化学反应工程思考题

第一章思考题：1．“1摩尔氢”这种说法明确吗？2．在0℃时，一只烧杯中盛有水，水面上浮着三块冰，问水和冰组成的系统中有几相？如果撒上一把食盐，并设法使其全部溶解，若系统的温度仍维持0℃不变而冰点下降，将有什么现象发生，此时系统为几相？如果再加入一些AgNO3溶液，又有什么现象发生，此时系统为几相？如果又加入一些CCl4,系统又为几相？3．等离子体是怎样形成的？它有什么用途？4．“温室气体”有哪些？引起臭氧层空洞的物质有哪些？5．适用于理想气体状态方程式的真实气体所处的条件是什么？6．为什么在炎热的夏季，常用喷水来降温？7．说明在冬季，向汽车水箱中加入乙二醇或甘油可用来防止水箱冻裂的原因。

8．为什么浮在海面上的冰山其中含盐极少？9．为什么海水鱼和淡水鱼不能交换生活环境？10．医院给病人进行大量补液时，为什么常用0.9%氯化钠溶液和5%葡萄糖溶液？11.估计下列物质分别属于哪一类晶体。

(1)BBr3,熔点－46℃；（2）KI,熔点880℃；（3）Si,熔点1423℃。

12. 利用石墨作电极或作润滑剂各与它的晶体中哪一部分结构有关？金刚石为什么没有这种性能？习题：1 什么叫聚集状态？什么叫相？聚集状态相同的物质在一起是否一定组成同一相，为什么？2 Q、W、T、V、P是否状态函数？为什么？3 什么叫沸点和凝固点？外界压力对它们有无影响，如何影响？4 20℃时某处空气中水的实际蒸气压为1.001kPa，求此时的相对湿度是多少？若温度降低到10℃，此时的相对湿度又是多少？5 比较并简述原因：（1）0.1mol·kg-1，0.2 mol·kg-1，0.5 mol·kg-1蔗糖溶液的凝固点高低。

（2）0.1molC6H12O6，0.1molNaCl，0.1molNa2SO4溶于1kg水中构成溶液的凝固点高低（3）0.1 mol·kg-1，0.2 mol·kg-1，0.5 mol·kg-1的Na2SO4溶液的渗透压高低。

第一章 应用化学反应动力学及反应器设计基础 一、思考题1、间歇系统与连续系统中，反应速率的定义式有何异同？2、反应系统中反应速率与化学计量系数有何关系？3、反应速率可以用浓度c i 、分压p i 或摩尔分率y i 来表述，相应的速率常数k c 、k p 、k y 之间有何关系？4、温度增加，反应速率常数肯定增加，对否？5、空速的定义是什么？它的大小反映了反应器的什么能力？6、转化率的定义是什么？在复杂反应系统中,它是否能起到在简单反应系统中所起到的作用？7、化学反应中哪种吸附起主要作用？8、惰性物质不参加反应，所以对吸附、脱附无任何影响，对否？9、吸附或脱附为控制步骤时，关键组分A 的分压有何特点，非关键组分的分压有何特点？ 10、表面反应为控制步骤时，反应物、生成物的分压有何特点？ 11、表达反应系统体积变化的参数是什么？12、方程式中反应前后摩尔数的变化是否表示反应体积的变化？第二章 气－固相催化反应本证及宏观动力学 一、思考题1、对于球形催化剂，西勒模数（Thiele ）越大，则催化剂的内扩散有效因子如何变化？2、如果在某催化剂上测得的反应速率为r ，而内扩散有效因子为0.8，则此反应速率是否为本征反应速率？3、对于气—固相反应，什么情况下，可以不考虑分子扩散的影响？4、对于球型催化剂粒子，西勒模数的定义式是什么？5、本征化学反应速度在内外扩散阻力完全消除的情况下与宏观化学反应速度有何关系？6、孔结构对内扩散有无影响？7、在气体的扩散过程中，如果催化剂的孔径远远小于分子的平均自由程时，可以不考虑哪种扩散？ 8、对于气－固相反应，如果本征动力学方程式为r ，催化剂的内扩散有效因子为ζ，则宏观动力学方程式应如何表示？ 二、计算题1、某可逆反应：A B C D k k +⇔+21，其均匀表面吸附机理的动力学方程式为：()()()r k P P P P K b P b P bP b P A A B C D A A C CBB D D=-++++1122试写出反应机理及控制步骤，并证明之。

《有机化学实验》复习思考题1.测定熔点时，遇到下列情况将产生什么结果？(1)熔点管壁太厚；(2)熔点管不洁净；(3)试料研的不细或装得不实；(4)加热太快；(5)第一次熔点测定后，热浴液不冷却立即做第二次(6)温度计歪斜或熔点管与温度计不附贴。

答：(1) 熔点管壁太厚，影响传热，其结果是测得的初熔温度偏高。

(2) 熔点管不洁净，相当于在试料中掺入杂质，其结果将导致测得的熔点偏低。

(3) 试料研得不细或装得不实，这样试料颗粒之间空隙较大，其空隙之间为空气所占据，而空气导热系数较小，结果导致熔距加大，测得的熔点数值偏高。

(4) 加热太快，则热浴体温度大于热量转移到待测样品中的转移能力，而导致测得的熔点偏高，熔距加大。

(5) 若连续测几次时，当第一次完成后需将溶液冷却至原熔点温度的二分之一以下，才可测第二次，不冷却马上做第二次测量，测得的熔点偏高。

(6) 齐列熔点测定的缺点就是温度分布不均匀，若温度计歪斜或熔点管与温度计不附贴，这样所测数值会有不同程度的偏差。

2. 是否可以使用第一次测定熔点时已经熔化了的试料使其固化后做第二次测定？答：不可以。

因为有时某些物质会发生部分分解，有些物质则可能转变为具有不同熔点的其它结晶体。

3. 测得A、B两种样品的熔点相同，将它们研细，并以等量混合(1) 测得混合物的熔点有下降现象且熔程增宽；(2)测得混合物的熔点与纯A、纯B的熔点均相同。

试分析以上情况各说明什么？答：(1)说明A、B两个样品不是同一种物质，一种物质在此充当了另一种物质的杂质，故混合物的熔点降低，熔程增宽。

(2)除少数情况（如形成固熔体）外，一般可认为这两个样品为同一化合物。

4. 沸石(即止暴剂或助沸剂)为什么能止暴？如果加热后才发现没加沸石怎么办？由于某种原因中途停止加热，再重新开始蒸馏时，是否需要补加沸石？为什么？答：(1)沸石为多孔性物质，它在溶液中受热时会产生一股稳定而细小的空气泡流，这一泡流以及随之而产生的湍动，能使液体中的大气泡破裂，成为液体分子的气化中心，从而使液体平稳地沸腾，防止了液体因过热而产生的暴沸。

《化学反应工程原理》复习思考题第一章绪论1、了解化学反应工程的研究内容和研究方法。

2、几个常用指标的定义及计算：转化率、选择性、收率。

第二章化学反应动力学1、化学反应速率的工程表示，气固相催化反应及气液相非均相反应反应区的取法。

2、反应速率常数的单位及其换算。

3、复杂反应的反应速率表达式（可逆、平行、连串、自催化）。

4、气固相催化反应的步骤及基本特征。

5、物理吸附与化学吸附的特点。

6、理想吸附等温方程的导出及应用（单组分吸附、解离吸附、混合吸附）。

7、气固相催化反应动力学方程的推导步骤。

8、不同控制步骤的理想吸附模型的动力学方程的推导。

9、由已知的动力学方程推测反应机理。

第三章理想间歇反应器与典型化学反应的基本特征1、反应器设计的基本方程式。

2、理想间歇反应器的特点。

3、理想间歇反应器等温、等容一级、二级反应反应时间的计算及反应器体积的计算。

4、自催化反应的特点及最佳工艺条件的确定及最佳反应器形式的选择。

5、理想间歇反应器最优反应时间的计算.7、可逆反应的反应速率，分析其浓度效应及温度效应。

8、平行反应选择率的浓度效应及温度效应分析。

9、平行反应反应器形式和操作方式的选择。

10、串连反应反应物及产物的浓度分布，t opt C p.max的计算。

11、串连反应的温度效应及浓度效应分析。

第四章理想管式反应器1、理想管式反应器的特点。

2、理想管式反应器内进行一级、二级等容、变容反应的计算。

3、空时、空速、停留时间的概念及计算。

4、膨胀率、膨胀因子的定义，变分子数反应过程反应器的计算。

第五章理想连续流动釜式反应器1、全混流反应器的特点。

2、全混流反应器的基础方程及应用。

3、全混釜中进行零级、一级、二级等温、等容反应时的解析法计算。

4、全混釜的图解计算原理及图解示意。

5、全混流反应器中的浓度分布与返混，返混对反应的影响。

6、返混产生的原因及限制返混的措施。

7、多釜串联反应器进行一级、二级不可逆反应的解析法计算。

化工原理第三版思考题答案【篇一：《化工原理》(第三版)复习思考题及解答】广义地说，凡工业生产的关键环节是_______________，这类生产便归属化工生产范畴。

（答：改变物质组成）2）为了便于管理及技术交流，很多行业从化工中划分出去，但它们仍属“化工大家族”中的一员。

这些行业_______________等。

（答：石油化工，塑料工业，制药工业，硅酸盐工业??）3）生产工艺学是___________________。

（答：研究某一化工产品生产全过程的学科）4）化学工程是_____________________。

（答：研究化工生产中共性问题的学科）5）化工生产中虽然化学反应是核心，但前、后对物料的处理大都为物理加工过程。

这些对物料的物理加工过程称为___________。

（答：单元操作）6）介绍主要单元操作的原理、方法及设备的课程叫_______________。

（答：化工原理）8）基本单位：长度_______ ,质量_______ ,时间_______ 。

（答：m，kg，s）9）导出单位：力_______ ,功或能_______ ,功率_______ ,压强_______ （答：n, j, w, pa）12）量纲是_____________。

如长度单位有m，cm，mm，km 等，其量纲为________ 。

（答：普遍化单位，l）13）物料衡算是对__________、 __________而言的。

[答：一定的时间间隔，一定的空间范围（控制体）]14）总的物料衡算式为__________________ 。

（答：∑mi－∑mo= ma ，各种m的单位均为质量单位，如kg）15）若无化学反应，对任一组分j，物料衡算式为_____________。

（答：∑mi，j-∑mo，j= ma，j）16）若进、出控制体的物料均为连续流股，各流股的质量流量均恒定，∑mi=∑mo,控制体内任一位置物料的所有参量—如温度、压强、组成、流速等都不随时间而改变，则该控制体处于___________过程。

实验1二元体系汽液平衡数据测定1，实验测量误差及引起误差的原因答：（1）汽液两相平衡时，回流滴下来的流体速率平稳，大约每秒1~2滴，且在一段时间内温度维持不变。

2，影响汽液平衡数据测定的精确度的因素有哪些答:（2）影响准确度的因素有温度和压强，装置气密性，温度计灵敏度，折射仪读数准确性等。

实验3 二氧化碳临界现象观测及PVT关系的测定1，质面比常数K值对实验结果有何影响为什么答:任意温度任意压力下，质面比常数k均不变。

所以不会对实验结果又影响。

2，为什么测量25℃下等温线时，严格讲，出现第1个小液滴时的压力和最后一个小汽泡将消失时的压力应相等答：在出现第一个小液滴和最后一个汽泡消失过程中CO2处于汽液平衡状态。

根据相律得F=C-P+1=1-2+1=0，自由度为0，故过程中压力应为相等。

实验4 气相色谱法测定无限稀释溶液的活度系数1,无限稀释活度系数的定义是什么测定这个参数有什么作用答:定义:P29 公式(4-1),作用:通过测定两个组分的比保留体积和无限稀释下的活度系数,计算其相对挥发度.2,气相色谱基本原理是什么色谱仪有哪几个基本部分组成各起什么作用答:原理：因固定液对于样品中各组分溶解能力的差异而使其分离。

组成及作用：（1）载气系统气相色谱仪中的气路是一个载气连续运行的密闭管路系统。

整个载气系统要求载气纯净、密闭性好、流速稳定及流速测量准确。

（2）进样系统进样就是把气体或液体样品速而定量地加到色谱柱上端。

（3）分离系统分离系统的核心是色谱柱，它的作用是将多组分样品分离为单个组分。

色谱柱分为填充柱和毛细管柱两类。

（4）检测系统检测器的作用是把被色谱柱分离的样品组分根据其特性和含量转化成电信号，经放大后，由记录仪记录成色谱图。

（5）信号记录或微机数据处理系统近年来气相色谱仪主要采用色谱数据处理机。

色谱数据处理机可打印记录色谱图，并能在同一张记录纸上打印出处理后的结果，如保留时间、被测组分质量分数等。

实验一反应精馏合成乙酸乙酯一实验目的1 了解反应精馏过程原理及适用场合.2 掌握反应精馏装置的操作方法和反应精馏研究方法。

3 了解反应精馏与常规精馏的区别。

4 学会用色谱-热导检测器分析塔内物料浓度组成。

二实验原理反应精馏法是将化学反应过程与精馏分离过程同时进行生产产品的操作。

由于物理过程与化学过程同时存在，使过程更加复杂。

（1）对可逆平行反应，通过精馏将反应产物中的高沸物或低沸物连续的从系统中排出，可使总转化率超过平衡转化率，大大提高生产效率。

（2）对于异构体混合物分离比较困难时，若其中的某组分能发生化学反应并生成沸点不同的物质，就可以加以分离。

本实验用乙酸、乙醇为原料，加入少量浓硫酸为催化剂通过反应精馏合成乙酸乙酯。

边反应边将乙酸乙酯分离出来，提高乙酸的转化率。

操作方式：间歇过程；塔釜连续进料过程；塔身某处连续进料过程。

产物分析方法：采用色谱-热导检测分析，色谱工作站处理。

GDX分离柱(φ3mm，L 2m) , 柱温110度，汽化温度130度，检测温度120度；载气压力0.04Mpa；桥流100mA.出峰的先后顺序为：H2O , CH3CH2OH , CH3COOH ,CH3COOC2H5.它们的摩尔校正因子分别为：3.03, 2.09, 1.39, 0.91。

三实验装置与试剂反应精馏装置一套，直径20mm, 内装填料，可自动加热、保温、回流控制。

操作过程见说明书。

无水乙醇200mL ；含浓硫酸0.3%(wt)的冰乙酸200mL.四实验步骤1 配置1：1.3（mol）酸醇混合液250mL，加入到塔釜中。

并用色谱准确测其组成。

2 开启色谱-热导检测分析仪及色谱工作站，按分析方法操作。

3 通冷却水，接通电源。

按操作说明书对反应精馏装置加热升温，并开启保温电流。

待塔顶有液体出现时，全回流30分钟。

以微量注射器在塔身不同高度取样口取样分析，作出塔内各组分的浓度分布曲线。

4 开启回流比3：1 ，塔顶开始出产品。

化学反应工程是化学工程学科的一个重要分支。

经历了大约半个世纪的发展，化学反应工程己成了四肢健全、羽毛丰满的成熟学科了。

但是“成熟”二字有时也含贬义，即有己近暮年之意。

在高科技受到人们特别重视的今天，化学工程被归入传统学科一类。

“传统”可理解为是“新兴”的反义词，其含义大体是，经过一段时间发展的传统学科，其前景己远不如那些新兴学科了。

但不论成熟也罢，传统也罢，一门学科一旦形成，它总会顽强地表现出自己的生命力，何况化学反应工程直接关系到用好资源，保护好环境，与国计民生关系密切，又是生物工程和材料科学等的重要基础，据此，我们可以认为化学反应工程还是要发展、要深化的。

一、化学反应工程—一一化学工程学科发展里程的一个标志学术界普遍认为，化学工程学科的发展始自!"世纪末。

早期化学工程学科的工业背景是化学工业（可能还有冶金工业），显然，我们今天的理解己绝非仅限于此。

今天的化学工程，己成为过程工程的核心。

在发展的早期，化学工程被简单地看作是单元操作，仅限于物理过程，并不包括化学反应工程这一独立的分支。

原因显然并不在于化学工业不涉及化学反应，而是由于当时还没有把伴有化学反应的过程提炼为一门学科的科学基础。

单元操作就方法而言，主要是归纳法，即把物理量归纳为无因次数，并用实验关联其关系。

对伴有化学反应的过程，由于多数具有很强的非线性性质，归纳法己不适用，但当时还缺少知识的积累，也没有进行数值分析的必要工具一一一计算机，因而不得己将伴有化学反应的过程排除在化学工程学科的范围之外。

这一阶段一直延续到大约上世纪的五六十年代，现在被学术界公认为化学工程发展的第一个里程。

学术界普遍认为化学工程发展的第二里程始于上世纪六十年代初出现的传递过程作为一个单独的学科分支时。

事实上，化学反应工程作为一个重要的学科分支也几乎在同时形成，共同""!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!"!!!!!!!!!!!!!"[编者按J 袁渭康教授，中国工程院院士，著名化学反应工程专家!在化学反应工程领域造诣颇深，并有大量学术论文和学术专著发表。