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反应工程复习题集

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一、选择题 1．当固定床反应器中的催化剂颗粒为球形时，则颗粒的形状φ为（A） A.1B.<1 C.>1D.0.5 2．已知某基元反应AC+D,其反应级数为（A） A.一级B.二级C.三级D.不确定 3．下列哪个不是反应程度的特点:(B) A总为正值B各反应组分的反应程度相同 C与方程式的写法无关D是个累积量 4．返混的定义是（B） A不同空间位置的粒子的混合B不同停留时间的粒子的混合 C参与不同反应的粒子的混合D不同反应器内粒子的混合

5．化学反应2NO+2H2N2+2H2O，其中化学计量系数为+2的是（A） A.??H2O?????????B.?N2???????C.????NO???D.H2 6.控制步骤意为（C） A各步骤中进行最快的B最先达到平衡的 C各步骤中进行最慢的D不可逆的 7．充分返混的反应器有(C) A.间歇反应器B.平推流反应器 C.全混流反应器D.非理想反应器 8．制备催化剂时加入很少量就可以减少活性的物质称为(D) A.活性组分B.载体 C.助剂D.抑制剂 9．“三传一反”中的“一反”是指（A） A.化学反应B.质量传递C.动力传递D.热量传递

10．化学膨胀因子A可定义为（C）

A.iAvB.AivC.iAvD.iAv 11．固体催化剂的核心组成是（D） A.抑制剂B.载体C.助剂D.活性组分

12.对于反应体系增大的系统，化学膨胀率A为（C） A.<0B.1 C.>0D.0 13．全混流模型的最大特点是（A） A.物料完全混合B.物料在轴向无扩散与混合 C.停留时间均匀D.是一种非理想模型 14．在平推流反应器中，因返混程度达到最小，则其散度2t为（B） A.1B.0 C.201tD.无穷大 15．当固定床反应器中的催化剂颗粒为球形时，则颗粒的形状φ为（D） A. 0.5B.<1 C.>1D.1

16．反应器的有效容积与进料流体的体积流量之比为(A)

A.空时τB.反应时间tC.停留时间tD.平均停留时间t 17.某反应速率表达式为r=kcAcB0.5,则该反应级数为(C) A.0级B.1级D.2级 18.化学计量数对反应物为,产物为.(C) A.正,负B.正,正C.负,正D.负,负 19.当吸附达平衡时,表观速率（总反应速率）r为(A) A.0B.1 C.2D.∞ 20.返混程度最小的的反应器是(B) A.间歇反应器B.平推流反应器 C.全混流反应器D.非理想反应器 21.可逆反应速率总是随转化率升高而(A) A.降低B.升高C.不变D.不确定 22..对平推流反应器,即完全不返混时,散度即方差为(A) A.0B.1 C.2D.∞ 二、填空 1.均相反应的速率是温度和浓度的函数. 2.气体在固体表面上的物理吸附是靠范得华力结合 3.对平行反应来说,当主反应的活化能E1大于副反应的活化能E2时,提高温度将有利于提高目的产物收率,反之E14.一个好的催化剂应具有活性好,选择率高,寿命长,. 5.具有良好搅拌装置的釜式反应器按___全混流__反应器处理,长径比比较大的管式反应器按平推流反应器处理（平推流或全混流）.

6.固定床中颗粒的体积相当直径定义为具有相同体积PV的球粒子直径，表达式 Vd=___dv=（6Vp/π）1/3___。

7.气固非均相催化反应的控制步骤意为各步骤中速率最慢的一步。 8.关键组分A的转化率可定义为xA=(NAO-NA)/NAO。 9.在全混流反应器中，因反应物浓度很低且为常数，则反应速率也为常数。 10.停留时间分布函数E(t)具有归一性，则0()Etdt1。 11.一般来说，空速越大，表明反应器的生产能力越大。 12.实际生产中将多个反应器串联联操作其作目的是提高转化率。

13．已知ABR，反应在恒温恒压下进行，物料初始浓度为CA0=3mol/l；CB0=4mol/l；CR0=1mol/l；CS0=1mol/l(S为氮气)，则AOy1/3。 14.生成主产物的反应称为___主产物_，其它的均为副反应。 15.化工生产的三个部分包括原料预处理，化学反应,产品的分离提纯，其中化学反应是整个生产过程的核心. 16.一般来说，空时越大，表明反应器的生产强度越小。 17.实际生产中将多个反应器并联操作,其目的是提高处理能力。 三、名词解释 1.连串反应：前一反应的产物为后以反应的反应物，这样的反应成为连串反应 2.内扩散：气体反应物以扩散的方式通过微孔进入催化剂颗粒内部的过程 3.返混：同停留时间物料之间的混合 4.空时：反应器有效容积和进料体积流量间的比值 5.催化剂是一种能够加速反应速率，而不改变化学平衡的物质 6.停留时间物料从进入反应器到离开反应器所用的时间

7.收率y生成目的产物消耗的关键组分的摩尔数关键组分进入系统的摩尔数 8.均相反应参与反应的各化学组分处于同一相内进行化学反应 9.复合反应用两个或两个以上的化学反应方程式和动力学方程式表示的反应 10.选择率φ＝生成目的产物消耗的关键组分A的量/反应过程中关键组分A的总消耗量 11.比表面积单位质量固体催化剂的全部表面积

四、简单

1.简述什么是质量作用定律？并写出该基元反应12KKABDR，关键组分A的消耗速率方程（-rA）和产物D、R的生成速率方程(rD,rR)的表达式？ 答：基元反应中的速率与各反应物浓度的乘积成正比，其中某反应物浓度的方次为化学反应式中该组分的系数。 2.简述气-液相反应过程的步骤并画出示意图 1）气相反应物从气相主体通过气膜传至气液相界面，并且在界面上达到气液相平衡， （2）反应组分从气液相界面穿过液膜进入液相主体，并同时发生反应， （3）液相产物向液相主体扩散，气相产物向气液界面扩散穿过气膜进入气相主体。 3简述气液反应过程的步骤？ 1）气相反应物A从气相主体通过气膜传至气流相界面，并在界面上达到气液相平衡； （2）反应组分A从气液相界面穿过液膜进入液相主体，并同时进行反应；（3）液相产物向液相主体内扩散，气相产物则向气液界面扩散穿过气膜进行气相主体 4.气固相催化反应的步骤 答：多相催化反应反应过程的步骤： （1）反应组分从流体主体向固体催化剂外表面传递； （2）反应组分从外表面向催化剂内表面传递； （3）反应组分在催化剂表面的活性中心上吸附； （4）在催化剂表面上进行化学反应； （5）反应产物在催化剂表面上吸附 （6）反应产物从催化剂内表面向外表面传递 （7）反应产物从催化剂的外表面向流体主体传递 5.简述双膜理论 在气、液两相中沿相界面两侧存在一个气膜一个液膜。气、液两相中的传质阻力全部集中在两侧膜内。 五、计算题

1.考虑反应A3P，其动力学方程式为1AAAdnnrkVdtV，试推导在恒容下以总压P表示的动力学方程式？ 解 t=0Cao0Cao t=t‘Ca3（Cao-Ca）3Cao-2Ca P0=CaoRTP=(3Cao-2Ca)RT

推出202PPCaRT,带可得 2.反应A+BR+S,己知VR=1L,物料进料速率V0=0.5L/min, CA0=CB0=0.05mol/L,动力学方程式为(-rA)=kcAcB,其中k=100L/(mol.min).求: (1).反应在平推流反应器中进行时出口转化率为多少? (2).欲用全混流反应器得到相同的出口转化率,反应器体积应多大? (3).若全混流反应器体积VR=1L,可达到的转化率为多少? ①τ=V/υ xA=90.9% ②τ=V/υ τ=CAO×XA/-rA

=（（CAO×XA）÷[k×CAO2×(1-XA)2] =22min V=υ×τ =11 L

③020.0510.51000.05(1)73%AOAABAAACxVvkCCxxx 3、乙烯氧化生成环氧乙烷为银催化剂上的气固相催化反应，进入反应器的气体组成（摩尔比）：C2H4：15%, O2：7%,CO2：10%,其余为Ar、N2；出反应器气体中现已知：C2H4：13.1%,O2：4.8%。

试计算乙烯的转化率、环氧乙烷的选择性及收率。（24224242220.5322CHOCHOCHOCOHO） 解 以100mol进料为基准，以α、β表示环氧乙烷及二氧化碳的生成量，

C2H4 O2 C2H4O CO2 H2O 惰 总计 进口 15 7 0 10 0 68

出口 15-α-β/2 7-α/2-3β/2 α 10+β β 68 100-α/2 进行物料衡算，结合出口条件可知： 15/20.131100/27/21.50.048100/2



则可求得α＝1.504mol，β＝0.989mol

乙烯反应量：1.504＋0.989/2=1.9985mol 转化率：1.9985/15=0.1333 收率：1.504/15=0.1003 选择率：1.504/1.9985=0.7526 4.某厂生产醇酸树脂是使己二酸与己二醇以等摩尔比在70℃用间歇反应器以H2SO4作催化剂进行缩聚反应而生产的,实验测得反应动力学方程为:

(-rA)=kcA2

k=1.97X10-3m3/kmol.min CA0=4kmol/m3 若每天处理2400kg己二酸,每批操作辅助生产时间为1h,反应器装填系数为0.75,求: (1).转化率为0.8,0.9时,所需反应时间为多少? (2).求转化率为0.8时所需反应器体积为多少？并进行圆整? (已知己二酸的分子量M＝146) 解

(1)00xAAAAdxtCr (2)0100/1460.685(/)AFkmolh 圆整至2.5m3

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反应工程考试题及答案

反应工程考试题及答案

反应工程考试题及答案一、选择题（每题2分，共10分）1. 反应工程中，反应速率常数k与温度T的关系符合以下哪个方程？A. 阿伦尼乌斯方程B. 范特霍夫方程C. 吉布斯自由能方程D. 亨利定律答案：A2. 在恒温条件下，下列哪种催化剂对反应速率的提高最为显著？A. 固体催化剂B. 液体催化剂C. 气体催化剂D. 无催化剂答案：A3. 以下哪项是影响反应速率的主要因素？A. 反应物浓度B. 催化剂种类C. 反应器形状D. 所有选项答案：D4. 反应器中，如果反应物的转化率增加，那么反应速率通常会如何变化？A. 增加B. 减少C. 不变D. 无法确定答案：B5. 在反应工程中，下列哪种类型的反应器最适合处理具有高反应速率和高转化率的反应？A. 间歇反应器B. 连续搅拌釜式反应器C. 管式反应器D. 固定床反应器答案：C二、填空题（每题2分，共10分）1. 反应速率的定义是单位时间内反应物的_________变化量。

答案：消耗2. 反应工程中，反应器的容积效率是指单位体积反应器内每小时转化的_________量。

答案：反应物3. 阿伦尼乌斯方程中，活化能Ea与反应速率常数k的关系是k=Ae^(-Ea/RT)，其中R是_________气体常数。

答案：通用4. 在反应器设计中，为了提高反应的选择性，可以通过_________反应物浓度来实现。

答案：降低5. 反应器的热稳定性分析中，如果反应是放热的，那么增加反应器的_________可以减少副反应的发生。

答案：冷却三、简答题（每题10分，共20分）1. 简述催化剂在化学反应中的作用及其对反应速率的影响。

答案：催化剂在化学反应中的作用是降低反应的活化能，从而加速反应速率，而不影响反应的化学平衡。

催化剂通过提供一个具有较低活化能的反应路径来增加反应物分子之间的有效碰撞，使得反应更容易进行。

由于催化剂在反应过程中不被消耗，因此它可以持续地提高反应速率。

2. 描述连续搅拌釜式反应器（CSTR）和管式反应器（PBR）的主要区别及其适用条件。

化学反应工程复习题

化学反应工程复习题

一、填空题：（每空1分，共20分）1. _______是化学反应工程的基础。

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。

3. 化学反应过程按操作方法分为_______、_______、_______操作。

4. 均相反应是指___________________________________。

第一章1. 化学反应工程是一门研究“化学反应的工程问题”的科学。

2. 所谓数学模型是指：用数学式来表达各参数间的关系。

3. 化学反应器的数学模型包括：动力学方程式、物料恒算式、热量恒算式、动量恒算式和参数计算式。

4. 所谓控制体积是指：能把反应速率视作定值的最大空间。

5. 模型参数随空间而变化的数学模型称为“分布参数模型”。

6. 模型参数随时间而变化的数学模型称为“动态模型”。

7. 建立物料、热量和动量衡算方程的一般式为：累积量=输入量-输出量。

第二章1. 均相反应是指：在均一的气相或液相中进行的反应。

2. 对于反应aA + bB → pP + sS，则rP = _______rA。

3.着眼反应物A的转化率的定义式为：反应的量/反应开始的量。

4. 产物P的收率ΦP 与得率ХP和转化率xA间的关系为_________________________________________________。

5. 化学反应速率式为rA =kCCAαCBβ，用浓度表示的速率常数为kC，假定符合理想气体状态方程，如用压力表示的速率常数kP ，则kC=_______kP。

6.对反应aA + bB → pP + sS的膨胀因子的定义式为___________________。

7.膨胀率的物理意义为：反应物全部转化后系统体积的变化分率。

8. 活化能的大小直接反映了“反应速率”对温度变化的敏感程度。

9. 反应级数的大小直接反映了“反应速率”对浓度变化的敏感程度。

反应工程复习MicrosoftWord文档.doc

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一、填空题1. __________________ 化学反应过程不仅包含化学现象，同时也包含物理现象，即传递现象。

传递现象包括 . __________________ 和 _________________ 传递，再加上2.反应 + 4 r*/?的反应速率，r A = ________________ ，r= ___________3.反应A」^P」^Q，E' < E2,低温下操作可提高____________________ （P或Q）的收率，但是温度低导致_____________ 下降，从而反应器的生产强度减小。

4.________________ 和_________________ 都属于理想流动模型。

5.由于外扩散的影响，颗粒外表而上反应物浓度总是_______ 气相主体浓度，因此若反应级数为正，则7/x_1。

6.增加内扩散有效因子的方法有_______________ 催化剂颗粒尺、I， ___________ 催化齐撤孔容和孔半径。

答" 动量,热量，质量，化学反应1 driA1 dm V dt ViV dtP ，反应速率活塞流，全混流小于，或-<1 减小，增大一、填空题1.转化率、收率和选择性三者的关系_________________________ 。

A 4 尸（主）r p = k.c^2.平行反应V\ 反应物A的转化速率r Q 二k2C A3.对于连串反应，在相同的转化率下，间歇釜的收率总是_______ （填大于或小于）连续釜，而且差异程度与主副反应级数的相对大小有关。

4.当Z 4oo吋，停留时间分布函数= ,分布函数与密度函数的关系为5.活塞流模型3= ______ （72e= ______6.梯尔模数0表示__________________ 与 ____________________ 的相对大小，0值越大，内扩散影响_____________ o7.气体分子在固体催化剂微孔屮扩散时，当___________________ 时，孔内扩散属正常扩散，当_______________ 时，孔闪扩散属努森扩散。

化学反应工程复习题答案

化学反应工程复习题答案

化学反应工程复习题答案1. 反应速率定律的表达式是什么？答案：反应速率定律表达式为 \( r = k[A]^m[B]^n \)，其中 \( r \) 表示反应速率，\( k \) 为速率常数，\( [A] \) 和 \( [B] \) 分别为反应物 A 和 B 的浓度，\( m \) 和 \( n \) 为反应级数。

2. 什么是均相反应和非均相反应？答案：均相反应是指反应物和产物在同一相中进行的反应，例如气体与气体或液体与液体之间的反应。

非均相反应则是指反应物和产物存在于不同相中，例如固体与气体或液体之间的反应。

3. 催化剂对反应速率有何影响？答案：催化剂能够降低反应的活化能，从而提高反应速率，但催化剂本身在反应过程中不被消耗。

4. 描述一下反应器的类型及其特点。

答案：常见的反应器类型包括间歇反应器、连续搅拌釜式反应器（CSTR）和管式反应器。

间歇反应器适用于小规模生产，操作周期性；CSTR适用于需要连续操作且反应物浓度变化不大的情况；管式反应器则适用于具有较大体积和较长停留时间的反应。

5. 什么是反应器的停留时间分布？答案：停留时间分布（RTD）是指反应物在反应器中停留的时间分布情况。

它反映了反应器内部物料流动特性，对于反应器的设计和操作具有重要意义。

6. 描述一下反应器设计中的物料平衡和能量平衡。

答案：物料平衡是指在反应器中，进入反应器的反应物总量等于离开反应器的反应物总量加上在反应器中消耗的反应物总量。

能量平衡则是指反应器中输入的热量等于输出的热量加上反应过程中产生或消耗的热量。

7. 什么是反应器的热稳定性？答案：反应器的热稳定性是指在反应过程中，反应器内部温度能够保持在安全范围内，不会因为反应热的产生或消耗而导致温度失控。

8. 描述一下反应器的放大过程。

答案：反应器的放大过程是指将实验室规模的反应器设计放大到工业生产规模的过程。

这一过程需要考虑反应器的几何相似性、流体力学相似性以及热传递和质量传递的相似性。