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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）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 + bB pP + sS 对于反应，则=P r _______)(A r -。
（a p）3.着眼反应组分K 的转化率的定义式为_______。
（00K K K 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 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 ）6. 化学反应的总级数为n ，如用浓度表示的速率常数为C K ，用逸度表示的速率常数f K ，则C K =_______f K 。
（n RT )(）7. 化学反应的总级数为n ，如用浓度表示的速率常数为C K ，用气体摩尔分率表示的速率常数y K ，则C K =_______y K 。
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。
反应工程期末考试试题 IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】化学反应过程简答填空名词解释1.任何化工生产，从原料到产品都可以概括为原料预处理，化学反应过程和产物的后处理三个组成部分，而化学反应过程是整个化工生产的核心。
2.工业反应器中对反应结果产生影响的主要物理过程是：1，由物料的不均匀混合和停留时间不同引起的传质过程；2，由化学反应的热效应产生的传热过程；3，多相催化反应中在催化剂微孔内的扩散与传热过程。
3.化学反应和反应器的分类：1.按反应系统设计的相态分类分为：均相反应，包括气相均相反应和液相均相反应；非均相反应，包括气-固相、气-液相、液-固相、气-液-固相反应。
2.按操作方式分类分为：间歇操作，连续操作和半连续操作。
3.按反应器型式来分类分为：管式反应器，槽式反应器和塔式反应器。
4.按传热条件分为：等温反应器，绝热反应器和非等温绝热反应器。
化学反应工程的基本研究方法是数学模型法。
4.反应速率：单位反应体系内反应程度随时间的变化率。
5.反应动力学方程：定量描述反应速率与影响反应速率因素之间的关系式。
6.半衰期：反应转化率从0变成50%所需时间称为该反应的半衰期。
7.建立动力学方程的方法有：积分法、微分法、最小方差分析法。
8.反应器开发的三个任务：根据化学反应动力学特性来选择合适的反应器型式；结合动力学和反应器两方面特性来确定操作方式和优化操作条件；根据给定的产量对反应装置进行设计计算，确定反应器的几何尺寸并进行评价。
9.反应器设计计算所涉及的基础方程式就是动力学方程式、物料衡算方程式和热量衡算方程式。
10.停留时间分布：在反应器中，由于流动状况不同，物料微元体在反应器中的停留时间可能是各不相同的，存在一个分布，称为停留时间分布11.平均停留时间：各流体微元从反应器入口到出口所经历的平均时间称为平均停留时间。
12.充分混合：指反应器内的物料在机械搅拌的作用下参数各处均一。
《化学反应工程》综合复习资料一、填空题1、全混流反应器的E 函数表达式为 ，其无因次方差= ，而平推流反应器的无因次方差＝ 。
2、工业催化剂性能优劣的三种最主要的性质是 、 、和 。
3、在间歇反应器中进行一恒压气相反应，原料为A 和B 的混合物，其中A 含量为20%(mol)，若物料初始体积为2升，则A 转化50％时，物料的总体积为 。
4、基元反应的分子数 （可能/不可能）是小数。
5、某液相反应于50℃下在间歇反应器中进行，反应物A 转化80％需要10min ，如果于相同条件下在平推流反应器中进行，则达到同样的转化率需要的空时为 ；如果同样条件下在全混流反应器中进行，达到同样的转化率需要的空时 。
6、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 。
7、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。
8、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： 。
9、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 ；而对于复合反应，选择反应器时主要考虑的则是 。
2θσ2θσ32A B R +→A R →10、对于反应23A B R +→，各物质反应速率之间的关系为：(-r A ):(-r B ):r R ＝ 。
11、某重油催化裂化装置处理量为100吨重油/h ，未转化重油为6吨/h ，汽油产量为42吨/h ，则重油的转化率为_ _，工业上汽油的收率及选择性为_ _和_ _。
12、某反应的计量方程为A R S →+，则其反应速率表达式 。
13、反应级数 （可能/不可能）大于3， （可能/不可能）是0，基元反应的分子数 （可能/不可能）是0。
14、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 。
15、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 。
《化学反应工程》复习题一、名词解释：1、平均选择性；2、流化数；3、收率；4、假态点、5、对比速率。
二、选择题1、管式反应器的高径比范围为（ ）A ：2~6B ：20~30C ：2~4D ：1~802、热稳定条件是指（ ）A ：Qr ≤Qg ；B ：d Qg/dT ≤d Qr/dT ；C ：Qr=Qg ；D ：d Qg/dT=d Qr/dT ；3、当某颗粒的形状系数为0.8时，则其相当直径的大小顺序为（ ）A ：Dp ≥dp ≥ds ；B ：ds ≥Dp ≥dp ；C ：dp ≥Dp ≥ds ；D ：ds ≥dp ≥Dp4、固定床反应器的收率比流化床反应器的收率（ ）A ：要高；B ：要低；C ：一样高；D ：不能比较。
5、下列液相反应，设从有利于生成U 、S 出发，应选择哪种操作方式（ ）A ＋B→R ＋T r R =dC R /d t =dC T /d t =k 1C A CB A ＋B→S ＋U r R =dC U /d t =dC S /d t =k 1C A 1..5C B 0.5A ：A 一次性加料，B 分批加料；B ：A 和B 都一次性加料；C ：B 一次性加料，A 分批加料；D ：A 和B 都分批加料。
6、全混流反应器的容积效率η=1.0时，该反应的反应级数n （ ） A. ＜0 B. =0 C. ≥0 D. ＞07、当反应级数n （ ）时，微观流体具有比宏观流体高的出口转化率。
A. =0 B. =1 C. ＞1 D. ＜18、在间歇反应器中进行等温一级反应A → B ，s l mol C r A A ⋅=-/01.0，当lm o lC A /10=时，求反应至l mol C A /01.0=所需时间t=（ ）秒。
A. 400B. 460C. 500D. 5609、一级连串反应A → P → S 在全混流釜式反应器中进行，使目的产物P 浓度最大时的最优空时=opt τ（ ）。
A.1212)/ln(K K K K - B.1221)/ln(K K K K - C.2112)/ln(K K K K D.211K K10、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（ ）。
化学反应工程复习题一．选择题1．可逆放热反应，在转化率一定时，反应速率随温度升高而( )Ａ．降低Ｂ.升高Ｃ.A、B均可能Ｄ.同可逆吸热反应2．可逆吸热反应，在转化率一定时，反应速率随温度升高而( )Ａ．降低Ｂ.升高Ｃ.A、B均可能Ｄ.同可逆吸热反应3.不可逆反应，在转化率一定时，反应速率随温度升高而( )Ａ．降低Ｂ.升高Ｃ.A、B均可能Ｄ.同可逆吸热反应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、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：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、正常动力学，转化速率-RA随XA增加而降低。
A、多釜串联比单釜有利，总反应体积小于单釜体积。
B、多釜串联比单釜有利，总反应体积大于单釜体积。
C、单釜比多釜串联有利，单釜的反应体积小于串联釜的总体积。
D、单釜比多釜串联有利，单釜的反应体积小于串联釜的总体积。
7、反常动力学，转化速率-RA随XA增加而增加。
A、多釜串联比单釜有利，总反应体积小于单釜体积。
B、多釜串联比单釜有利，总反应体积大于单釜体积。
C、单釜比多釜串联有利，单釜的反应体积小于串联釜的总体积。
D、单釜比多釜串联有利，单釜的反应体积大于串联釜的总体积。
8、下列叙述正确的是（）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TopD、对于可逆放热反应，存在最佳温度Top9、下列叙述正确的是（）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B、对于可逆放热反应(温度一定) ，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TopD、对于可逆放热反应，不存在最佳温度Top1. 化学反应工程中的“三传一反”中的三传是指传质2. 一级连串反应，在平推流反应器中，为提高目的产物的收率，应k2/k1。
（增高或降低）。
3. 停留时间分布的两个函数间的关系是停留时间在0～∞间的物料占总物料的分率应为。
4. 对于循环操作的平推流反应器，当循环比0时为反应器，而当∞时则相当于反应器。
5. 若一级反应的反应速率rA采用kmol/（m3·s）为单位，浓度采用kmol/m3为单位，则k 的单位为，若反应速率以kmol/(kg·s)表示，则k的单位为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为; 。
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.6. 计算转化率起始状态的选择，正确的是（)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（）个定常操作点A.1B. 2C. 3D. 48. 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（）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11. 脉冲法测定停留时间分布对应曲线为A. E(t) 曲线B. F(t)曲线C. I(t)曲线D. y(t)曲线12. 全混流流动E(t)曲线的方差=A. 0B. 0~1C. 1D. >115. 一级连串反应在间歇式反应器中进行，则目标产物P存在最大浓度，其最大浓度时的反应时间应该为?二．讨论题1、一间歇釜式反应器中进行一级不可逆反应，在相同的操作时间下采用大釜比用小釜所达到的转化率要高。
这种说法是否正确？答：这种说法不正确。
由于操作时间相同，由t=1/kln(1/1-X A) (一级反应)知，反应的转化率与反应器的体积无关，只与反应时间有关。
2、平行反应分析：温度和浓度对瞬时选择性的影响浓度的影响与主、副反应级数有关α＝β，与浓度无关α>β，浓度增高，瞬时选择性增加α< β，浓度增高，瞬时选择性降低温度的影响与主副反应活化能有关E主＝E副，与温度无关E主>E副，温度增高，瞬时选择性增加E主< E副，温度增高，瞬时选择性降低三．计算题1．有一级不可逆反应A →P，在85℃时反应速率常数为3.45×10-2min-1，若日产400Kg 的产品P,A和P的密度均为1.25Kg/l,今拟在间歇釜式反应器中进行，若辅助操作时间为0.5 h,最终转化率为95%，求:①每批操作所需反应时间？②若装填系数为0.75，求反应器的体积？答：①t==86.8 min =1.45 h②每批产量：400[(24/（t0+t）]=400/[24/(0.5 + 1.45)]= 32.5Kg每批物料的投放量：32.5/1.25/0.95=27.37 L反应器的实际体积Vr=27.37/0.75=36.49 L1．在银催化剂上进行甲的醇反应：2CH3OH+O2→2HCHO+2H2O2CH3OH+3O2→2CO2+4H2O进入反应器的原料气中，甲醇：空气：水蒸气=2：4：1.3（摩尔比），反应后甲醇的转化率达72%。
甲醇的收率为69.2%。
试计算（1）反应的选择性；（2）反应器出口气体的组成。
解：（1）由（1.7）式得反应的选择性为S=Y/X=0.692/0.720=0.9611=96.11%(2)进入反应器的原料气中，甲醇：空气：水蒸气=2：4：1.3（摩尔比），当进入反应器的总原料为100mol时，则反应器的进料组成为组分摩尔分率yi0摩尔数ni0（mol）CH3OH0.27427.4空气0.547954.79（O2：11.51，N2：43.28）水0.178117.81总计1100设甲醇的转化率为为XA，甲醇的收率为YP，根据（1.3）和（1.5）式可得反应器出口甲醇，甲醛和二氧化碳摩尔数nA，np，nC，分别为nA=nA0(1－XA)=7.672molnp= nA0YP=18.96molnC= nA0(XA－YP)=0.7672 mol综上所述反应的化学计量式水（nW）,氧气（nO，和氮气（nN）的摩尔数为nW= nW0+ nP+2 nC=38.30 molnO= nO0－1/2 np－3/2nC=0.8792molnN=nN0=43.28mol所以，反应器出口气体组成为....2.7在进行一氧化碳变换反应动力学研究中，采用B106催化剂进行试验，测得正反应活化能为9.629×104J/mol，如果不考虑逆反应，在反应物料组成相同的情况下，试问反应温度为550℃时的速率比反应温度为400℃时的反应速率大多少倍？解：从题中可知，反应条件除了温度不同外，其他条件都相同，而温度的影响表现在反应速率常数k上，故可用反应速率常数之比来描述反应速率之比。
r550/r400=k550/k400=Aexp(－E/RT550)/ Aexp(－E/RT400)=exp[E/R(1/T400－1/T550)]=23(倍)2.12 甲烷与水蒸气在镍催化剂及750℃等温下的转化反应为：原料气中甲烷与水蒸气的摩尔比为1:4，若是这个反应对各反应物均为1级。
已知。
试求：（1）反应在恒容下进行，系统的初始总压为0.1013MPa，当反应器出口的CH4转化率为80％时，CO2,H2 的生成速率是多少？（2）反应在恒压下进行，其他条件如（1），的生成速率又是多少？解：（1）由题意可将反应速率表示为A+2B→C +4D rC=kCACB对于恒容过程，则有CA=CA0(1－XA)CB-=CB0－2CA0XACA0=PA0/RT=2.382×10-3mol/lCB0=4CA0=9.528×10-3 mol/l当XA=0.8时CA= CA0(1－XA)=4.764×10-4 mol/lCB-=CB0－2CA0XA=5.717×10-3 mol/lRC=rC=kCACB=5.447×10-6mol/（l?S）RD=4rC=2.179×10-5 mol/（l?S）（2）对于恒压过程，是个变容反应过程，由（2.49）式可求出总摩尔的变化数δA=∑t/A=（1+4－1－2）/1=2反应物A的原始分率：yA0=1/(1+4)=0.2由（2.52）式可得转化率为80%时的浓度：CA=CA0(1－XA)/(1+δA yA0 XA)=3.609×10-4mol/lCB-=（CB0－2CA0XA）/(1+δA yA0 XA)=4.331×10-3 mol/lrC= kCACB=3.126×10-6mol/(l.s)RC=rC=3.126×10-6mol/(l.s)3.2拟在等温间歇反应器中进行氯乙醇的皂化反应：以生产乙二醇，产量为20kg/h ，使用15％（质量分率）的NaHCO3水溶液及30％（质量分率）的氯乙醇水溶液作原料，反应器装料中氯乙醇与碳酸氢钠的摩尔比为1:1，混合液的密度为 1.02kg/L 。
该反应对氯乙醇和碳酸氢钠均为1级，在反应温度下反应速率常数等于5.2L/(mol*h)，要求转化率达到95％。
（1）若辅助时间为0.5h，试计算反应器的有效体积；（2）若装填系数取0.75，试计算反应器的实际体积。
解：（1）氯乙醇，碳酸氢钠和乙二醇的分子量分别为80.5，84，62每小时产乙二醇：20/62=0.3226kmol/h每小时需氯乙醇：0.3226×80.5/0.95×30%=91.11 kg/h每小时需碳酸氢钠：0.3226×84/0.95×15%=190.2kg/h原料体积流量：Q0=（91.11+190.2）/1.02=275.8l/h氯乙醇初始浓度：CA0=0.3226×1000/0.95×275.8=1.231mol/l反应时间：t= CA0 =2.968h反应体积：Vt= Q0（t+t'）=956.5 L（2）反应器的实际体积：V= Vt/j=1275 L3.14等温下进行 1.5级液相不可逆反应： A→B+C，反应速率常数等于，A的浓度为2 kmol/m3 的溶液进入反应装置的流量为1.5 m3/h 。
