生化反应工程试题

Dm
制性基质
KS图 4
Scrit
S
Scrit 如图所示。
若 S<Scrit，此基质为限
五、简答题 （25 分） 1、莫诺方程与米氏方程的区别是什么？
答：莫诺方程与米氏方程的区别如下表所示。
莫诺方程： µ = µmax S KS + S
描述微生物生长
米氏方程： r = rmax S Km + S
描述酶促反应
经验方程
理论推导的机理方程
方程中各项含义：
方程中各项含义：
μ：生长比速(h-1) μmax：最大生长比速(h-1) S: 单一限制性底物浓度(mol/L) KS:半饱和常数(mol/L)
r：反应速率(mol/L.h) rmax：最大反应速率(mol/L.h) S：底物浓度(mol/L) Km：米氏常数(mol/L)
3、何谓恒化器，何谓恒浊器，二者有何区别？ 答：恒化器、恒浊器指的是两种控制方法。恒化器是通过控制流量而达 到相应的菌体浓度。恒浊器则是通过监测菌体密度来反馈调节流量。前 者通过计量泵、溢流管来保证恒定的流量；后者通过光电池监测细胞密 度，以反馈调节流量来保证细胞密度的恒定。恒化器便于控制，其应用 更为广泛。
4、影响 kLa 的因素有哪些，如何提高 kLa 或 Nv？
答：影响 kLa 的因素有： ①设备参数如设备结构尺寸、搅拌器直径； ②操作参数如搅拌转速、通风量； ③发酵液性质，如流变学性质。 提高 kLa 或 Nv 的措施有： ① 提高转速 N，以提高 Pg，从而提高 kLa。 ② 增大通风量 Q。当 Q 不大时，增大 Q 可明显提高 kLa；但当 Q 已较大时，继续提高 Q，将降低 Pg，其综合效果不会明显提高 kLa，甚至可能降低，因此有些调节措施是将提高转速 N 和增大 通风量 Q 二者结合。 ③ 为了提高 NV，除了提高 kLa 之外，提高 C*也是可行的方法之一。 通入纯氧或在可行的条件下提高罐内操作压力，均可提高 C*。 ④ 丝状菌的生长导致发酵液粘度的急剧上升和 kLa 的急剧下降。 过分提高转速和通气量可能导致菌丝体的机械破坏和液泛。在 此情况下可重复地放出一部分发酵液，补充新鲜灭菌的等体积 培养基，这样可使 kLa 大幅度回升。 ⑤ 向发酵液中添加少量氧载体，可提高 kLa。

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。

1补料分批培养主要应用在哪些情况中？①生长非偶联型产物的生产②高密度培养③产物合成受代谢物阻遏控制④利用营养缺陷型菌株合成产物⑤补料分批培养还适用于底物对微生物具有抑制作用等情况。

⑥此外，如果产物黏度过高或水分蒸发过大使传质受到影响时，可以补加水分降低发酵液黏度或浓度。

2比较理想酶反应器CSTR型与CPFR型的性能？A停留时间的比较：在相同的工艺条件下进行同一反应，达到相同转化率时，两者所需的停留时间不同，CSTR型的比CPFR型反应器的要长，也就是前者所需的反应器体积比后者大。

另外，以对两反应器的体积比作图可知，随反应级数的增加，反应器的体积比急剧增加。

B酶需求量的比较：对一级动力学：转化率越高，CSTR中所需酶的相对量也就越大。

另外，比值还依赖于反应级数，一级反应时其比值最大，0级反应时其比值最小。

C酶的稳定性：0级反应时，CSTR与CPFR内酶活力的衰退没有什么区别。

但如果反应从0级增至一级，那么，两种反应器转化率下降的差别就变得明显。

CPFR产量的下降要比CSTR快得多，因而CPFR中酶的失活比CSTR中更为敏感。

但是，如上所述，在某些场合，操作条件相同，要得到同样的转化率，CSTR所需酶的数量远大于CPFR所需的量。

D反应器中的浓度分布：CSTR与CPFR中的底物浓度分布。

由图可知，在CPFR中，虽然出口端浓度较低，但在进口端，底物浓度较高；CSTR中底物总处于低浓度范围。

如果酶促反应速率与底物的浓度成正比，那么对于CSTR而言，由于整个反应器处于低反应速率条件下，所以其生产能力也低。

3试着分析目前连续式操作难以大规模应用的原因？连续培养的工业生产应用的受限原因(连续培养的应用主要集中在研究领域)。

⑴杂菌污染问题。

因连续培养以长期、稳定连续运转为前提，在整个培养过程中，必需不断地供给无菌的新鲜培养基，好氧发酵时，必需同时供给大量的无菌空气，这两种供给的过程中极易带来杂菌的污染，长期保持连续培养的无菌状态非常困难。

试题库结构章节 试题分布名词解释 数学表达式 简答题图形题推导题判断题 计算题合计第一章 0 0 9 0 0 0 0 9 第二章 0 0 11 0 0 0 2 13 第三章 1 3 9 3 11 4 2 33 第四章 1 11 6 7 1 11 14 51 第五章 3 1 7 8 2 0 13 34 第六章 6 0 6 2 0 0 0 14 第七章 2 2 2 2 0 0 13 21 第八章 0 0 36 0 0 0 2 38 合计 13 17 86 22 14 15 46 213一、名词解释[03章酶促反应动力学]酶的固定化技术：[04章微生物反应动力学]有效电子转移：[05章微生物反应器操作]流加式操作：连续式操作：分批式操作：[06章生物反应器中的传质过程]粘度：牛顿型流体：非牛顿型流体塑性流体假塑性流体胀塑性流体[07章生物反应器]返混：停留时间：二、写出下列动力学变量（参数）的数学表达式[03章酶促反应动力学]1. Da准数：2. 外扩散效率因子：3. 内扩散效率因子：[04章微生物反应动力学]1. 菌体得率：2. 产物得率：3. 菌体得率常数：4. 产物得率常数：5. 生长比速：6. 产物生成比速：7. 基质消耗比速：8. 生长速率：9. 产物生成速率：10. 基质消耗速率：11. 呼吸商：[05章微生物反应器操作]1. 稀释率：[07章生物反应器]1. 停留时间：2. 转化率：三、简答题：[01章绪论]1．什么是生物反应工程、生化工程和生物技术？2．生物反应工程研究的主要内容是什么？3．生物反应工程的研究方法有哪些？4．解释生物反应工程在生物技术中的作用。

5. 为什么说代谢工程是建立在生化反应工程与分子生物学基础之上的？6. 何为系统生物学？7. 简述生化反应工程的发展史。

8. 如何理解加强“工程思维能力”的重要性。

9. 为什么在当今分子生物学渗入到各生物学科领域的同时，工程思维也成为当今从事生物工程工作人员共同关注的话题？[02章生物反应工程的生物学与工程学基础]1. 试说明以下每组两个术语之间的不同之处。

复 习 题选择题（每小题2分，共16分）1．一简单酶催化反应，若初始酶浓度C E0=0.01mmol/L, 酶催化最大反应速率为0.197mmol/L.h,则产物生成速率常数是多少？ ( )A 19.7h -1B 9.5h -1C 2.7h -1D 18.2h -12．有一均相酶反应，当底物的初始浓度C E0=1χ10-5mmol/L ，若反应进行一段时间后，此时的底物浓度为0.9χ10-5mmol/L,则底物转化率为多少？ ( )A.20%B.12%C.15%D. 10%3．某酶的Km 值为2.0χ10-5mol/L ，如果r max 值为4.0χ10-5mol/(L.min)，在底物浓度为1χ10-4mol/L 和在竞争性抑制剂浓度为2χ10-4mol/L 情况下，假定K I 为2χ10-4mol/L ，其反应速率为多少？（）A ．2.0χ10-5mol/(L.min)B ．1.43χ10-5mol/(L.min)C ．1.43χ10-4mol/(L.min)D ．2.0χ10-4mol/(L.min)4．一简单酶催化反应的反应速率为6.0χ10-5m ol/(L.min)，当有抑制剂时的反应速率变为1.5χ10-5m ol/(L.min)，问其抑制程度有多大？（ ）A ．2.0B ．0.2C ．0.25D ．0.55.某酶催化的反应速率为1.5χ10-5mol/(L.min)，当此酶固定于无微孔的球形载体上进行同类反应时，反应速率变为1.2χ10-5mol/(L.min)，该固定化酶的扩散有效因子是多少？（ ）A 0.8B 1.0C 0.75D 0.56．固定于无微孔的球形载体上的酶促反应,假定其外扩散传质速率为1.0χ10-6m ol/(L.min),则在定态条件下的反应速率为（ ）A ．2.0χ10-5mol/(L.min)B ．1.0χ10-6mol/(L.min)C ．2.0χ10-6mol/(L.min)D ．1.2χ10-6mol/(L.min) 7．某微生物反应的动力学方程为s X s X c c c r +=22.1，则K S 为（ ）A 1.2B 2C 1.8D 2.58. 在甘露醇中培养大肠杆菌,当甘露醇溶液以 1.5L/min的流量进入体积为5L的CSTR中进行反应时,稀释率为（）.A．0.4min-1 B．1.4min-1 C．5min-1 D．0.3min-1填空题（每小题2分，共20分）1、假定CSTR中进行等温均相反应，反应器有效体积恒定不变，其基本设计方程为流入速率=流出速率+反应消耗速率+累积量，则对底物S的物料衡算表达式为。

《化学反应⼯程》试题及答案《化学反应⼯程》试题库⼀、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2.1010000ln +-=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-+。

a
Kp
p H 2 pO 2


0.5
p H 2O
令k1 k1 K p b0,O2 K p



a
, k2 k2

b
0.5
0,O2
K p ;由实验测得 a 0.5, 最后可得
0.5

a
p H 2O r k1 pCO p H2
pH2 k 2 pCO p H 2O
x Af ,c x Af , f c A0 e 2k e2 0.135kmol/ m3 , x A,e x A, f 0.865

（g）平推流反应器与全混流反应器并联,
c Af , g
c A0 1 1 1 (c A0 e 2 k ) e 2 0.234 , x A, g 0.776 2 1 2k 2 3
60 0.62m 3 960 368 0.496 m 3 740
该反应为液相反应，反应过程中体积比不变，且每次投料体积为:
3 V 0.0625 0.496 0.559m
计算结果表明，转化率从0.9提高到0.99，反应时间从 4.81h延长到52.9h，说明大量反应时间花在高转化率。
9.纯苯氯化为串联反应，生成物为一氯苯，副产物为二氯苯反应方程式为
1 bN 2 p N 2 bNH 3 p NH 3

3

0.5 1.5 1 bN 2 PN 2 bNH 3 k p PN PH 2 2
2．Temknh等提出铁催化剂上氨合成反应为下列步骤所组成 3 式中X代表活性位。若过程 NX H 2 NH 3 X N 2 2 X 2 NX

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。

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。

《化学反应工程》试题及答案一、选择题（每题5分，共25分）1. 以下哪个选项不属于化学反应工程的研究范畴？A. 化学反应速率B. 反应器设计C. 催化剂制备D. 产品分离和提纯答案：D2. 以下哪种反应器类型不属于理想反应器？A. 平推流反应器B. 全混流反应器C. 非理想反应器D. 等温反应器答案：C3. 以下哪个因素对化学反应速率影响最小？A. 反应物浓度B. 温度C. 催化剂D. 反应时间答案：D4. 在全混流反应器中，以下哪个参数表示反应器的时空产率？A. 空时B. 时空产率C. 反应时间D. 反应速率答案：B5. 以下哪个选项描述的是化学反应工程的主要任务？A. 研究化学反应机理B. 设计和优化反应器C. 分析和解决生产过程中的问题D. 所有以上选项答案：D二、填空题（每题5分，共25分）6. 化学反应工程的主要研究内容包括____、____、____。

答案：化学反应动力学、反应器设计、反应器操作7. 在间歇操作反应器中，反应物的浓度随时间变化的关系为____。

答案：指数衰减8. 反应器的设计和操作过程中，需要考虑的主要因素有____、____、____。

答案：反应速率、反应温度、反应压力9. 以下反应器类型中，属于连续操作反应器的是____、____。

答案：平推流反应器、全混流反应器10. 在反应器操作过程中，以下哪个参数表示反应物的转化率？答案：转化率三、计算题（每题25分，共50分）11. 某一级反应在间歇操作反应器中进行，已知反应速率常数为k=0.1 min^-1，反应物初始浓度为C0=1 mol/L。

求反应进行1 min后，反应物的浓度。

解：根据一级反应的动力学方程，反应物浓度随时间的变化关系为：ln(C/C0) = -kt代入已知数据：ln(C/1) = -0.1 1C = 1 e^(-0.1)C ≈ 0.9048 mol/L答案：反应进行1 min后，反应物的浓度为0.9048 mol/L。

第 1 页共 5 页.化学反应工程试卷及答案一、填空题（共25分,每空1分）1．化学反应工程学不仅研究化学反应速率与反应条件之间的关系，即 ，而且着重研究传递过程对 的影响，研究不同类型反应器的特点及其与化学反应结果之间的关系。

2．反应器按型式来分类可以分为管式反应器、 和 。

3．对于反应D C B A 432+=+，反应物A 的消耗速率表达式为 ；反应产物C 的生成速率表达式为： 。

4．反应器设计计算所涉及的基础方程式就是动力学方程式、 和 。

5．间歇釜反应器中进行如下反应：P A → (1) 11n AA C k r = 1E S A → (2) 22nA A C k r = 2E在Ao C 和反应时间保持不变下，降低反应温度，釜液中S p C C /增大，表明活化能1E 与2E 的相对大小为 ；在温度和反应时间保持不变下，增高反应浓度，釜液中S p C C /增大，表明反应级数1n 、2n 的相对大小为 。

6．单位时间内由颗粒外表面传递至气相主体的热量可由牛顿冷却定律表达，其表数学表达式为 。

7．全混流反应器稳定的定常态操作点的判据为 、 。

8．对催化剂性能影响最大的物理性质主要是 、 和孔体积分布。

9．复合反应包括三个基本反应类型，即并列反应、平行反应和_____________。

10．在停留时间相同的物料之间的均匀化过程，称之为 。

而停留时间不同的物料之间的均匀化过程，称之为 。

11．对于反应级数0<n 的反应，为了降低反应器容积，应选用 反应 器为宜；对于反应级数0>n 的反应，为了降低反应器容积，应选用 反应器为宜。

12．固定床催化反应器主要缺点是 ， 。

13．有效因子物理意义=η 。

第 2 页共 5 页14. 多段绝热式反应器是筒体内放置几次搁板，搁板上放置 ，层与层之间设置气体的 装置。

二、选择题（共20分,每小题2分）1．对于可逆放热反应，为提高反应速率应( )。

《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。

《生化反应工程专论》复习题一、名词解释 1、能量生长偶联型当有大量合成菌体材料存在时，微生物生长取决于ATP 的供能，这种生长就是能量生长偶联型。

2、固定化酶的位阻效应是载体的遮蔽作用（如载体的空隙大小、固定化位置或方法不当）给酶的活性中心或调节中心造成空间障碍，使底物和效应物无法与酶接触等引起的。

3、Y ATP消耗1摩尔ATP 所获得的干菌体克数，g/mol.4、微生物生长动力学的非结构模型不考虑细胞结构，每个细胞之间无差别，即认为细胞为单一成分。

这种理想状态下建立起来的动力学模型称为非结构模型。

5、搅拌器轴功率是指搅拌器以既定的速度转动时,用以克服介质的阻力所需要的功率。

6、搅拌器输入搅拌液体的功率是指搅拌器以既定的速度转动时,用以克服介质的阻力所需要的功率。

也称搅拌器的轴功率7、深层过滤的对数穿透定律进入滤层的微粒数与穿透滤层的微粒数之比的对数是滤层厚度的函数。

21lnN KL N =- 8、搅拌雷诺准数雷诺准数是惯性力与液体粘滞力之比,即Re du ρμ=,而在搅拌容器中,液体的代表速度 u= n Di ,并以搅拌器直径 Di 代替管径 d,此时的雷诺准数称为搅拌雷诺准数2Re i nD m ρμ=9、全挡板条件是指在一定转数下再增加罐内附件而轴功率仍保持不变。

要达到全挡板条件必须满足下式要求：(0.1~0.12)0.5b Dn n D D⋅=⋅= D-发酵罐直径，b-挡板宽度，n-挡板数10、气体截留率在通风液体中由于充气而导致的体积增加率。

通风前液体体积为 V L ,通风时体积的增加量为 V g ,则气体截留率为g L gV V V ε=+二、简答题1、简述生化反应工程中涉及到的工程学基本概念（1）恒算概念：通过质量衡算、热量衡算、动量衡算达到物料和能量有效集成。

质量、热量和动量衡算概念是保证技术上可行性和经济上合理性的重要工程措施和环节。

（2）速率概念：速率问题是理论上正确性和技术上可行性的一个重要衡量标志和判断标准，也是技术先进性的反映，更是生物反应工艺、工程探索结果的表现。

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。

化学反应工程试题及答案一、选择题（每题2分，共10分）1. 以下哪个不是化学反应工程研究的范畴？A. 反应器设计B. 反应动力学C. 反应过程控制D. 有机化学合成2. 反应器中，催化剂的作用是什么？A. 提高反应速率B. 改变反应平衡C. 降低反应温度D. 增加产物产量3. 在工业生产中，连续搅拌槽式反应器（CSTR）与间歇搅拌槽式反应器（BSTR）相比，以下哪个描述是正确的？A. CSTR的体积通常比BSTR大B. CSTR的物料停留时间是固定的C. BSTR可以处理更复杂的反应体系D. CSTR的操作成本通常低于BSTR4. 以下哪种反应器类型适用于快速反应？A. 填充床反应器B. 管式反应器C. 流化床反应器D. 脉冲反应器5. 反应动力学中的“零级反应”指的是什么？A. 反应速率与反应物浓度无关B. 反应速率与反应物浓度成正比C. 反应速率与反应物浓度成反比D. 反应速率与反应物浓度的平方成正比二、简答题（每题10分，共30分）6. 简述反应器设计中的主要考虑因素。

7. 描述连续搅拌槽式反应器（CSTR）与间歇搅拌槽式反应器（BSTR）的主要区别。

8. 解释什么是反应器的停留时间分布（RTD）。

三、计算题（每题15分，共30分）9. 假设一个零级反应A → B，反应速率常数k=0.1 min^-1。

如果初始时刻[A]0=1 mol/L，求5分钟后[A]的浓度。

10. 给定一个反应A + B → C，反应速率表达式为r = k[A][B]，其中k=0.05 L/mol·min。

初始时刻[A]0=1 mol/L，[B]0=2 mol/L。

如果反应在CSTR中进行，且反应器体积V=10 L，进料流速F_in=1 L/min，求稳态时[A]和[B]的浓度。

四、论述题（每题30分，共30分）11. 论述在实际工业生产中，如何根据反应特性选择合适的反应器类型。

答案一、选择题1. D（有机化学合成）2. A（提高反应速率）3. D（CSTR的操作成本通常低于BSTR）4. D（脉冲反应器）5. A（反应速率与反应物浓度无关）二、简答题6. 反应器设计中的主要考虑因素包括：反应类型、反应速率、反应物和产物的性质、操作条件（如温度、压力）、安全性、成本效益、环境影响等。

生物反应工程试题及答案一、单项选择题（每题2分，共10题）1. 生物反应器中，搅拌桨的主要作用是：A. 提供氧气B. 混合均匀C. 维持pH值D. 控制温度答案：B2. 以下哪项不是生物反应器设计时需要考虑的因素？A. 反应器的体积B. 反应器的材质C. 反应器的形状D. 反应器的颜色答案：D3. 在生物反应过程中，细胞的代谢途径可以通过以下哪种方式进行调控？A. 基因工程B. 物理刺激C. 化学刺激D. 以上都是答案：D4. 以下哪种培养方式不属于好氧培养？A. 深层培养B. 表面培养C. 静态培养D. 通气培养答案：C5. 在生物反应器中，溶解氧的浓度通常用以下哪个参数表示？A. DOB. ODC. OD600D. pH答案：A6. 以下哪种微生物适合于在厌氧条件下生长？A. 酵母菌B. 乳酸菌C. 放线菌D. 以上都是答案：B7. 在生物反应器的操作中，以下哪项不是常见的操作模式？A. 批式操作B. 连续操作C. 半连续操作D. 间歇操作答案：D8. 以下哪种营养物质不是微生物生长所必需的？A. 碳源B. 氮源C. 维生素D. 重金属答案：D9. 在生物反应器的设计中，以下哪种类型的反应器不适合于大规模生产？A. 搅拌罐式反应器B. 气升式反应器C. 塔式反应器D. 实验室规模反应器答案：D10. 在生物反应过程中，以下哪种因素不会影响细胞的生长速率？A. 温度B. pH值C. 氧气供应D. 重力答案：D二、填空题（每空1分，共10分）1. 生物反应器中，搅拌桨的转速通常会影响______的分布，进而影响细胞的生长和产物的合成。

答案：氧气2. 在生物反应器的设计中，通常需要考虑______和______的平衡，以保证微生物的生长和产物的合成。

答案：氧气供应；营养物质3. 微生物的代谢途径可以通过______的方式进行调控，以提高目标产物的产量。

答案：基因工程4. 在生物反应器的操作中，______操作模式适合于连续生产，而______操作模式适合于小规模或间歇性生产。

武汉工程大学生物反应工程试题班级 _______ 学号_________ 姓名___________一、名词解释（5 2分）底物的抑制作用倍增时间t d位阻效应停留时间反复分批操作二、填空题（6 4）1、K m是［ES］的分解速率 ____ 与形成速率（k i）的比值，K m值的大小反映了______________ （1）试求在单一CSTR中在最佳操作条件下反应器中的底物浓度？（2）若采用带循环的反应器系统，循环比为 1 /3 ，c xr /c xf=6 试求在总反应系统的出口处底物的浓度c sf 和菌体浓度c xf 各位多少？四、简答题（ 5 6 分）1、简述酶的抑制作用机理和酶的抑制剂（概念、种类、特点）。

5 分2、Monod 方程建立的几点假设是什么？3、影响延迟期长短的因素有哪些？如何从实际生产中缩短延迟期？4、流体扩散时，其在微孔内所受的扩散阻力主要来自于哪几个方面？某组分在微孔内的扩散属于何种机理该如何判断？5、简述实施补料分批操作的目的及应用在哪些过程。

通过测定K m值可以判断酶的最适底物，其值最小者为2、对竞争性抑制，抑制程度i= ______________ ，底物浓度的增大可抑制剂的影响可；对非竞争性抑制，抑制程度i= _______________ ，底物浓度的增大 __________ 抑制剂的影响。

3、在细胞反应过程中，可将细胞反应视为生成多种产物的复合反应，根据“黑箱”计量模型和相应简化处理，细胞生长和产物形成的总反应式可表示为： ________________________ 4、在同一测定条件下，固定化酶的催化活性一般 _______ 等摩尔原酶的催化活性，固定后，酶的热稳定性________5、对于液体，由于其分子运动的平均自由程很小，组分在微孔内的扩散可视为__________6、对一简单的S P的液相反应，若要求单位时间内产量为R,反应的初始浓度为c so,其转化率为X s,则单位时间所处理反应物料的体积应为：F= 。