第四章非理想流动习题

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）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. 动量传递第二章 均相反应动力学1. aA + bB pP + sS 对于反应，则=P r _______)(A r -。

（a p ）2.着眼反应组分K 的转化率的定义式为_______。

（00K KK K n n n -=χ）3. 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 ） 4. 活化能的大小直接反映了______________对温度的敏感程度。

（反应速率）5. 一个可逆的均相化学反应，如果正、逆两向反应级数为未知时，采用______________法来求反应级数。

非理想流动及反应器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）7.反应器物料的停留时间的分布曲线是通过物理示踪法来测定的，根据示踪剂的输入方式不同分为_______、_______、_______、_______。

（脉冲法、阶跃法、周期示踪法、随机输入示踪法）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 ）=_______。

（tt 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）22.脉冲示踪法测定停留时间分布0C CA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。

4-1 在定态操作反应器的进口物料中脉冲注入示踪物料。

出口处示踪物浓度随时间变化的情况如下。

假设在该过程中物料的密度不发生变化，试求物料的平均停留时间与=100⎰∞=-=-=02222971.8187.625.47)(t dt t E t tσmin 24-2 无量纲方差表达式的推导 （1）推导无量纲方差222/ttσσθ=；（2）推导CSTR 的22tt=σ。

1. τθt=2. ττtet E -=1)(证明： 4-3 设()θF 及()θE 分别为闭式流动反应器的停留时间分布函数及停留时间分布密度函数，θ为对此停留时间。

（1）若该反应器为平推流反应器，试求①F(1); ②E(1);③F(0.8);④E(0.8);⑤F(1.2) （2）若该反应器为全混流反应器，试求①F(1); ②E(1);③F(0.8);④E(0.8);⑤F(1.2) （3）若该反应器为非理想流动反应器，试求 ①F(∞); ②F(0);③E(∞);④E(0);⑤⎰∞0)(θθd E ；⑥⎰∞)(θθθd E解1平推流模型 2 全混流θθ-=e E )( ， θθ--=e F 1)(3非理想流动模型a 多釜串联 θθθN N N e N N E ---=1)!1()(， 0)(C C F N =θ4-4 C(t)t/min4-18图用阶跃法测定某一闭式流动反应器的停留时间分布，得到离开反应器的示踪剂浓度与时间的关系，如图4-18所示。

试求 （1）该反应器的停留时间分布函数)(θF 及分布密度函数)(θE ；（2）数学期望θ 及方差2θσ；（3）若用多釜串联模型来模拟该反应器，则模型参数是多少？ （4）若用轴向扩散模型来模拟该反应器，则模型参数是多少？（5）若在此反应器内进行1级不可逆反应，反应速率常数1min 1-=k ，且无副反应，试求反应器出口转化率。

解（1）.()()θF c t c t F ==0)(⎪⎩⎪⎨⎧-=12)(t t c 3322〉≤≤≤t t t()⎪⎩⎪⎨⎧-==∴120)(0t c t c t F 3322〉≤≤≤t t t ，()θF t F =)(⎪⎩⎪⎨⎧=∆∆=010)(0t c c t E3322〉≤≤≤t t t ，()t t E E =)(θ（2）.1==-ttθ（3）. 多釜串联模型 (4). 轴向扩散模型 试差 Pe=0.001 (5).4-5. 为了测定某一闭式流动反应器的停留时间分布，采用脉冲输入法，反应（1）反应物料在该反应器中的平均停留时间t 及方差2θσ（2）停留时间小于4.0min 的物料所占的分率。

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=＿＿＿＿。

题库第三章 1 管式反应器今有二级反应A P ，现用两平推流反应器串联操作，已知C A0=1mol/L ，V R1=120L ，V R2=240L ，温度T 1时，k T1=1L/(hmol)，温度T 2时，k T2=2L/(hmol)，进料流量V 0=1L/min ，试问下列两种情况何者为优。

[][][][]AfR A R A Af R A R A C T V C T V C C T V C T V C 111220221110,,)2(,,)1(解：对(1)有111)1/240()60/2()3/1(13/1131)1/120()60/1(1111221111001=⨯⨯+=+==⨯⨯+=+=ττT A A Af T A A A k C C C k C C C对(2)有111)1/120()60/1()9/1(19/1191)1/240()60/2(1111111122001=⨯⨯+=+==⨯⨯+=+=ττT A A Af T A A A k C C C k C C C2 CSTR 操作特点某二级液相反应A+B C ，已知C A0=C B0，在间歇反应器中达到转化率0.99，需反应时间10min ，问：(1)在全混流反应器里进行时，空时应为多少？(2)在两个串联全混流反应器中进行时，空时又为多少？解：在间歇反应器中，对二级反应有0009.9)99.01(1099.0)1(A A A C C x C x k =-=-=τ(1) 在单个CSTR 中，1000)99.01(9.999.0)1(9.9)1()(22002200200=-=-=-==-==A A A AA A A A A A A A A A Rx C C x x kC x C kC x C r x C V ντ(2) 两个CSTR 串联，min2.79min 6.39)1()()()()()1()(21212122201202120120222120102101011=+===⇒=--=-=--==-==-==τττττττντντm A A A A A AA A A A A A A R A A A A AA A A A A R x kC x x C kC x x C r x x C V x kC x C kC x C r x C V3 间歇反应器的操作优化间歇反应器中进行反应A P ，rA=kCA2=1CA2 kmol/(m3h)，两批反应中间隔1h 用于卸料清洗与加料操作，已知反应物A 为1000元/批，产物P 为2000元/批，CA0=1kmol/m3，问下列情况下应如何确定反应时间。