反应工程(总复习)
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反应⼯程复习题⼀、填空题请在每⼩题的空格上,填⼊正确的答案1. 实际反应器中停留时间分布密度E(t)的⽅差2θσ为__________________。
2.具有良好搅拌装置的釜式反应器按______________________反应器处理。
3.对于恒容的平推流管式反应器______________、_____________、与反应时间⼀致。
4.对于反应级数n <0的反应,为降低反应器容积,应选⽤_______________反应器为宜。
5、固体催化剂的主要组成有主催化剂(活性成份),(1)___和_(2)_。
6、化学反应过程按操作⽅法分为_(3)_、_(4)、半分批式(半间隙)操作。
9、平⾏反应P A →(主反应);S A →(副反应),主副反应均为⼀级不可逆反应,若主E >副E ,选择性Sp 与浓度⽆关,仅是___(8)____的函数。
10、全混流反应器的空时τ是_____(9)____与____(10)___之⽐ 14、当t=0时,停留时间分布函数F (t)=___(15)____。
15、aA + bBpP + sS 对于反应,则=P r __(1)_____)(A r -。
16、活化能的⼤⼩直接反映了__(2)_对温度的敏感程度。
17、⼀级连串反应AS P在全混流釜式反应器中,则⽬的产物P 的最⼤浓度=max ,P C ____(3)_____、=opt τ_____(4)_____。
18、在⽓—固相催化反应中,反应速率⼀般是以单位催化剂的重量为基准的,如反应A→B ,A 的反应速率的定义为____(5)____。
19、CSTR 的返混___(6)___。
PFR 的返混为_(7)____。
20、停留时间分布的密度函数E (θ)=__(8)_E (t )。
21、平推流管式反应器t t ≥时,F (t )=____(9)___。
22、⼯业催化剂所必备的三个主要条件是: ___(10)_____、_____(11)_______、寿命长。
1 / 17word.一、填空题(本大题共14小题,每空1分,共20分)请在每小题的空格上,填入正确的答案1.固体催化剂的主要组成有主催化剂(活性成份),___助催化剂_和____载体____。
2.化学反应过程按操作方法分为__连续操作、分批式操作(或间隙操作)、半分批式(半间隙)操作。
3.均相反应是指 参与反应的物质均处于同一相 。
4.关键反应组分K 的转化率的定义式为00k k k k n n n x -=(或用相应的文字表述)_。
5.生成目的产物的反应称为____主反应 _,其它的均称为____副反应__。
6.平行反应P A →(主反应);S A →(副反应),主副反应均为一级不可逆反应,若主E >副E ,选择性S p 与浓度无关,仅是__温度_ 的函数。
7.链反应的三个阶段为链的引发、_链增长 、链终长。
8.对于气—固相催化反应,要测定真实的反应速率,必须首先排除_内扩散__和__外扩散_的影响。
9.对于多孔性的催化剂,分子扩散很复杂,当孔径较大时,扩散阻力是由分子间碰撞所致,这种扩散通常称为__分子扩散(或容积扩散)_。
10. 实际反应器中停留时间分布密度E(t)的方差2θσ为_____0~1___。
11.具有良好搅拌装置的釜式反应器按___理想混合(或全混流)___反应器处理。
12.对于恒容的平推流管式反应器___平均停留时间(或-t ) 、__空时(或τ)_、反应时间一致。
13.对于反应级数n <0的反应,为降低反应器容积,应选用___全混流(或完全混合)_反应器为宜。
14.若流体是分子尺度作为独立运动单元来进行混合,这种流体称为_ 微观流体_。
1.工业催化剂所必备的三个主要条件是:__活性好__、___选择性高___、寿命长。
2. 平行反应P A →(主反应);S A →(副反应),主副反应均为一级不可逆反应,若主E >副E ,提高选择性P S 应____提高温度____。
2 / 17word.3.已知反应S P B A +→+,A 的转化率的定义式为___00A A A A n n n x -=_________。
《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==-。
《化学反应工程》复习题及答案(总16页)--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--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_______。
(P13)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=_______。
(P13)(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。
1、简述等温恒容平推流反应器空时、反应时间、停留时间三者关系?答:空时是反应器的有效容积与进料流体的容积流速之比。
反应时间是反应物料进入反应器后从实际发生反应的时刻起到反应达某一程度所需的反应时间。
停留时间是指反应物进入反应器的时刻算起到离开反应器内共停留了多少时间。
由于平推流反应器内物料不发生返混,具有相同的停留时间且等于反应时间,恒容时的空时等于体积流速只比,所以三者相等。
2、简述非理想流动向扩散模型的特点答:①在管内径向截面上流体具有均一的流速。
②在流动方向上流体存在扩散过程,该过程类似于分子扩散,符合Fick定律。
③轴向混合系数在管内为定值。
④径向不存在扩散。
⑤管内不存在死区或短路流3、简述阶跃示踪法测停留时间分布的实验方法及其对应曲线?答:阶跃示踪发是对于定是常态的连续流动系统,在某瞬间t=0将流入系统的流体切换为含有示踪剂A且浓度为C A0的流体,同时保持系统内流动模式不变,并在切换的同时,在出口处测出出口流体中示踪剂A的浓度随时间的变化。
对应的曲线为F(t),F(t)=C t /C 0。
4、简述脉冲示踪法测停留时间分布的实验方法及其对应曲线?答:脉冲示踪法是对于常态的连续流动系统,在某瞬间t=0将流入体系的流体切换为含有示踪剂A且浓度为C A0的流体,同时保持体系内流动模式不变,并在切换的同时,在出口处测出出口流体中示踪剂A的浓度随时间的变化。
对应的曲线为F(t),F(t)= C A /C A05、气-固相催化反应的动力学步骤?答:①反应物从气流主题向催化剂的外表面和内孔扩散。
②反应物在催化剂表面上吸附。
③吸附的反应物转化成反应的生成物。
④反应生成物从催化剂表面上脱附下来。
⑤脱附下来的生成物向催化剂外表面、气流主体中扩散。
6、简述双膜理论答:该模型设想在气-液两相流的相界面处存在着呈滞留状态的气膜和液膜,而把气液两相阻力集中在这两个流体膜内,而假定气相主体和液相主题内组成均一,不存在传质阻力。
一、名词解释1、连续操作;间歇操作2、均相反应3、基元反应;非基元反应4、收率;选择性5、平行反应;串联反应6、绝热操作;非等温操作7、稳定的定态;不稳定的定态8、平推流;全混流9、非理想流动10、拟均相一维模型;拟均相二维模型11、临界流化速度二、填空题1、化学反应的操作方式分为、和。
2、和都可以表征反应变容的程度。
3、对于反应aA + bB →pP + sS,则r P=_______r A。
4、若τ=4h,意味着在规定的条件下,。
5、反应物A的水溶液在等温CSTR中进行二级反应,出口转化率为0.4,现改在等体积PFR中进行,则出口转化率为。
6、对于一级不可逆反应,采用多级全混流反应器串联时,要保证总的反应体积最小,必需的条件是。
7、若有一气相反应A→2P,若开始时的反应物除A以外还有50%的惰性物质,在恒压的情况下发生该反应,则该反应的膨胀率为。
8、SV=2h,意味着在规定的条件下,。
9、根据示踪剂的输入不同,测定停留时间分布的方法主要分为___________和___________。
10、E(t)dt的物理意义是______ ;停留时间分布的密度函数E(θ)=_______E(t)。
11、以若干分子所组成的流体微团作为单独的运动单元的流体称为_______;当反应级数n<1时,宏观流体具有比微观流体_______的出口转化率。
12、反应器选型的目标函数,若是单一反应,则是;若是复合反应,则是 。
13、反应物A 的水溶液在等温PFR 中进行二级反应,出口转化率为0.5,若反应体积增加到4倍,则出口转化率x Af = 。
14、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 。
努森扩散15、一级连串反应A → P → S 在全混流釜式反应器中,则目的产物P 的最大浓度CP,max =___________、τopt =__________。
16、从反应器停留时间分布测定中求得无因次方差, =0.98,反应器可视为 。
化学反应工程复习公式指导化学反应工程是化学工程的重要分支之一,主要涉及到反应速率、反应平衡、反应热力学等方面的问题。
在进行化学反应工程的设计和优化时,需要运用一系列的公式,以指导实际操作和解决问题。
以下是一些常见的化学反应工程公式,供复习和参考。
1.反应速率公式在化学反应中,反应速率是指单位时间内反应物消失或产物生成的量。
一般来说,化学反应速率与反应物浓度之间存在一定的关系。
根据实验数据,可以通过拟合得到反应速率公式。
常见的反应速率公式有:-零级反应速率:r=k-一级反应速率:r=k[A]-二级反应速率:r=k[A]²-伴随一级反应速率:r=k[A]·[B]其中,r为反应速率,k为反应速率常数,[A]和[B]为反应物浓度。
2.反应平衡公式在反应平衡条件下,反应物和生成物的浓度保持不变。
根据反应平衡常数,可以得到反应平衡公式。
常见的反应平衡公式有:-简单反应物与生成物的摩尔比例:aA+bB⇌cC+dD其中,a、b、c、d分别为反应物和生成物的系数,A、B、C、D分别为反应物和生成物的摩尔浓度。
反应物和生成物的关系可以表示为:Kc=[C]ᶜ[D]ᵈ/[A]ᵃ[B]ᵇ-简单反应物与生成物的分压比例:aA+bB⇌cC+dD其中,a、b、c、d分别为反应物和生成物的系数,A、B、C、D分别为反应物和生成物的分压。
反应物和生成物的关系可以表示为:Kp=(Pc/RT)ᶜ(Pd/RT)ᵈ/(Pa/RT)ᵃ(Pb/RT)ᵇ其中,R为理想气体常量,T为温度,Pa、Pb、Pc、Pd分别为反应物和生成物的分压。
3.反应热力学公式反应热力学研究反应热效应与反应过程的关系。
常见的反应热力学公式有:-反应焓变公式:ΔH=Σ(nᵢHᵢ)其中,ΔH为反应焓变,nᵢ为反应物或生成物的摩尔数,Hᵢ为反应物或生成物的摩尔焓。
-熵变公式:ΔS=Σ(nᵢSᵢ)其中,ΔS为反应熵变,nᵢ为反应物或生成物的摩尔数,Sᵢ为反应物或生成物的摩尔熵。