。

8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。

物理吸附的吸附热要_______化学吸附热，物理吸附是_______分⼦层吸附，⽽化学吸附是_______分⼦层吸附9⽓体在固体表⾯上发⽣吸附时，描述在⼀定温度下⽓体饱和吸附量与吸附压⼒（或吸附物质在⽓相中浓度）的关系式称为_______。

10.在轴扩散模型中，彼克莱准数=e P _______，Pe 很⼤时，即扩散系数相对⾮常⼩，反应器中物料的流动形态接近______。

11.在轴扩散模型中，彼克莱准数愈⼤轴向返混程度就_______。

12对于多孔性的催化剂，分⼦扩散很复杂，当孔径较⼤时，扩散阻⼒是由分⼦间碰撞所致，这种扩散通常称为_______。

13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，这种扩散称为_______。

《化学反应工程》试卷姓名: 学号: 专业:学院: 班级:第一部分 选择题（共12分）一、单项选择题（本大题每题只有一个正确答案，共6小题，答对一题得 2分，共12分）1、根据阿雷尼乌斯方程可知，反应速率常数k 与什么因素无关 。

A 、温度 B 、活化能C 、频率因子D 、浓度2 、气相反应2A+2B →2P+S ，则对产物P 的膨胀因子为 。

A. 0.5B. 2C. -0.5D. -23、在连续流动反应器中，返混对平行反应选择率不利时，则该平行反应的主反应级数1n 副反应级数2n 。

A ．大于B. 等于C. 小于4、一级可逆反应21,,k k P A ⇔是正、逆反应速率常数，达到平衡状态时，有 。

A.21k k =B. 1=A xC. 0=A xD. P A c k c k 21=5、某一反应的反应热21E E H r -=∆，21,E E 分别为正、逆反应活化能，若0>∆r H ，则反应是 。

化学反应工程试题 第 2页（共6页）A. 放热反应B. 吸热反应C. 等温反应D. 不能判断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. 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第二部分 非选择题（共88分）二、判断题(本大题答“对”表示说法正确.答“错”表示说法不正确,本题只需指出正确与错误,不需要修改，共12小题，每题1分,共12 分)7、对于均相基元反应a A+b B →产物，其动力学方程式可以写成幂函数的型式：（ ）8、在间歇反应器中，从加料、进行反应到反应完成后卸料，所有物料颗粒的停留时间与反应时间都是相同的，但停留时间与反应时间不一致。

（ ） 9、对于任何一个化学反应而言，其反应速率的倒数一定是随着反应转化率的增加而增加的。

（ ） 10、对同一个简单反应，在相同的工艺条件下，为达到相同的转化率，平推流所需的反应器体积为最大，而全混釜所需的体积为最小。