化学反应工程原理 第二版 华东理工大学出版社
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化学反应工程_华东理工大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.对简单不可逆二级反应,根据要求的处理量、初浓度和转化率,所需的反应器体积最小。
参考答案:平推流2.工业反应过程优化的决策变量包括参考答案:操作方式_工艺条件_结构变量3.均相反应应该满足下述哪2个条件?参考答案:反应体系互溶_预混合过程很快4.对串联反应而言,存在一个最优反应温度使反应产物收率最大。
参考答案:错误5.化学反应工程的研究方法是经验放大方法参考答案:错误6.连续流动釜式反应器中物料浓度和温度处处相等,并且等于反应器进口物料的浓度和温度。
参考答案:错误7.理想间歇反应器中搅拌越激烈,混合越均匀,则反应速率越快。
参考答案:错误8.化学反应的前提是参与反应的所有物料达到分子尺度上的均匀,成为均一的气相或液相。
参考答案:错误9.产生返混的原因是参考答案:不均匀的速度分布_空间上的反向流动10.限制返混的措施包括参考答案:横向分割_纵向分割11.化学反应工程的研究对象是以化学实验室中进行的化学反应过程。
参考答案:错误12.化学反应工程优化的技术指标是参考答案:反应选择率_能耗_反应速率13.活化能E与反应的热效应相关,活化能大的反应其反应热也大。
参考答案:错误14.零级反应的重要特征是反应时间由残余浓度决定,与初始浓度关系不大。
参考答案:错误15.可逆放热反应的最优温度随转化率xA变大而增大。
参考答案:错误16.限制返混的措施是分割,主要是横向分割。
参考答案:正确17.理想管式反应器的径向具有严格均匀的速度分布,也就是在径向不存在浓度变化,所以反应速率随空间位置的变化将只限于轴向。
参考答案:正确18.对自催化反应A+P®P+S而言,必定存在最优反应时间使反应的转化率最大。
参考答案:错误19.小于1级的简单不可逆反应,反应转化率可以在有限时间里达到100%。
参考答案:正确20.空速1000(1/h)表示每小时能够处理的进口物料体积为反应器体积的1000倍。
化学反应的速率与机理胡红(阿坝师范高等专科学校08化教20082036)【摘要】掌握化学反应的速率和机理;学习影响反应速率的因素;学习增大化学反应速率的影响因素以及增大化学反应速率的条件。
【关键词】速率机理影响因素1.定义化学反应中化进行的快慢程度,用反应物的浓度减少量或生成物浓度的增加量来表示。
1.1化学反应速率的表达式化学反应速率的符号为vv=νB-1dcB/dt式中,vB为反应物中物质B的化学计量数(反应物用负值,生成物用正值),dcB/dt表示由化学反应随时间(t)引起物质B的浓度(cB)变化速率。
例如,某给定条件下,氮气与氢气在密闭容器中合成氨,各物质浓度的变化如下:可知:N2的dcB/dt≈-0.2 mol·dm-3/2 s,H2的dcB/dt≈-0.6 mol·dm-3/2 s,NH3的dcB/dt≈+0.4 mol·dm-3/2 s。
所以上例反应的反应速率v近似为:v=νB-1dcB/dt≈(-1)-1(-0.2 mol·dm-3/2 s)=(-3)-1(-0.6 mol·dm--3/2 s)=(+2)-1(+0.4 mol·dm-3/2 s)=0.1 mol·dm-3·s-11.2化学反应速率的测定化学反应速率,用单位时间内反应物的浓度的减少或生成物浓度的增加量来表示。
浓度单位一般用摩尔·升-1,时间单位用秒、分或小时。
化学反应并非均匀速率进行:反应速率分为平均速率(一定时间间隔里平均反应速率)和瞬时速率(给定某时刻的反应速率),可通过实验测定。
1.3化学反应速率的计算公式反应速率有平均速率和瞬时速率例如实验测得H2O2分解反应,零时间时,H2O2=0.4mol/L,经过20分钟后,CH2O2=0.2mol/L,则其平均速率(average rate)表示20min时间间隔内H2O2的分解速率。
化学反应工程原理(华东理工大学版)第二版第八章答案篇一:化学反应工程原理(华东理工大学版)第三章答案华东版3-1 解:cA0kt?xA1?xA?1把数据代入得cA0k?当xA=时解得t=15min所以,增加的时间为15-5=10min3-2解:?1?xA?1?nn?1?1??n?1?cA0kt (式A)把xA=和t=10min代入解得cA0k?再把t=30min代入(式A)解得xA=所以,转化率应为13-3 解:设反应动力学方程为:?则?1?xA?1?nn?1dcAn ?kcAdtn?1?1??n?1?cA0kt,且cA0=1?11??n?1?k8因此有 1?n?11??n?1?k18解得:n=2;k=/mol·min3-41)计算进料中酸、醇和水的摩尔浓度cA0、cB0、cS0(注意进料中水的浓度cS0不为0)。
2)列出当酸的转化率为xA时,各组分浓度的表示式: -11?ncA?cA0?1?xA?cB?cB0?cA0xAcR?cA0xAcS?cS0?cA0xA3)将上列各式及各组分初浓度代入反应速率式,整理得dxA2 10?6?dt4)计算转化率达35%所需的时间为t??0dxA 上述积分可查积分表用公式计算,也可用MATLAB语言的quad解算子计算,结果为 t?7153s?2h5)计算所需反应器体积。
先计算每天的反应批数,再计算每m3反应体积每天的生产量,然后再计算达到要求产量所需反应器体积。
答案为VR=3-51)设酯的平衡转化率为xAe,将平衡时各组分浓度代入化学平衡方程得:? ??化简整理上述方程并求解得xAe?%2)此题解法与3-4中的步骤2~4相同,答案为t=276min3)此时各组分的浓度为酯:/L;水: mol/L;醇、酸: mol/L;反应物系的组成为酯:%;水:%;醇、酸:%;3-6对可逆放热反应,当反应温度过低时,因反应速率过低转化率偏低,当反应温度过高时,转化率又会受化学平衡的限制。
华理化工专业面试常见问题汇总1.关于乙醇与水的共沸点的问题:通过简单的蒸馏酒精的水溶液能否得到纯度为100%的酒精。
不能,乙醇与水形成横沸物,要用特殊精馏2.合成氨转化器的空时与停留时间大小的比较,及各自的物理意义、用途。
3.吸收塔塔高、塔径的计算。
4.精馏操作中回流比如何调整。
5.精馏塔的设计中哪一部分最为重要;塔板的设计指标是哪些。
6.乙二醇如何制备。
EG,重要的有机化工原料,主要用途是生产聚酯单体和抗冻剂,合成气直接合成法,环氧乙烷催化水合法/ 直接水合法/甲醇二聚法7.催化剂颗粒有何特点。
不参与反应,反应前后质量、性质不变;改变了反应路径,改变了达到平衡的时间但不改变反应平衡态;具有选择性;8.8.雷诺数Re 的物理意义。
惯性力与粘性力的比值9.一般工厂管道内的气体、液体流速。
气体:8-15/15-30 液体1-3m/s 10.U 型管内进入气泡,示数会如何变化。
增大11.反应釜的温度如何控制。
12.液泛如何观察。
气速增大至足以阻止液体下流,致使液体充满填料层空隙,先是塔顶部积液,产生大量气泡,继而蔓延全塔,液体被气体带出塔顶,吸收操作完全被破坏。
压降陡升13.关于恒摩尔流假设。
在没有进料或出料的填料塔段,气体或液体的摩尔流率保持不变。
主要条件:组分摩尔汽化热相近,热损失、显热差不计14.如何消除内、外扩散。
减少催化剂颗粒直径,改变催化剂内部工程结构增加气速。
15.什么叫特殊精馏,并举例。
对于难挥发体系或相对相对挥发度接近 1 的物系,为改变组分的沸点或相对挥发度在加入质量分离剂的同时也加入能量分离剂。
萃取精馏:加入的第三组分为萃取剂,改变了组分的相对挥发度但不形成横沸物,从塔底排出的精馏过程。
恒沸精馏:加入的第三组分为横沸剂,改变了组分的相对挥发度了,且与物系中的某些组分形成横沸物,从塔顶排出的精馏过程盐精馏:加入的萃取剂为盐的萃取精馏过程。
9.16.旋风分离器的原理及其与离心机的区别。
华东版8-1 解:553100.751410Sc D μρ--⨯===⨯⨯ 0220.0360.127/360036000.0144t v u m s d ππ===⨯⨯⨯ 3510.127110Re 4.23310P ud ρμ--⨯⨯⨯===⨯ 1/21/31/21/3Re 1.9 4.230.75 1.9 2.060.909 3.56Sh A Sc ==⨯⨯=⨯⨯= 166000pa m d -== 533.564100.1424/110g p Sh D k m s d --∙⨯⨯===⨯ 40.1 1.17100.14246000g k Da k a -===⨯⨯ 1111Daη==+ 8-2 553100.6720.558810Sc D μρ--⨯===⨯⨯ 450.5580.2410Re 1.488310P ud ρμ--⨯⨯⨯===⨯ 1/21/31/21/320.6Re 20.6 1.4880.672 2.64Sh Sc =+=+⨯⨯= 1615000pa m d -== 542.648100.528/410g p Sh D k m s d --∙⨯⨯===⨯ 50.7419.36100.52815000g k Da k a -===⨯⨯111 1Daη==+8-3解: 2.83Φ====23113110.686tanh 2.83tanh2.83 2.83η⎛⎫⎛⎫=-=-=⎪ ⎪ΦΦΦ⎝⎭⎝⎭8-4解:()2156222561.210101040020360051010pAbr Rc Deη---⨯⨯⨯Φ===⨯⨯⨯>15说明内部阻力已经很严重8-5解:2262253101.441010p pAbr R rc Deη---⨯Φ==≤⨯解得 1.2pr mm≤8-6参见P231-2328-7解:(1)0.173Φ==== 23113110.913tanh0.173tanh0.1730.173η⎛⎫⎛⎫=-=-=⎪ ⎪ΦΦΦ⎝⎭⎝⎭(2)1.015Φ==== 23113110.937tanh 1.015tanh1.015 1.015η⎛⎫⎛⎫=-=-=⎪ ⎪ΦΦΦ⎝⎭⎝⎭依题意得120.230.9130.460.937es esc V c V⨯=⨯解得210.487V V =,所以催化剂用量为原来的0.487 (3=解得42.1310p r m -=⨯8-8解:(1)()23362500/2.410a m m -==⨯单位催化剂体积 510110.989300150020es b g b c R c k ac =-=-=⨯⨯ 所以气膜阻力没有影响(2)22652251 2.41010144420510p Ab r Rc De η--⨯⨯Φ==⨯=⨯⨯>15 所以内扩散阻力影响严重(3)颗粒表面与气流主体的温度差为()()167.23000.2266167.2r g s b b es H k T T c c h -∆⨯-=-=⨯=℃ 颗粒内部温度差为:()max e r ese D H c T λ-∆∆=5510167.219.780.11.672-⨯⨯⨯==℃ 8-9由数据处理得下表:其表观速率为()0A AfA V c c R W -=由序号1、2可知,d p 相同,N 不同,表观速率R A 不变,表明外扩散不存在影响。