第11章 外扩散对非均相反应过程的影响
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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。
第五章 非均相反应动力学5.1 气—固催化反应的本征动力学5.1-1 固体催化剂的一般情况: 1.催化剂的性能要求:工业催化剂所必备的四个主要条件:活性好.选择性高.寿命长.机械强度高. 活性适中,温度过高,就会造成“飞温”。
2.催化剂的类别:催化剂一般包括金属(良导体).金属氧化物.硫化物(半导体) 以及盐类或酸性催化剂等几种类型。
活性组分分布在大表面积,多孔的载体上。
载体:活性炭、硅藻土、分子筛、32O Al 等。
要有一定的强度。
3.催化剂的制法: 1)混合法。
2)浸渍法。
3)沉淀法或共沉淀法。
4)共凝胶法。
5)喷涂法或滚涂法。
6)溶蚀法。
7)热溶法。
8)热解法等。
5.1-2 固体催化剂的物理特性: 1.物理吸附和化学吸附 物理吸附——范德华力 化学吸附——化学键力 2.吸附等温线方程式吸附和脱附达平衡时,吸附量与压力有一定的关系,这种关系曲线。
1)langmuir 吸附假定:1)均匀表面。
2)单分子吸附。
3)吸附分子间无作用力。
4)吸附机理相同。
覆盖度θ:固体表面被吸附分子覆盖的分率。
σσA A a kd k−→−−−−←+吸附速率 )1(A A a a P k r θ-= 脱附速率 A d d k r θ= 平衡时,则d a r r =A A AA A P K P K +=1θ—吸附平衡常数—da A k k K =若A A A A A P K P K =<<θ则1对于离解吸附2/12/1222/1)(1)()1(22A A A A A Ad d A A a a P K P K k r P k r A A a kk+==-=+−→−−−−←θθθσσα多分子吸附:∑+=iii ii i p k p k 1θ2)Freundlick 型⎩⎨⎧=>=+===-n d a n AA BAd d A A a a k k b n nbPk r P k r /1/1)/(1βαθθθα3)Temkin⎩⎨⎧=+====-d a A A h d d g A a a k k a g h f aP f e k r e P k r AA /)ln(1θθθ 2)、3)属偏离理想吸附。
化学反应中的非均相反应及其机理研究化学反应是指化学物质之间发生化学变化的过程,而非均相反应则是其中一种重要的类型。
在一个非均相反应中,反应物和反应产物之间的差别较大,有时也伴随着明显的相变。
这篇文章将介绍一些非均相反应及其机理研究的相关内容。
1.非均相反应概述非均相反应是化学反应的一种类型,通常发生在两种或多种反应物的不同相之间的界面上,例如在气体与固体、液体与固体等各种不同相之间的交界处。
这种反应的主要特点在于,其反应速率取决于物质之间的接触面积。
比如,在铁和氧气之间的反应中,铁表面的氧化速率对反应速度有着很大的影响。
2.固体-气体反应固体表面的反应是几乎所有非均相反应的基础。
在固体和气体之间的反应中,反应发生在气体分子与固体表面之间的接触界面上。
例如,氧气分子与锌表面接触会迅速导致氧化锌的形成。
反应的速率由气态反应物与固体表面之间的接触面积、反应物的分子构型、反应物与表面之间的热力学相容性等因素共同决定。
目前广泛的研究表明,固体-气体界面上的非均相反应之一的主要驱动力是固体表面的活性位点和形态。
创造具有多孔度的晶体、涂覆纳米颗粒、涂覆催化剂等方法,能够调节表面形态和活性位点浓度,能够有效地提高反应速率、固体表面积和反应速率的限制性因素。
3.液态反应液-液和气-液的反应路径被广泛使用在许多工业应用和环境污染治理中。
一些环境重金属元素会从土壤中溶解到地下水和水中。
处理这些重金属元素的常规方法是用氧气从液态中滤除它们。
在液态反应中,反应物的分子结构和反应环境(例如溶剂和离子浓度)对反应速率有重要的影响。
液-液反应通常被认为是缓慢的反应,需要额外的能量才能触发。
此类反应在化学药品制造和性质改变的工艺中具有广泛的应用。
4.气态反应气-气反应包括气体之间的化学交互和气体在固体表面上的表现。
例如,燃烧是气-气反应的例子,其中燃料和氧气之间的反应需要分子之间的相互作用及其之间的能量和反应路径。
此外,气-气界面上的反应也被大量研究,例如硫酸气和水蒸气之间的反应会导致硫酸在雾形或气态的形式下形成。