(完整版)《化学反应工程》试题及答案
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《化学反应工程》试题及答案————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:《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 。
二、填空题(每题5分,共30分)1.一不可逆反应,当反应温度从25℃升高到35℃时,反应速率增加一倍,则该反应的活化能为 52894 J /mol 。
解:mol J E E T T R E k k /528942ln )30812981(314.82ln )11(ln 2112=∴=-==-=,2.一气固催化反应R B A →+,若本征反应速率方程为:则该反应可能的反应机理为σR R σσR σB σA σB σσB A σσA S k +⇔+−→−+⇔+⇔+)此步为速率控制步骤 ( 2223.间歇釜反应器中进行如下反应:P A → (1) -r A1=k 1C A a1S A → (2) -r A2=k 2C A a2在C A0和反应时间保持不变下,降低反应温度,釜液中C P /C S 增大,表明活化能E1与E2的相对大小为 E1<E2 ;在温度和反应时间保持不变下,增高反应浓度,釜液中C P /C S 增大,表明反应级数al 、a2的相对大小为 al>a2 。
A .al>a2B .al<a2C .活化能El<E2D .活化能El>E2 4.从反应器停留时间分布测定中,求得无因次方差98.02=θσ,反应器可视为 全混流反应器 又若求得无因次方差02.02=θσ,则反应器可视为 活塞流反应器 。
5.有两个有效容积不等的全混流反应器串联操作,反应为二级不可逆反应A →P ,若大釜在先,小釜在后,出口转化率为x A1,小釜在先、大釜在后,则出口转化率为x A2,两种情况下,进料流速、进料浓度和反应温度均相同,比较x A1和x A2的相对大小为 x A1<x A2 。
6. 在固定床反应器中,分别进行一级和二级不可逆气固催化反应,试比较a 、b 两处的η值大小(a 处靠近反应器的进口,b 处靠近反应器的出口),并说明理由。
(1)一级放热反应,绝热操作;ηa >ηb(2)二级反应,等温操作。
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。
化学反应工程习题及答案题目:全混流连续操作反应器,反应器内温度、浓度处处均匀一致,故所有物料粒子在反应器内的停留时间相同。
正确答案:错题目:相同条件下,分别用下列反应器处理物料,比较反应器有效容积的大小。
①单段全混流反应器(V R1)②四个体积相同的全混流反应器串联(V R2)③两个体积相同的全混流反应器串联(V R3)④平推流反应器(V R4)则(V R4)>(V R2)>(V R3)>(V R1)正确答案:错题目:设备放大,造成微元停留时间分布和返混程度改变,放大时反应结果恶化。
正确答案:对题目:生产能力是相同条件下,单位时间、单位反应器体积所能获得的(产物量),或完成相同生产任务,所需反应器的(体积)。
题目:化工生产中应用于均相反应过程的化学反应器主要有(釜式)反应器和(管式)反应器。
题目:釜式反应器的基本结构主要包括反应器(壳体)、(搅拌器)、(密封装置)和(换热装置)等。
题目:手孔或人孔的安设是为了检查(内部空间)以及安装和拆卸设备(内部构件)。
题目:釜式反应器中夹套式换热器适用于传热面积(较小),传热介质压力(较低)的情况。
题目:基元反应的级数即为化学反应式的(计量系数),对非基元反应的级数通过(实验)确定。
题目:单一反应利用(转化率)可以确定反应物转化量与产物生成量之间的关系。
题目:间歇反应,只要C AO相同,无论处理量多少,达一定(转化率)每批所需的(反应时间)相同。
题目:对同一反应在相同条件下,达到相同转化率,全混釜反应器所需有效体积(最大),平推流反应器所需有效体积(最小),多釜串联全混釜所需有效体积(介于其间)。
题目:一级不可逆反应,其反应速率方程为(-r A =kC A a ),反应时间与转化率的关系为(kt )x 11ln(A =-)。
题目:复合反应动力学为由两个以上(化学反应计量式)或(动力学方程式)表示的化学反应过程。
题目:间歇釜式反应器有效体积不但与(反应时间)有关,还与(非生产时间)有关。
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》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。
一、单项选择题: (每题 2分,共 20 分) 1.反应器中等温进行着 A →P(1)和 A → R(2)两个反应,当降低 A 的浓度后,发现反应生成 P 的量显著降低,而 R 的生成量略降低,表明 (A )A .反应 (1) 对 A 的反应级数大于反应 (2)B .反应 (1) 对 A 的反应级数小于反应 (2)C .反应 (1)的活化能小于反应 (2)D .反应 (1)的反应速率常数大于反应 (2)22.四只相同体积的全混釜串联操作,其无因次停留时间分布的方差值为( B )A . 1.0 B. 0.25 C .0.50D .0A (1) P (2) Q(3) 3.对一平行—连串反应 A (3)R,P 为目的产物, 若活化能次序为: E 2<E 1<E3,为了目的产物的收率最大,则最佳操作温度序列为( B )。
A .先高后低 B.先低后高 C .高温操作 D .低温操作4.两个等体积的全混流反应器进行串联操作,反应为一级不可逆,则第一釜的反应速率 -r A1与第二釜的反应速率 -r A2之间的关系为 ( A )。
两釜反应温度相同。
A .-r A1 > -r A2B .-r A1 = -r A2C .-r A1 < -r A2 D.不能确定何者为大6.固体催化剂之所以能起催化作用,是由于催化剂的活性中心与反应组分的气体分子主要 发生( C)。
10.高径比不大的气液连续鼓泡搅拌釜, 对于其中的气相和液相的流动常可近似看成 ( B )A .气、液均为平推流B .气、液均为全混流C .气相平推流、液相全混流D .气相全混流、液相平推流B 2 2 σ 2B σA σB σkSR σ σ (此步为速率控制步骤 )R σ R σ3.间歇釜反应器中进行如下反应:A P(1) - r A1 =k 1C AA S (2) - r A2=k 2C A a2在 C A0 和反应时间保持不变下,降低反应温度,釜液中 C P /C S 增大,表明活化能 E1 与 E2 的 相对大小为 E1<E2 ;在温度和反应时间保持不变下, 增高反应浓度, 釜液 中 C P /C S 增大,表明反应级数 al 、 a2的相对大小为al>a2 。
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》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。
化学反应工程试题及答案一、选择题1. 化学反应工程中,反应速率常数k与温度T的关系通常遵循什么定律?A. 阿伦尼乌斯定律B. 范特霍夫定律C. 莱·夏特利埃定律D. 牛顿冷却定律答案:A2. 在一个理想反应器中,如果反应物A的初始浓度为10 mol/L,反应速率为0.1 mol/(L·s),那么反应物A的表观反应级数是多少?A. 0级B. 1级C. 2级D. 3级答案:B二、填空题1. 请写出化学平衡常数K的表达式:_________________。
答案:K = [C]^c[D]^d / [A]^a[B]^b2. 某反应器中,反应物A的浓度从10 mol/L减少到1 mol/L,反应时间t为10分钟。
如果反应是一级反应,求反应速率常数k。
答案:k = 0.1 min^-1三、简答题1. 简述催化剂在化学反应中的作用。
答案:催化剂在化学反应中的作用主要是降低反应的活化能,从而加快反应速率,但催化剂本身在反应过程中不被消耗。
2. 描述连续搅拌槽式反应器(CSTR)的基本特点。
答案:连续搅拌槽式反应器是一种在反应过程中连续加入反应物,同时连续排出产物的设备。
它具有良好的混合特性,反应物和产物在反应器内浓度分布均匀。
四、计算题1. 假设某一级反应A → B,反应速率常数k=0.05 s^-1。
若初始时[A]=1 mol/L,求10秒后A的浓度。
答案:[A] = e^(-kt) × [A]₀ = e^(-0.05 × 10) × 1 = 0.38 mol/L2. 某反应A + B → C + D,反应速率为-rA = k[A][B],其中k=0.02 L/mol·s。
初始时[A]₀=1 mol/L,[B]₀=2 mol/L。
若反应进行到[A]=0.5 mol/L时,求[B]的浓度。
答案:根据反应物A和B的消耗比例,[B] = 2 - 0.5 × (2/1) = 1 mol/L五、论述题1. 论述反应器设计中的安全因素考虑。
《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-+。
16. 反应活化能E 越 大 ,反应速率对温度越敏感。
17. 对于特定的活化能,温度越低温度对反应速率的影响越 大 。
18. 某平行反应主副产物分别为P 和S ,选择性S P 的定义为 (n P -n P0)/ (n S -n S0) 。
19. 某反应目的产物和着眼组分分别为P 和A 其收率ΦP 的定义为 (n P -n P0)/ (n A0-n A ) 。
20. 均相自催化反应其反应速率的主要特征是随时间非单调变化,存在最大的反应速率 。
21. 根据反应机理推导反应动力学常采用的方法有 速率控制步骤 、 拟平衡态 。
22. 对于连续操作系统,定常态操作是指 温度及各组分浓度不随时间变化 。
23. 返混的定义: 不同停留时间流体微团间的混合 。
24. 平推流反应器的返混为 0 ;全混流反应器的返混为 ∞ 。
25. 空时的定义为 反应器体积与进口体积流量之比 。
26. 针对着眼组分A 的全混流反应器的设计方程为AA A r x F V-=0。
27. 不考虑辅助时间,对反应级数大于0的反应,分批式完全混合反应器优于全混流反应器。
28. 反应级数>0时,多个全混流反应器串联的反应效果 优于全混流反应器。
29. 反应级数<0时,多个全混流反应器串联的反应效果 差于 全混流反应器。
30. 反应级数>0时,平推流反应器的反应效果 优于 全混流反应器。
31. 反应级数<0时,平推流反应器的反应效果差于 全混流反应器。
32. 对反应速率与浓度成正效应的反应分别采用全混流、平推流、多级串联全混流反应器其反应器体积的大小关系为 全混流>多级串联全混流>平推流 ; 33. 通常自催化反应较合理的反应器组合方式为 全混流 + 平推流 。
34. 相同转化率下,可逆放热反应的平衡温度 高于 最优温度。
35. 主反应级数大于副反应级数的平行反应,优先选择 平推流 反应器。
36. 主反应级数小于副反应级数的平行反应,优先选择 全混流 反应器。
37. 要提高串联反应中间产物P 收率,优先选择 平推流 反应器。
38. 主反应级活化能小于副反应活化能的平行反应,宜采用 低 温操作。
39. 主反应级活化能大于副反应活化能的平行反应,宜采用 高 温操作。
40. 停留时间分布密度函数的归一化性质的数学表达式⎰∞=00.1)(dt t E 。
41. 定常态连续流动系统,F (0)= 0 ;F (∞)= 1 。
42. 定常态连续流动系统,F (t)与E (t)的关系⎰=tdt t E t F 0)()(。
43. 平均停留时间t 是E (t)曲线的 分布中心 ;与E (t)的关系为⎰∞=0)(dt t tE t 。
44. 方差2t σ表示停留时间分布的 分散程度 ;其数学表达式为⎰∞-=022)()(dt t E t t tσ。
45. 采用无因次化停留时间后,E (θ)与E (t) 的关系为)()(t E t E =θ。
46. 采用无因次化停留时间后,F (θ)与F (t) 的关系为 F (θ)=F (t) 。
47. 无因次方差2θσ与方差2t σ的关系为222/t t σσθ=。
48. 平推流反应器的2θσ= 0 ;而全混流反应器的2θσ= 1 。
49. 两种理想流动方式为 平推流 和 全混流 。
50. 非理想流动2θσ的数值范围是 0~1 。
51. 循环操作平推流反应器循环比越 大 返混越大。
52. 循环操作平推流反应器当循环比β= 0 时为平推流;当β= ∞ 时为全混流。
53. 停留时间分布实验测定中,常用的示踪方法为 脉冲示踪 和 阶跃示踪 。
54. 脉冲示踪法根据检测到的浓度变化曲线可以直接得到 E (t) 曲线。
55. 阶跃示踪法根据检测到的浓度变化曲线可以直接得到 F (t) 曲线。
56. 采用脉冲示踪法测得的浓度C A (t)与E (t)的关系式为 E (t)= C A (t)/C 0 。
57. 采用阶跃示踪法测得的浓度C A (t)与F (t)的关系式为 F (t)= C A (t)/ C A0 。
58. N 个等体积全混釜串联的停留时间分布的无因次方差2θσ= 1/N 。
59. 多级全混釜串联模型当釜数N= 1 为全混流,当N= ∞ 为平推流。
60. 全混流的E (t)=ttt e-1;F (t)=tt e --1。
61. 平推流的E (t)=0 当t t ≠、=∞当t t = ;F (t)= 0 当t t <、=1当t t ≤。
62. 轴向分散模型中,Pe 准数越 小 返混越大。
63. 轴向分散模型中Peclet 准数的物理意义是 代表了流动过程轴向返混程度的大小 。
64. 对于管式反应器,流速越 大 越接近平推流;管子越 长 越接近平推流。
65. 为使管式反应器接近平推流可采取的方法有 提高流速 和 增大长径比 。
66. 对于 平推流 反应器,宏观流体与微观流体具有相同的反应结果。
67. 工业催化剂所必备的三个主要条件:选择性高 、活性好 和 寿命长 。
68. 化学吸附的吸附选择性要 高于 物理吸附的吸附选择性。
69. 化学吸附的吸附热要 大于 物理吸附的吸附热。
70. 化学吸附常为 单 分子层吸附,而物理吸附常为 多 分子层吸附。
71. 操作温度越高物理吸附 越弱 ,化学吸附 越强 ;72. 在气固相催化反应中动力学控制包括 表面吸附 、 表面反应 和 表面脱附 。
73. 气固相催化反应本征动力学指消除 内外扩散对反应速率的 影响测得的动力学。
74. 气固相催化反应的本征动力学与宏观动力学的主要区别是 前者无内外扩散的影响。
75. 在气固相催化反应中测定本征动力学可以通过提高气体流速 消除外扩散、通过 减小催化剂颗粒粒度 消除内扩散。
76. 固体颗粒中气体扩散方式主要有 分子扩散 和 努森扩散 。
77. 固体颗粒中当孔径 较大时 以分子扩散为主,而当孔径 较小时 以努森扩散为主。
78. 气固相催化串联反应,内扩散的存在会使中间产物的选择性 下降 。
79. 气固相催化平行反应,内扩散的存在会使高级数反应产物的选择性 下降 。
80. Thiele 模数的物理意义 反映了表面反应速率与内扩散速率之比 。
81. 催化剂的有效系数为催化剂粒子实际反应速率/催化剂内部浓度和温度与外表面上的相等时的反应速率。
82. 催化剂粒径越大,其Thiele 模数越 大 ,有效系数越 小 ;83. 气固相非催化反应缩核模型中气相反应物A 的反应历程主要有三步,分别是 气膜扩散 、 灰层扩散 和 表面反应 。
84. 自热式反应是指 利用反应自身放出的热量预热反应进料 。
85. 固定床反应器的主要难点是 反应器的传热和控温问题 。
86. 多段绝热固定床的主要控温手段有 段间换热 、原料气冷激 和 惰性物料冷激 。
87. 固定床控制温度的主要目的是 使操作温度尽可能接近最优温度线 。
88. 固体颗粒常用的密度有堆密度、颗粒密度和真密度,三者的关系是 真密度>颗粒密度>堆密度。
89. 对于体积为V P 外表面积为a P 的颗粒其体积当量直径为3/6πP V 、面积当量直径为π/P a 、比表面当量直径为P P V a /6。
90. 固定床最优分段的两个必要条件是 前一段出口反应速率与下一段进口相等 和 每一段的操作温度线跨越最优温度线。
二、计算分析题 1.在恒容条件下,反应A+2B==R ,原料气组成为C A0=C B0=100kmol /m 3,计算当C B =20 kmol /m 3时,计算反应转化率x A 、x B 及各组分的浓度。
解:在恒容条件下:x B =( C B0- C B )/ C B0=0.8由C A0- C A =( C B0- C B )/2得到:C A =20 kmol /m 3=60 kmol /m 3x A =( C A0- C A )/ C A0=0.42.在恒压条件下,反应A+2B==R ,原料气组成为C A0=C B0=100kmol /m 3,计算当C B = 20 kmol /m 3时,反应转化率x A 、x B 及各组分的浓度。
解:δB =(1-1-2)/2=-1;y B0=0.5n =n 0(1+ y B0δB x B ) = n 0(1-0.5 x B ) 在恒压条件下:V =V 0 n /n 0= V 0(1-0.5x B )C B =n B /V= n B0(1- x B )/[V 0(1-0.5x B )]= C B0(1- x B )/ (1-0.5x B ) x B =8/9n A0- n A =( n B0- n B )/2x A =( n A0- n A )/ n A0=( n B0- n B )/(2 n A0)= ( n B0- n B )/(2 n B0)=0.5 x B =4/9 3.串联-平行反应A+B==R ,A+R==S ,原料中各组分的浓度为C A0=2.0mol /L ,C B0=4.0 mol /L ,C R0=C S0=0,在间歇反应器中恒容操作一定时间后,得到C A =0.3mol /L ,C R =1.5 mol /L ,计算此时组分B 和S 的浓度。