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化学反应工程》期末复习题一、单选题（ 30 分，每小题 3 分）1. 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 ________ 。
《化学反应工程简明教 程》 P23~ P24（ 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2. 对于反应 aA+bB pP+sS ，则 r P _________ r A 。
《化学反应工程简明教程》 P113．反应 A B C ， k 2.50 s 1，则反应级数为 A ． 0 （B ） 1 （C ）2 4. 反应 NaOH+HCl NaCl+H 2O ，已知 k 0.1 l /（mol s ） ，则反应级数 n= ______ 。
《化学反应 工程简明教程》 P13（A ）0 （B ）1 （C ） 2 （D ）35. 下面反应器中不属于理想反应器的是 _______ 。
《化学反应工程简明教程》 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6. 在式 -r A =kC A n 中，负号意味着_ （ A ）反应速率常数为负值 （ C ）公式表示的是 A 的消耗速率7. 下列单位不属于反应速率的是 （A ）mol/（g ﹒s ）（B ）m 3/s_ 。
《化学反应工程简明教程》 P11 （B ）反应速率随浓度的下降而减小（D ）dc A /dt 为正值 _。
《化学反应工程简明教程》 P1223 C ）mol/（m 2﹒s ） （D ）mol/（m 3﹒s ）8. 反应 3A → P ，已知 k 0.15mol / l s ，则反应级数 n= _______ 。
教材 P13（A ）0 （B ） 1 （C ）2 （D ）39. 下列不属于间歇反应器特点的是 _______ 。
教材 P23（ A ）反应器内某一时刻各处物料反应速率相等（B ）反应器内某一时刻各处物料温度相等（C ）反应器内某一时刻各处物料浓度相等p A )|a|pB ) a aC ) p |a|D ) p______ 。
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 ） （C ） （D ）7. 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= 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= mol/L 所需时间t=_______秒。
反应工程复习题答案1. 反应速率与哪些因素有关？反应速率与反应物浓度、温度、催化剂以及反应物之间的接触面积等因素有关。
2. 反应速率定律的一般形式是什么？反应速率定律的一般形式为：\[ \text{速率} =k[\text{A}]^m[\text{B}]^n \]，其中 \( k \) 是速率常数，\( [\text{A}] \) 和 \( [\text{B}] \) 分别是反应物A和B的浓度，\( m \) 和 \( n \) 是反应级数。
3. 如何确定反应级数？通过实验数据，绘制反应速率与反应物浓度的关系图，根据斜率确定反应级数。
4. 催化剂对反应速率的影响是什么？催化剂可以显著降低反应的活化能，从而提高反应速率，但不影响反应的平衡位置。
5. 温度对反应速率的影响如何？温度升高会增加反应物分子的动能，增加有效碰撞的次数，从而提高反应速率。
6. 什么是均相反应和非均相反应？均相反应是指反应物和生成物在同一相中进行的反应，而非均相反应是指反应物和生成物在不同相中进行的反应。
7. 什么是反应的热力学和动力学？反应的热力学涉及反应的平衡状态和自由能变化，而动力学则涉及反应速率和反应机理。
8. 如何通过实验确定反应的活化能？通过测量不同温度下的反应速率，使用阿伦尼乌斯方程 \( k = Ae^{-E_a/RT} \) 来确定活化能 \( E_a \)，其中 \( A \) 是指前因子，\( R \) 是气体常数，\( T \) 是绝对温度。
9. 什么是链反应？链反应是一种反应机理，其中反应物分子通过一系列中间体和自由基的连续反应生成产物。
10. 什么是反应的选择性？反应的选择性是指在多步反应中，特定产物生成的比例，通常用来衡量反应的效率和专一性。
试题班级姓名学号号一、请在下列各题中各选择一个最适当的答案（每题1分，共40分）1.（）不是反应程度的特点A 总为正值B 各反应组分的反应程度相同C 随反应时间而变D 与反应计量系数无关2.-r A=kC A n中，式中的负号意味着（）A 反应速率常数为负值B 反应速率随浓度的下降而减小C 公式表示的是A的消耗速率D dc A/dt为正值3.返混的定义是（）A 不同空间位置的粒子的混合B 不同停留时间的粒子的混合C 参与不同反应的粒子的混合D 不同反应器内粒子的混合4.自催化反应当转化率为零时反应速率（）A 最大B 出现极值点C 为负值D 为05.平推流反应器中诸参数不随（）而变A 反应物的组成B 反应器的轴向位置C 反应器的空间时间D反应器的径向位置6.在平推流反应器进行某一变容反应，若εA>0，则空间时间τ将（）平均停留时间tA 等于B 小于C 大于D 接近于7.对反应级数大于零的单一反应，对同一转化率，其反应级数越小，全混流反应器与平推流反应器的体积比（）。
A 不变B 变大C 变小D 不好说8.复合反应的瞬时选择性定义为（）A 生成目的产物消耗的反应物与所有消耗B 生成副产物消耗的反应物与生成目的产物的反应物的比值消耗的反应物的比值C 目的产物的净生成速率与反应物的消耗速率的比值D 副产物的生成速率与目的产物的净生成速率的比值9.空间时间的定义是（）A 停留时间与非生产时间的和B 实际反应时间与真实停留时间的和C 反应器有效容积与入口体积流率的比值D 反应物微元在反应器内经历的时间10.平推流反应器的无因次方差为（）A 1B 2C －1D 011.对反应级数大于零的单一反应，随着转化率的增加，所需全混流反应器与平推流反应器的体积比（）A 不变B 增加C 减小D 不一定12.由脉冲示踪实验可以直接获得的是（）A 停留时间分布函数B 停留时间分布密度函数C 平均停留时间D 方差13.非理想流动反应器的方差随偏离平推流反应器的程度而（）A 减少B 增大C 先增大后减少D 不变14.非理想流动反应器的停留时间分布函数曲线是（）A 单调递减的B 单调递增的C 有极大值的D 不好说15.所谓对比时间是指（）A 反应器内的真实停留时间与平均停留时间的比值B 反应器内的真实停留时间与空间时间的比值C 平推流反应器停留时间与全混流反应器停留时间的比值D 全混流反应器停留时间与平推流反应器停留时间的比值16.所谓开式边界条件，是指（）A 反应器入口是敞开的B 反应物流在边界处有流型变化C 反应器出口是敞开的D 反应物流在边界处没有流型变化17.催化剂不可以（）A 改变反应速率B 改变反应平衡C 改变反应产物D 抑制副反应18.化学吸附的吸附温度（）A 高于被吸附物的沸点B 低于被吸附物的沸点C 正好是被吸附物的沸点D 都可以ngmuir吸附模型基本假定不包括（）A 催化剂表面活性中心分布均匀B 被吸附的分子间互不影响C 每个活性中心只能吸附一个分子D 吸脱附活化能与表面覆盖率呈线性关系20.控制步骤意为（）A 各步骤中进行最快的B 最先达到平衡的C 各步骤中进行最慢的D 不可逆的6.基于理想吸附假定，得到的是（）A 指数型动力学方程B 对数型动力学方程C 幂函数型动力学方程D 双曲型动力学方程21.当催化剂孔径（）分子平均自由程时，分子扩散属努森扩散A 大于B 小于C 等于D 远大于22.席勒模数的物理意义是（）A 实际反应速率与实际扩散速率的比值B 最大反应速率与实际扩散速率的比值C 实际反应速率与最大扩散速率的比值D 最大反应速率与最大扩散速率的比值23.等温条件下催化剂的席勒模数（）A 与反应级数关系不大B 与扩散系数关系不大C 与速率常数关系不大D 与颗粒形状关系不大24.在非等温条件下，催化剂颗粒的有效因子（）A 有可能大于一B 不可能大于一C 一定大于一D 与等温条件下相同25.Da坦克莱(Damkolher)准数涉及（）的描述A 催化剂内扩散B 催化剂失活C 催化剂外扩散D 催化剂床层装填26.内扩散使连串反应的选择性（）A 提高B 下降C 不变D 为零27.减小内扩散影响的措施不包括（）A 减小催化剂粒径B 增大催化剂孔径C 提高反应温度D 改变催化剂孔结构28.彼克列准数Pe表示了（）A 轴向传热的度量B 径向传热的度量C 轴向扩散的度量D 径向扩散的度量29.床层空隙率在靠近壁面处（）远离壁面处A 大于B 小于C 等于D 没规律30.填充均匀颗粒的床层，不考虑壁效应，其空隙率随粒子的增大而（）A 增大B 减小C 不变D 不一定31.一维拟均相平推流模型，拟均相是指（）A 只有一相B 均为轴向C 所有固体粒子视为一相D 流体和固体视为一相32.拟均相二维模型中，径向有效导热系数（）A 是流体的物性参数B 是颗粒的物性参数C 是流体与颗粒物性参数的结合D 不是物性参数33.所谓绝热温升，是指（）A 反应物流在绝热情况下100％转化的温升B 反应物流在绝热情况下的最大温升C 催化剂在单位时间内的最大温升D 反应器的最大允许温升34.化学增强因子β的定义是，气体吸收时（）A 有化学反应条件下的液膜厚度与无化学反应下的液膜厚度之比B 有化学反应条件下的反应速率与无化学反应下的吸收速率之比C 无化学反应条件下的液膜厚度与有化学反应下的液膜厚度之比D 有化学反应条件下的吸收速率与无化学反应下的吸收速率之比35.对于极慢反应，液相主体中的反应物浓度（）A 大于平衡浓度B 远小于平衡浓度C 接近但不大于平衡浓度D 与平衡浓度无关36.八田数γ：（）A 是物性参数B γ越大反应速率越大C γ的极小值代表了最大反应速率D γ越大反应速率越小37.对于快速反应吸收过程，宜采用（）进行A 连续鼓泡反应塔B 填料吸收塔C 半连续鼓泡反应塔D 连续搅拌槽式反应器38.当反应器需要移走更多热量时，对稳定操作影响最小的办法是（）A 降低反应温度B 降低反应物流量C 降低冷剂温度D 提高冷剂流量39.全混流反应器的稳定操作点的必要条件是（）A (dq r/dt)>(dq g/dt)B (dq r/dt)<(dq g/dt)C (dq r/dt)=(dq g/dt)D 二者没有关系40.在换热型气固相催化反应器中进行强放热反应，为保证反应器操作的稳定，要求（）A 反应器床层不能太厚B 反应器管径不能太小C 反应器床层不能太薄D 反应器管径不能太大二、有一气相热分解反应 A −→R+S ，现已知该反应在某温度下进行，其速率方程式为：)].min /([.min)]/([atm cm m ol 10714k cm m ol P k 31P 3A P A r -⨯==-其中：该反应在平推流反应器中等温等压条件下进行，压力为[1atm]。
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==-。
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. 均相反应是指_。
（参与反应的物质均处于同一相）2. 对于反应，则_______.（）3。
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_______。
（等分子反应、非等分子反应）5。
化学反应速率式为,用浓度表示的速率常数为，假定符合理想气体状态方程，如用压力表示的速率常数,则=_______.（）6.化学反应的总级数为n，如用浓度表示的速率常数为，用逸度表示的速率常数，则=_______.（）7. 化学反应的总级数为n，如用浓度表示的速率常数为，用气体摩尔分率表示的速率常数，则=_______。
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。
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. 均相反应是指_。
（参与反应的物质均处于同一相）2. aA + bBpP + sS 对于反应，则=P r _______)(A r -。
（ap）3.着眼反应组分K 的转化率的定义式为_______。
（00K KK 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 AC 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 。
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=＿＿＿＿。
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。
化学反应工程试题答案一、单选题：（共60 小题，每题分）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（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、累积量不为零7、在对理想的全混流反应器进行物料衡算时，下面哪些量为零：（D）A、流入量B、流出量C、反应量D、累积量8、在对定常态操作的反应器进行物料衡算时，下面哪些量为零：（D）A、流入量B、流出量C、反应量D、累积量9、稳定的定常态操作点符合如下条件：（A）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10、若CSTR勺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）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? D)23、从反应器的停留时间分布测定中求得无因次方差0.98，则反应器可近视为：（B ）A 0B 、1C 、2D 、3E 、412、 对于反应级数大于零的反应，下述情况哪种容积效果最高？A 、单釜 CSTRB 、多釜 CSTRC 、PFR13、 对于自催化反应，下述情况哪种容积效果最高？（ AA CSTR 串联PFRB 、最优循环比下操作的 PFRC 、CSTR14、 稳定的定常态操作的 CSTR 反应器在该操作点下列情况是必然成立的：（B ）A 、移热速率等于放热速率B 、移热速率大于放热速率C 、移热速率小于放热速率情况哪种容积效果最高？ （ D ）A 、单釜 CSTRB 、多釜 CSTRC 、PFRD 、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 CSTRB 、多釜 CSTRC 、PFR17、 对于绝热的放热反应，下述哪种操作方式的容积效果最高？（ A ） A CSTR 串联PFR B 、最优循环比下操作的 PFR C 、CSTR18、 平推流反应器的空时与反应时间之间的关系下列哪种说法正确？（0A 总是相等B 、总是不相等C 、不确定19、 全混流反应器的空时与反应时间之间的关系下列哪种说法正确？（0A 总是相等B 、总是不相等C 、不确定20、平推流反应器中进行恒温、 恒压等分子气相反应时， 空时与反应时间之间的关系下列哪 种说法正确?A 总是相等B 、总是不相等C 、不确定21、 间歇反应器的反应转化率与反应器大小之间下述说法哪些正确？（ B ）A 与反应器大小有关B 、与反应器大小无关C 、不确定22、 在对间歇反应器进行设计时，反应器体积大小与下述哪个因素有关？（ B ）(C )15、对于级数大于零的自催化反应，其动力学线（1 ~ X Ar A般存在一个极值，下述(A )24、从反应器的停留时间分布测定中求得无因次方差0.02 ，则该反应器可近视为：A）A、理想的平推流反应器B、理想的全混流反应器 C 、理想混合间歇反应器25、固定催化反应床层的空隙率 B 是影响床层流体流动特性的重要参数，一般情况下当 B过大时，会导致流体如下现象产生：（B）A、床层压降变大B、沟流现象C、床层热点26、采用平推流和全混流反应器进行任意级数的反应，若反应空时相等，则平推流反应器出口转化率与全混流反应器的出口转化率之间的大小关系：（C）A、总是大于B、总是小于C、不能确定27、若脉冲法测得一反应器存在流体质点停留时间分布，则：（C）A、一定存在返混B、不存在返混C、不能确定28、若气固多相催化反应为内扩散过程所控制，可以通过下述哪种方法措施减小内扩散对反应速度的影响：（B）A、提高流体线速度B、减小催化剂的粒径C、增大线速度、D增大催化剂粒径29、若气固多相催化反应为外扩散过程所控制，可以通过下述哪种方法措施减小外扩散对反应速度的影响：（C）A、提高流体线速度B、减小催化剂的粒径C、增大线速度、D增大催化剂粒径30、若气固多相催化反应器内存在沟流现象，可以通过下述哪种措施加以改良：（B）A、提高流体线速度B、改善床层空隙率均一C、增大催化剂粒径31、若气固多相催化反应器内存在壁效应现象，可以通过下述哪种措施加以改良：（C）A、增大催化剂粒径B、减小反应器直径C、增大反应器直径32、若气固多相催化反应器内存在短路流现象，可以通过下述哪种措施加以改良：（B）A、增大催化床层直径B、改善床层空隙率均一C、增大催化剂粒径33、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：（A）34、当分子扩散的平均自由程小于催化剂微孔直径时, 分子在微孔中的扩散为: (B)A、努森扩散B、分子扩散C、构型扩散35、催化剂颗粒的有效利用系数与催化剂的颗粒直径有关，当颗粒直径增大时，内表面利用率：（B）A、增大B、减小C、不变D、不确定36、催化剂颗粒的有效利用系数与反应温度有关，反应温度提高，内表面利用率：（A）A、增大B、减小C、不变D、不确定37、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，高温区交点具有如下特征：（A）A、稳定的定常态B、非稳定的定常态C、不能确定是否稳定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特征：（B）A、稳定的定常态B、非稳定的定常态C、不能确定是否稳定39、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，低温区交点具有如下特征：（A）A、稳定的定常态B、非稳定的定常态C、不能确定是否稳定40、某反应器经脉冲示踪法测得的实验数据计算得方差20，则这个反应器近似可看作为：（A）A、理想的平推流反应器B、理想的全混流反应器C、理想混合间歇反应器41、下图中①②③④⑤分别代表5股物流；a、b、c、d代表四个操作点；L1、L2、L3分别48、移热速率大于放热速率是全混流反应器保持稳定操作的:A 、充分条件B 、必要条件C 、充分必要条件 49、可以通过下述的哪种方法减小固定催化床反应器床层阻力降A 、平衡温度线B 、最优温度线C 、动力学曲线42、如上图，曲线 L2代表的含义为:(A )A 、平衡温度线B 、最优温度线C 、动力学曲线43、如上图，曲线 L3代表的含义为:(C )A 、平衡温度线B 、最优温度线C 、动力学曲线44、如上图，a 点的转化率与d 点的转化率之间的关系为:(B )A X a >X dB 、X a <X dC 、X a =X d45、如上图，b 点与c 点之间存在如下关系:(C )A X b >X cB 、 X b <X cC 、X b =X c46、理想平推流反应器串联的级数越多,则流体质点经过反应器后的离散程度: (C )A 、越大B 、越小C 、不变D 、 不确定47、理想全混流反应器串联的级数越多,则流体质点经过反应器后的离散程度: (B )A 、越大B 、越小C 、不变D 、不确定(B )(B )50、球形催化剂进行一级不可逆反应，可以用梯尔模数值（s R k v）的大小来判断内V De扩散的影响程度，若球形催化剂颗粒半径越大，则梯尔模型值越大，内扩散影响程度越则：（A）A、越大B、越小C、不变51、球形催化剂进行一级不可逆反应，可以用梯尔模数值（s R k v）的大小来判断内S\De扩散的影响程度，若球形催化剂颗粒半径越大，催化剂颗粒的有效系数则：（A ）A、越大B、越小C、不变52、球形催化剂进行一级不可逆反应，可以用梯尔模数值（s R k v）的大小来判断内\De扩散的影响程度，若反应物在粒内有效扩散系数越大，催化剂颗粒的有效系数则：（A）A、越大B、越小C、不变53、球形催化剂进行一级不可逆反应，可以用梯尔模数值（s R k v）的大小来判断内\ De扩散的影响程度，若所进行的化学反应速率越快，催化剂颗粒的有效利用系数则：（B ）A、越大B、越小C、不变54、为了提高级数相对较高的主反应的选择性，在反应器选型时，下列哪种说法是合理的：（B）A、返混程度大的优于返混程度小的B、返混程度大的劣于返混程度小的C、相同55、在一定温度下达到定常态的气固多相催化反应，粒外扩散速率总是_______ 粒内化学反应速率：（C）A、大于B、小于C、等于56、对于多段绝热固定床反应器，采用段间换热装置的目的主要是为了（A）A、消除轴向温度梯度B、消除径向温度梯度C消除轴向浓度梯度D、消除径向浓度梯度57、若气固多相催化反应速率被内扩散所控制，则反应物气相主体浓度C AG与催化剂颗粒外表面浓度C AS 之间的关系为: A 、C AG 大于 C AS B 、C AG 小于 C AS C 、C AG 等于 C AS58、 若气固多相催化反应速率被外扩散所控制，则反应物气相主体浓度C AG 与催化剂颗粒外表面浓度C AS 之间的关系为：（A ）A C AG 大于 C ASB 、C AG 小于 Cx s C 、C AG 等于 C AS59、 可逆放热反应的 x-T 曲线如图所示，在图中A-H 各点中：反应速率为零的点为：（A ）60、如上图，在 D E 、F 三点中，反应速率由大到小的顺序为：（A ）（A ）D>E>F （ B ）D<E<F （ C ）无法确定二、多选题（共20小题，每题1分）1、一个反应器的特性一般从如下哪几个方面进行描述？（ BCE）A 、体积大小B 、物质传递C 、热量传递D 、形状E 、动量传递(C)2、稳态连续操作的反应器特点包括:32、理想平推流反应器达到稳定的定常态操作时，下列哪些说法是正确的:(BQ(BQA、参数随时间变化B 、参数随空间变化C 、累积量为零D 、累积量不为零4、在对间歇反应器进行物料衡算时，下面哪些量为零：（AB）A、流入量B、流出量C、反应量D、累积量5、全混流反应器CSTR勺特点包括：（ACA、瞬间理想混合B、返混程度最小C出口物料参数与器内相同D、独立变量为时间6、平推流PFR反应器的特点包括：（BDA、瞬间理想混合B、返混程度为零C出口物料参数与器内相同D、独立变量为空间7、其一级不可逆反应在CSTR中进行时可能有1至3个定常态操作点，则稳定的操作点可能有几个？（ABC）A、没有B、1个C、2个D、3个8、可以通过下述何种方式来有效消除固定床反应器的壁效应现象：（BC ）A、增大催化剂颗粒粒径B、减少催化剂颗粒粒径C增大反应器直径D、提高反应器长度9、固定催化反应床层的空隙率 B 是影响床层流体流动特性的重要参数，一般情况下当 B 过大或床层填充不匀时，会导致流体产生：（ABC）A、沟流现象B、短路流C、壁效应D、床层热点10、若气固多相催化反应器内存在沟流现象，可以通过下述哪种措施加以改良：（AB）A、减小催化剂粒径B、改善床层空隙率均一C、增大反应器直径11、若气固多相催化反应器内存在短路流现象，可以通过下述哪种措施加以改良：（AB）A、增大催化床层直径B、改善床层空隙率均一C、增大催化剂粒径12、气固多相催化反应本征动力学的推导一般涉及到下列哪些项？（ACD）A、表面吸附B、内扩散C、表面反应D、表面脱附E、外扩散13、可以通过下述的哪种方法减小固定催化床反应器床层阻力降P ：（BC）a 、C-Fb 、A-Bc 、D-Ed 、Ge 、C16、对于多段绝热固定床反应器， 采用段间换热装置的目的主要是为了： （ AB ）A 、消除轴向温度梯度B 、提高反应器容积效率C 、消除轴向浓度梯度 17、为了提高级数相对较高的主反应的选择性，在反应器选型时，下列哪种做法是合理的:(BC )A 、选全混流不选平推流B 选平推流不选全混流C 选多釜串联的全混流不选单釜全混流D 选间歇反应器不选平推流18、提高气固多相催化反应催化剂的有效利用系数的方法包括如下哪几项?14、多釜串联操作的全混流反应器在计算出口转化率时可采用XAN公式进行计算，该公式必须满足三个条件，它们是:A 、各釜温度一致B 、各釜体积相同C 、一级可逆反应 15、如图所示 ABC 为某可逆放热气-固相催化反应的平衡曲线, 应速度为零的点包括：1 kN(ABDD 、一级不可逆反应DEF 为最佳温度曲线，则反（be ）(ACDA、提高反应温度B、增大催化剂的粒径C减少催化剂的粒径D、改善内扩散速率19、若气固多相催化反应速率被外扩散所控制，且所进行的催化反应为快反应，G G代表主体浓度，Os代表催化剂颗粒外表面浓度，下面的哪几项是合理存在的？( ACA C AG大于C AS B、C AG小于C AS C、C AS近似等于零D、C AG等于C AS20、重油催化裂化不宜选用的反应器包括：(ABD)A固定床B、列管式C、流化床D、间歇釜式反应器三、判断题(共20 小题，每题分)1、装置结构、尺寸、型式影响反应器内物料流动、混合、传热等，从而改变反应的动力学特性。
