、填空题
质量传递、热量传递、动量传递和化学反应称为三传一反 . 物料衡算和能量衡算的一般表达式为输入 -输出 =累积。
着眼组分 A 转化率 x A 的定义式为 x A =(n A0-n A )/n A0。 总反应级数不可能大于 3。
反应速率 -r A =kC A C B 的单位为 kmol/m 3· h ，速率常数 k 的因次为 m 3/kmol · h 。 反应速率 -r A =kC A 的单位为 kmol/kg · h ，速率常数 k 的因次为 m 3/kg · h 。 反应速率 r A kC 1A / 2的单位为 mol/L · s ，速率常数 k 的因次为 (mol) 1/2·L -1/2·s 。
反应速率常数 k 与温度 T 的关系为 lgk 10000 10.2 ，其活化能为 mol 。
T
某反应在 500K 时的反应速率常数 k 是 400K 时的 103倍，则 600K 时的反应速率常数 k 时是 400K 时的 105
某反应在 450℃时的反应速率是 400℃时的 10 倍，则该反应的活化能为(设浓度不变) mol 。 非等分子反应 2SO 2+O 2==2SO 3的膨胀因子 SO 2 等于。 非等分子反应 N 2+3H 2==2NH 3的膨胀因子 H 2 等于–2/3。 反应 N 2+3H 2==2NH 3中( r N 2
) =1/3( r H 2
)=1/2 r NH
3
在平推流反应器中进行等温一级不可逆反应，反应物初浓度为 C A0 ，转化率为 x A ，当反应器体积增大到 n 倍
反应物 A 的出口浓度为 C A0(1-x A )n ，转化率为 1-(1-x A )n 。 在全混流反应器中进行等温一级不可逆反应，反应物初浓度为 C A0 ，转化率为 x A ，当反应器体积增大到 n 倍
反应物 A 的出口浓度为 1 x A ，转化率为 nx A 。
1 (n 1)x A 1 (n 1)x A
反应活化能 E 越大，反应速率对温度越敏感。 对于特定的活化能，温度越低温度对反应速率的影响越大。 某平行
反应主副产物分别为 P 和 S ，选择性 S P 的定义为 (n P -n P0)/(n S -n S0)。 某反应目的产物和着眼组分分别为 P 和 A 其收率 ΦP 的定义为 (n P -n P0)/(n A0-n A )。 均相自催化反应其反应速率的主要特征是随时间非单调变化，存在最大的反应
速率。 根据反应机理推导反应动力学常采用的方法有速率控制步骤、拟平衡态。 对于连续操作系统，定常态操作是指温度及各组分浓度不随时间变化。 返混的定义：不同停留时间流体微团间的混合。
平推流反应器的返混为 0；全混流反应器的返混为∞。 空时的定义为反应器体积与进口体积流量之比。
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.
倍。
10. 11. 12. 13.
14.
时， 15. 时，
16. 17.
18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26.
针对着眼组分 A 的全混流反应器的设计方程为
V
x A
F A0
r A
27. 不考虑辅助时间，对反应级数大于0 的反应，分批式完全混合反应器优于全混流反应器。
28. 反应级数>0 时，多个全混流反应器串联的反应效果优于全混流反应器。
29. 反应级数<0 时，多个全混流反应器串联的反应效果差于全混流反应器。
30. 反应级数>0 时，平推流反应器的反应效果优于全混流反应器。
31. 反应级数<0 时，平推流反应器的反应效果差于全混流反应器。
32. 对反应速率与浓度成正效应的反应分别采用全混流、平推流、多级串联全混流反应器其反应器体积的大小关系为全混流>多级串联全混流>平推流；
33. 通常自催化反应较合理的反应器组合方式为全混流+平推流。
34. 相同转化率下，可逆放热反应的平衡温度高于最优温度。
35. 主反应级数大于副反应级数的平行反应，优先选择平推流反应器。
36. 主反应级数小于副反应级数的平行反应，优先选择全混流反应器。
37. 要提高串联反应中间产物P 收率，优先选择平推流反应器。
38. 主反应级活化能小于副反应活化能的平行反应，宜采用低温操作。
39. 主反应级活化能大于副反应活化能的平行反应，宜采用高温操作。
40. 停留时间分布密度函数的归一化性质的数学表达式E(t) dt 1.0 。
41. 定常态连续流动系统，F(0)=0；F(∞ )=1。
t
42. 定常态连续流动系统，F(t)与E(t)的关系F (t) E(t )dt 。
43. 平均停留时间t 是E(t)曲线的分布中心；与E(t)的关系为t tE(t)dt 。
2 2 2
44. 方差t2表示停留时间分布的分散程度；其数学表达式为t2(t t)2E(t)dt 。
45. 采用无因次化停留时间后，E(θ)与E(t)的关系为E( ) tE(t ) 。
46. 采用无因次化停留时间后，F(θ)与F(t)的关系为F(θ )=F(t)。
47. 无因次方差与方差t 的关系为t / t 。
22
48. 平推流反应器的2=0 ；而全混流反应器的2=1。
49. 两种理想流动方式为平推流和全混流。
2
50. 非理想流动2的数值范围是0~1。
51. 循环操作平推流反应器循环比越大返混越大。
52. 循环操作平推流反应器当循环比β =0 时为平推流；当β =∞时为全混流。
53. 停留时间分布实验测定中，常用的示踪方法为脉冲示踪和阶跃示踪。
54. 脉冲示踪法根据检测到的浓度变化曲线可以直接得到E(t) 曲线。
55. 阶跃示踪法根据检测到的浓度变化曲线可以直接得到F(t) 曲线。
56. 采用脉冲示踪法测得的浓度C A(t)与E(t)的关系式为E(t)= C A(t)/C0。
57. 采用阶跃示踪法测得的浓度C A(t)与F(t)的关系式为F(t)= C A(t)/C A0。
2
58. N 个等体积全混釜串联的停留时间分布的无因次方差2=1/N。
59. 多级全混釜串联模型当釜数N=1 为全混流，当N= ∞为平推流。
tt
60. 全混流的E(t)= t1e t；F(t)= 1 e t。
61. 平推流的E(t)=0 当t t 、=∞当t t ；F(t)=0 当t t、=1当t t 。
62. 轴向分散模型中，Pe 准数越小返混越大。
63. 轴向分散模型中Peclet 准数的物理意义是代表了流动过程轴向返混程度的大小。
64. 对于管式反应器，流速越大越接近平推流；管子越长越接近平推流。
65. 为使管式反应器接近平推流可采取的方法有提高流速和增大长径比。
66. 对于平推流反应器，宏观流体与微观流体具有相同的反应结果。
67. 工业催化剂所必备的三个主要条件：选择性高、活性好和寿命长。
68. 化学吸附的吸附选择性要高于物理吸附的吸附选择性。
69. 化学吸附的吸附热要大于物理吸附的吸附热。
70. 化学吸附常为单分子层吸附，而物理吸附常为多分子层吸附。
71. 操作温度越高物理吸附越弱，化学吸附越强；
72. 在气固相催化反应中动力学控制包括表面吸附、表面反应和表面脱附。
73. 气固相催化反应本征动力学指消除内外扩散对反应速率的影响测得的动力学。
74. 气固相催化反应的本征动力学与宏观动力学的主要区别是前者无内外扩散的影响。
75. 在气固相催化反应中测定本征动力学可以通过提高气体流速消除外扩散、通过减小催化剂颗粒粒度消除内扩散。
76. 固体颗粒中气体扩散方式主要有分子扩散和努森扩散。
77. 固体颗粒中当孔径较大时以分子扩散为主，而当孔径较小时以努森扩散为主。
78. 气固相催化串联反应，内扩散的存在会使中间产物的选择性下降。
79. 气固相催化平行反应，内扩散的存在会使高级数反应产物的选择性下降。
80. Thiele 模数的物理意义反映了表面反应速率与内扩散速率之比。
81. 催化剂的有效系数为催化剂粒子实际反应速率/催化剂内部浓度和温度与外表面上的相等时的反应速率。
82. 催化剂粒径越大，其Thiele 模数越大，有效系数越小；
83. 气固相非催化反应缩核模型中气相反应物 A 的反应历程主要有三步，分别是气膜扩散、灰层扩散和表面反应。
84. 自热式反应是指利用反应自身放出的热量预热反应进料。
85. 固定床反应器的主要难点是反应器的传热和控温问题。
86. 多段绝热固定床的主要控温手段有段间换热、原料气冷激和惰性物料冷激。
87. 固定床控制温度的主要目的是使操作温度尽可能接近最优温度线。
88. 固体颗粒常用的密度有堆密度、颗粒密度和真密度，三者的关系是真密度＞颗粒密度＞堆密度。
89. 对于体积为V P 外表面积为a P的颗粒其体积当量直径为36VP /、面积当量直径为aP /、比表面当量直径
为
6a P /V P 。
90. 固定床最优分段的两个必要条件是前一段出口反应速率与下一段进口相等和每一段的操作温度线跨越最优温度线。
、计算分析题
1. 在恒容条件下，反应A+2B==R ，原料气组成为C A0=C B0=100kmol/m3，计算当C B=20kmol/m3时，计算反应转化率x A、x B 及各组分的浓度。
解：在恒容条件下：x B=(C B0-C B)/C B0=
由C A0-C A=(C B0-C B)/2 得到：C A=20kmol/m3=60kmol/m3
x A =( C A0 -C A)/ C A0=
2. 在恒压条件下，反应A+2B==R ，原料气组成为C A0=C B0=100kmol/m3，计算当C B=20kmol/m3时，反应转化率
x A、x B 及各组分的浓度。
解：δ B=(1-1-2)/2=-1; y B0=
n=n0(1+y B0δB x B)=n0
在恒压条件下：V=V0n/n0=V0
C B=n B/V= n B0(1-x B)/[V0]=C B0(1-x B)/
x B=8/9
n A0-n A=(n B0-n B)/2
x A=(n A0-n A )/n A0=(n B0-n B)/(2n A0)=(n B0-n B)/(2n B0)==4/9
3. 串联-平行反应A+B==R ，A+R==S ，原料中各组分的浓度为C A0=L，C B0=L，C R0=C S0=0，在间歇反应器中恒容操作一定时间后，得到C A=L，C R=L，计算此时组分 B 和S 的浓度。
解：在恒容条件下：Δ C A1=C B0-C B；Δ C A2=C S；C R=(C B0-C B)-C S；C A0-C A=Δ C A1+ΔC A2
4. 得到：C S=(C A0-C A-C R)/2=在间歇反应器中进行等温 2 级、1 级、0 级均相反应，分别求出转化率由0 至所需的时间与转化率由至所需时间之比。
解：在间歇反应器中：
x A2
dx A t C A0 r A
x A1 r A
0 级反应：x A1)t0~0.9
x A1t0.9~0.99
0.9 0
10 0.99 0.9
1 级反应：t
x A2
C A0
x A1
dx A
kC A0(1 x A )
k
1ln 11x xA1，t t0~0.9l l n n 1100..990.5
k 1 x A2 t 0.9~ 0.99 ln 1 0.99
2 级反应：
x A2
C A0
x A1
dx A
22
kC A20(1 x A )2
1
kC A0
1 x A
2 1 x A2
5. 在等温恒容条件下进行下列气相反应：
，t0~ 0.9
0.9~ 0.99
11
1 0.9 1 0
11
1 0.99 1 0.9
0.1
A → 2R 其反应速率方程为V1 d d n t
A k n V A，试推导：
解：(1)
n A0 dx A
V dt n A0(1 x A )
V
t
x A2
C A0
dx A
k
kC A0 (x A2
2
) δ
A =(2-1)/1=1 y A0 == n 0(1+ y A0
δ A x A )=n 0(1+
x A =2n/n 0-2=2P/P 0-2 6. 在间歇反应器中进行等温二级反应 A==B ，反应速率： r A 0.01C A 2 mol /(L s)当 C A0 分别为 1、5、10mol/L
时，分别计算反应至 C A =L 所需的时间。
解：在间歇反应器中可视为恒容反应可视为： dC A 0.01C A 2 dt A 当 C A0=1mol/L 时， t=9900s
当 C A0=5mol/L 时， t=9950s 当 C A0=10mol/L 时， t=9990s
7. 试画出反应速率常数 k 与温度 T 的关系示意图。
解：(1)反应速率常数的单位： (h ·MPa)-1 (2) n A 103
CA 10
3 1
PA 10
6 dP
A
10 3 RT dn A
P A 10 3RTC A V
A
RT
A
dt Vdt
A A
k 0.37 10 3RT 0.37 10 3 8.314 400 1.2 m 3/(kmol ·h)
9. 等温下在间歇反应器中进行一级不可逆液相分解反
应 A==B+C ，在 5min 内有 50% 的 A 分解，要达到分解
率
为 75% ，问需多少反应时间若反应为 2 级，则需多少反应时间
C A0=L ， C B0=L ，经过 1 小时后可测得反应速率最大值，求该温度下的反应速率常数 k 。
反应速率最大时：
d( r
A )
k(1 2C A )dC
A 0，得到 C A =L dt A dt
若速率式写成 r A
2)
dn A Vdt
kC A 2 kmol/(m 3· h)，试问此反应的速率常数为多少
解：一级反应： x
A
1
k 1
ln(1 x A )
二级反应：
x
A
t C A
dx A
1 ?
x A
t C
A0 2 2 ?
kC A0 (1 x A )
kC
A0 1 x A
10. 液相自催化反应 A==B 的速率方程为
r A
dC A
dt
kC A C B mol/(L · h)，在等温间歇釜中测定反应速率，
解： C B =C A0+C B0-C A =1- C A r A
dC A
dt
kC A (1 C A ) E
解： k k 0e RT
lnk 与 1/T 作图
为
某气相恒容反应在 1)试问反应速率常数的单位是什么(
t C
A0
dx A kC A0 (1 x
A
) 1
ln 1
k 1 x A
对反应速率式积分得到 kt ln (1 C A )C A0
C A (1 C A0)
11. 对于气相反应： A → 3P 其反应速率方程为 -r A =kC A ，试推导在恒容条件下以总压 P 表示的反应速率方程。假
定原料为 50%A 和 50%惰性组分，气体符合理想气体。
dx
解：在恒容条件下 r A C A0 dx A kC A0(1 x A )
dt
δ
A =(3-1)/1=2 y A0==n 0(1+y A0δ
A x A )=n 0(1+x A )
x A =n/n 0-1=P/P 0-1
12. 对于气相反应： A →3P 其反应速率方程为 -r A =kC A ，在一平推流反应器中进行等温恒压反应。已知反应器体 积
为 V ，原料体积流量为 v 0，初始浓度为 C A0。试推导：其反应器设计方程，并以 A 组分转化率 x A 表示成易积
分的形式。假定原料为纯 A ，气体符合理想气体。 解： δ A =(3-1)/1=2 y A0=1
等温恒压： v=v 0(1+y A0δA x A )=v 0(1+2x A )
13. 在一全混流反应器中进行下列一级不可逆串联反应：
k 1
k 2
A P S
目的产物为 P ，反应器体积为 V ，体积流量为 v 0，进料为纯 A 组分，浓度为 C A0 。 (1) 各组分的浓度表达式；
(2) 导出产物 P 的总收率、选择性表达式；
(3) 导出产物 P 浓度达到最大所需的空时，即最优空时。 解：全混流反应器中对 A 组分作物料衡算 对 P 组分作物料衡算：
P 的浓度达到最大需满足： dC P 0得到最优空时： d 14. 某一级气相反应 A==2P ，反应速率常数 k=，按下列
条件进行间歇恒容反应， 1min 后反应器内的总压为多少 反应条件： (1)1atm 纯 A ； (2)10atm 纯 A ；(3)1atmA 和
9atm 惰性气体。
解：一级反应：
dx
A
k(1 x A ) x A 1 e kt 1 e 0.5 0.393
δ
A =(2-1)/1=1 n=n 0(1+δ
A y A0x A )=n 0(1+y A0x A )P=P 0(1+y A0x A )
(1) 1atm 纯 A ： y A0=1P=P 0(1+y A0x A )= (2) 10atm 纯 A ：y A0=1P=P 0(1+y A0x A )= (3) 1atmA 和 9atm 惰性气体： y A0==P 0(1+y A0x A )=
15. 某二级液相反应 A+B==C ，已知在间歇全混釜反应器中达到 x A =需反应时间为 10min ，问：( 1)在平推流反
，代入数据得到 k=(mol · h)
P 的总收率： Φ P
n P n P0 n A0 n A C P C A0 C A
1 1 k 2
P 的总选择性： S P
n P n P0 n S n S0
C P 1 C S k 2
应器中进行时，空时τ为多少（ 2）在全混流反应器中进行时，空时τ为多少（ 3）若在两个等体积串联全混流反
应器中进行时，空时τ又为多少
由试差法计算得到：τ =
16. 自催化反应 A+R → 2R 其速率方程为： -r A =kC A C R
（ 1） 在等温条件下进行反应，已知 C A0 和 C R0 ，要求最终转化率为 的理想反应器组合方式；
（ 2） 此最小反应器总体积表达式；
（ 3） 在 F A0/（-r A ）～ x A 图上表示各反应器的体积。 解：（1）最合适的理想反应器组合方式：全混釜反应器串联平推流反应器 （2）反应速率最大点是两个反应器的分界点。
C A +C R =C A0+C R0C R =C A0+C R0-C A =C M -C A
反应速率最大时， d(-r A )/dt=0C A = ①若 C Af ≥， 即
x Af
C A0 C R0 ，
2C A0
仅用一个全混釜即可
②若 C Af ＜， 即
x Af
C A0 C R0
2C A0
全混釜体积：
V m v 0(C A0 C A )
2 (2C A0 C M )
2v
2 (C A0 C R0 )
kC A C R
kC M
k(C A0 C R0 )2 A0 R0
平推流体
积：
V P
C
Af
Af
dC A v 0
V P
ln
C R0 C A0x Af
v 0
0.5C M kC A C R
k(C A0 C R0)
C A0
(1 x Af )
V=V m +V P
解：
dC A
dt
kC A 2 kC A
1）在平推流反应器中：
1
?
x A
1
0.99 10min
kC A0
1 x A
9.9 1 0.99
2）在全混流反应器中：
x A 0.99 kC A0(1 x A )2 9.9 (1 0.99)2
1000 min
3）两个等体积串联全混流反应器中：
第一个釜 0.5
kC A0(1 x A1)2
第二个釜 0.5
x A2 kC A0(1
x A1 x A2)
x Af 。为使反应器体积最小。 ：最合适
1? x A 1 0.99 9.9
t 1 x A 10 1 0.99
x Aout
17. 对于反应速率方程为 r A kC A n 的液相反应，为达到一定的生产能力，试讨论当
何选择型式（平推流或全混流）使反应器体积最小，并简单说明理由，并在 F A0 ~ x A 图上表示反应器的体积。 r A 解：当 n=0 时，反应速率与反应物浓度无关，故与反应器型式无关。
当 n > 0 时，反应速率与反应物浓度呈正效应，而平推流反应器的浓度水平明显高于全混流型式，故选择平 推流反应器。
当 n < 0 时，反应速率与反应物浓度呈负效应，而平推流反应器的浓度水平明显高于全混流型式，故选择全 混流反应器。
19. 等温二级反应，依次经过体积相等的平推流反应器和全混流反应器，出口转化率为，若将两个反应器改换次
序，问出口转化率为多少
将平推流反应器 +全混流反应器时的条件代入，计算得到： kC A0τ = 全混流反应器 +平推流反应器：先计算全混流出口 x A = 全混流出口 x A 就是平推流进口 x A ，计算平推流出口 x A =
20. 等温一级反应，依次经过体积相等的平推流反应器和全混流反应器，出口转化率为，若将两个反应器改换次
序，问出口转化率为多少
x Aout
全混流：
k
x Aout x Ain
n >0、 n=0 和 n < 0 时，如
)A
n=0
A
=P ，活F 化能 V p ，如改为全混流反应器，其体积为 为多少（ 2）若 V m /V p =1，则全混流反应x A 器的操作温度应为多少 能为 83140J/ mol ，在平推
行反应，反应温度为 420K ，反应器体积为
）若反应操作温度相同，则 V m /V p 之值应
解：（1）V m
F A0
kC A0 ? x
A V P
1 x A
ln
1 1 x A 2）V m /V p =1，同样得到：
k m
k P
x A
1 x A
/ln 1
x A
2.94
E
k 0e
RTm
k p
k 0e
RT
p e R (
TP
T m
)
2.94代入数据得到： T m =440K
解：等温二级反应得到，平推流 kC A0
1
x Aout
1 1 x Ain
全混流： kC A0
x Aout x Ain
(1 x Aout ) 2
解：等温一级反应得到，平推流 k
ln
x Ain
)
n > 0
18.
V m ，为达到相同
的
kC A0
将平推流反应器 +全混流反应器时的条件代入，计算得到： k τ=
全混流反应器 +平推流反应器：先计算全混流出口 x A = 全混流出口 x A 就是平推流进口 x A ，计算平推流出口 x A =
21. 液相二级不可逆反应 A+B==C ，C A0=C B0，在平推流反应器进行试验，当 τ=10min 时 x A =，问在相同温度下 为达
到相同转化率，采用（ 1）在全混流反应器中进行时，空时τ为多少（ 2）若在两个等体积串联全混流反应器
中进行时，空时τ又为多少
22. 在恒温恒容下进行下式所示的自催化反应： A+R → 2R ，其速率方程为
r A kC A C R ，初始浓度分别为 C A0和
C R0 ，试推导其在间歇釜中达到最大反应速率时的时间和 A 组分的浓度，若采用连续操作，应采用何种理想反 应器
组合方式，可使反应器总体积最小，并用示意图进行表示。
23. 平行反应：
反应器；（2）全混流反应器。
26. 试分别在图上画出下列流动模型的停留时间分布函数 F （t ） 和停留时间分布密度函数 E （t ）曲线：
举出与它有相同停留时间分布的另一种流动模型，这说明了什么问题。
27. 液相反应
何选择操作温度
28. 试采用脉冲示踪法推导全混流反应器的停留时间分布函数和分布密度函数
30. 画出平推流反应器、全混流反应
器、平推流和全混流反应器串联及①
全混流和平推流反应器串联的停留时间分 布密度函数 E （t ） 和分布函数 F （t ） 31. F （θ ）和 E （θ ）分别为闭式流动反应器的无因次停留时间分布函数和停留时间分布密度函数。 （1）若反应器
为平推流反应器，试求：
(a)F(1)；(b)E(1)；(c)F ；(d)E ；(e)E
Pr P =1 Sr S =2C A Tr T =C A 2
其中 P 为目的产物，在等温操作中，证明：采用全混流反应器最大产物浓度
C Pmax =C A0；采用平推流反应器最大产物浓度 C Pmax =/（1+C A0）。
k 1
k 2
24. 等温一级不可逆串联反应 A R S ，进料为纯 A 浓度为 C A0 ，
连续操作空时为τ，试分别推导出反应器出口各组分的浓度： （ 1）平推流
25. 等温一级不可逆平行反应： 进料
为纯 A 浓度为 C A0，连续操作空 的浓度：（ 1）平推流反应器； （2）全
Pr P =k 1C A Sr S =k 2C A
时为τ， 试分别推导出反应器出口各组分 混流反应器。
A+B
R （主反应 ）r R =
从有利于产品分布的观点， 1）将下列操作方式按优→劣
S （副反应 ）r S =
顺序排列，并说明理由。 2）若反应活化能 E 1>E 2，应如
29. 试采用阶跃示踪法推导全混流反应器的停留时间分布函数和分布密度函数。
(2)若反应器为全混流反应器，试求： (a)F(1)；(b)E(1)；(c)F ；(d)E ；(e)E (3)若反应器为一非理想反应器，试求：
(a)F(∞)；(b)E(∞)；(c)F(0)；(d)E(0)；(e) E( )d( ) ；(f) E( )d( ) 00
32. 丁烯在某催化剂上反应的到丁二烯的总反应为
C 4H 8(A)==C 4H 6(B)+H 2(C) 假设反应按如下步骤进行： A+ σ A σ A σ B σ+C
B σ B+ σ 假定符合均匀吸附模型，试分别推导动力学方程：
1) A 吸附控制； 2) B 脱附控制；
3)
表面反应控制。
33. 乙炔与氯化氢在 HgCl 2- 活性炭催化剂上合成氯乙烯的反应 C 2H 2(A)+HCl(B)==C 2H 3Cl(C) 其动力学方程式可有如下几种形式： 2
K A p A K B p B K C p C )
(1)r k(p A p B p C /K)/(1
(2) r
kK A p A p B /(1 K A p A
K B p B )
(3) r
kK B p A p B /(1
K B p B
K C p C )
试分别列出反应机理和控制步骤
34. 气固相催化反应： A+B==C ，其反应机理如下：
A+ σ A σ B+ σ B σ A σ +B C σ C σ C+ σ
假定符合 Langmuir 均匀吸附模型，试分别推导动力学方程：
1) A 吸附控制； 2)
C 脱附控制；
3)
表面反应控
制。
35. 在气固相催化剂表面进行下列气相可逆反应：
A+B==R
其反应机理为：
A+
σ
1
＝A σ 1
B+σ2＝ B σ2
A σ1+
B σ2→R σ1+σ 2( 速率控制步骤 ) R σ 1＝R+σ 1
试用 Langmuir 均匀吸附模型导出该反应的本征动力学方程。
36. 某气固相催化反应： A==R ，其动力学方程式为
r A kK A p A /(1 K A p A K R p R ) (以催化剂质量为基准)
试导出平推流式的等温积分反应器中转化率 x A 与 W/F A0 的关系式
37. 试列出气固相催化反应通常所经历的步骤，并区分动力学控制和传递控制。
38. 试叙述气固相催化反应中 Thiel 模数 φs 和有效系数 η的物理意义； 对于本征动力学的测定应如何消除内外扩
散的影响。
39. 某非催化气固相反应： A(g)+2B(s)==R(g)+S(s) ，假定固体反应物为球型颗粒，若过程为气膜扩散控制，试采
用缩核模型推导其动力学方程(
t 与 x B 的关系)。提示：气膜扩散方程： S 1R d d n t
A
k G (C AG C AS )；n B =ρ
m V c =
r c m
3
40. 某非催化气固相反应： A(g)+2B(s)= =R(g)+S(s) ，假定固体反应物为球型颗粒，若过程为非反应核表面反应控
制，试采用缩核模型推导其动力学方程
(t 与 x B 的关系)。提示：表面反应：
1 dn
A
k s C AS ；n B =ρm V c = 4
r c 3 m
S r dt 3
c
41. 试列出气固相非催化反应中缩核模型的反应历程，并说明与缩粒模型的差别。
为提高放大的可靠性， 应如何应用反应工程知识对系统进行研
究。
(
1) 以 A 组分转化率 x A 表示的反应速率方程；
43. 在全混流反应器中进行不可逆放热反应，其放热 图所示： 试 (1) 指明稳定的定常态操作点，写出热稳定性的判 中如何进行开、停车操作，并在图中画出。 和移热线如下
44. 采用中间冷却的三段绝热固定床进行气固相催化 各条线的名称，根据最优分段的要求画出整个过程的 45. 一 级 T
据；(2)实际生产
反应，标明图中 操作线。
出 主气
粒内
反 应 物
主 体膜
体 C Ag
度 分
C Ag
粒表
C Ai ；平衡
C Ag
C Ag
R p
气 膜
R p
粒内 可逆反应
A 在催 化 主 气 体膜 布。其
C Ag 面浓度 浓度为
浓 度 为
CAg
R p
A==B ，对不同控制步骤绘
粒内
剂颗粒内部与气膜中的浓
中：主体浓度为 C Ag ；颗 为 C As ；颗粒中心浓度为
C Ae 。
42. 试说明反应器设计中产生放大效应的原因；
(2) 以总压P 表示的速率方程。
假定原料组分为50%A 和50%惰性气体，气体为理想气体。
化学反应工程考试总结 一、填空题： 1.所谓“三传一反”是化学反应工程学的基础，其中“三传”是指质 量传递、热量传递和动量传递，“一反”是指反应动力学。 2.各种操作因素对于复杂反应的影响虽然各不相同，但通常温度升 高有利于活化能高的反应的选择性，反应物浓度升高有利于反应级数大的反应的选择性。 3.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 入方法为脉冲示踪法和阶跃示踪法。 4.在均相反应动力学中，利用实验数据求取化学反应速度方程式的 两种最主要的方法为积分法和微分法。 5.多级混合模型的唯一模型参数为串联的全混区的个数N ，轴 向扩散模型的唯一模型参数为Pe（或Ez / uL）。 6.工业催化剂性能优劣的三种最主要的性质是活性、选择性和稳 定性。 7.平推流反应器的E函数表达式为 , () 0, t t E t t t ?∞= ? =? ≠ ?? ，其无 因次方差2θσ= 0 ，而全混流反应器的无因次方差2θσ＝ 1 。 8.某反应速率常数的单位为m3 / (mol hr )，该反应为 2 级 反应。 9.对于反应22 A B R +→，各物质反应速率之间的关系为 (-r A)：(-r B)：r R＝ 1：2：2 。
10.平推流反应器和全混流反应器中平推流更适合于目的产 物是中间产物的串联反应。 →+，则其反应速率表达式不能确11.某反应的计量方程为A R S 定。 12.物质A按一级不可逆反应在一间歇反应器中分解，在67℃时转化 50％需要30 min, 而在80 ℃时达到同样的转化率仅需20秒，该反应的活化能为 3.46×105 (J / mol ) 。 13.反应级数不可能（可能/不可能）大于3。 14.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 器时主要考虑反应器的大小；而对于复合反应，选择反应器时主要考虑的则是目的产物的收率； 15.完全混合反应器（全混流反应器）内物料的温度和浓度均一， 并且等于（大于/小于/等于）反应器出口物料的温度和浓度。 二.单项选择 10.(2) B 1、气相反应CO + 3H2CH4 + H2O进料时无惰性气体，CO与2H以1∶2 δ=__A_。 摩尔比进料，则膨胀因子CO A. -2 B. -1 C. 1 D. 2 2、一级连串反应A S P在间歇式反应器中，则目的产物P C___A____。 的最大浓度= max ,P
一、单项选择题： （每题2分，共20分） 1．反应器中等温进行着A →P(1)和A →R(2)两个反应，当降低A 的浓度后，发现反应生成P 的量显著降低，而R 的生成量略降低，表明(A ) A ．反应(1)对A 的反应级数大于反应(2) B ．反应(1) 对A 的反应级数小于反应 (2) C ．反应(1)的活化能小于反应(2) D ．反应(1)的反应速率常数大于反应(2) 2.四只相同体积的全混釜串联操作，其无因次停留时间分布的方差值2θσ为( B ) A ． 1.0 B. 0.25 C ．0.50 D ．0 3．对一平行—连串反应R A Q P A ?→??→??→?) 3()2()1(，P 为目的产物，若活化能次序为：E 2
4?从反应器停留时间分布测定中 ，求得无因次方差「二 _ 0.98 ，反应器可视为 XXX 大学 化学反应工程 试题B （开）卷 （答案）2011 — 2012学年第一学 期 一、单项选择题： （每题2分，共20分） 1.反应器中等温进行着 A T P （1）和A T R （2）两个反应，当降低 A 的浓度后，发现反 应生成P 的量显著降低，而 R 的生成量略降低，表明 （） A .反应（1）对A 的反应级数大于反应 （2） B .反应（1）对A 的反应级数小于反应 C .反应（1）的活化能小于反应 （2） D .反应（1）的反应速率常数大于反应 2 一为（） 2?四只相同体积的全混釜串联操作，其无因次停留时间分布的方差值 A . 1.0 B. 0.25 C . 0.50 A （1） > A ⑶ > D . 0 P —-(2)， Q 3. 对一平行一连串反应 为了目的产物的收率最大， A .先高后低 B.先低后高 C .高温操作 4. 两个等体积的全混流反应器进行串联操作， 与第二釜的反应速率-広2之间的关系为（ A . -r Ai > -r A2 B . -r Ai 则最佳操作温度序列为（ ,P 为目的产物，若活化能次序为：E 2 《化学反应工程》试题 XXX大学化学反应工程试题B（开）卷 （答案）2011—2012学年第一学期 一、单项选择题：（每题2分，共20分） 1．反应器中等温进行着A→P(1)和A→R(2)两个反应，当降低A的浓度后，发现反应生成P的量显著降低，而R的生成量略降低，表明(A ) A．反应(1)对A的反应级数大于反应(2) B．反应(1) 对A的反应级数小于反应(2) C．反应(1)的活化能小于反应(2) D．反应(1)的反应速率常数大于反应(2) 2.四只相同体积的全混釜串联操作，其无因次停留时间分布的方差值为( B ) A． 1.0 B. 0.25 C．0.50 D．0 3．对一平行—连串反应，P为目的产物，若活化能次序为：E2 化学反应工程原理 一、选择题 1、气相反应 CO + 3H 2 CH 4 + H 2O 进料时无惰性气体，CO 与2H 以1∶2摩尔比进料， 则膨胀因子CO δ=__A_。 A. -2 B. -1 C. 1 D. 2 2、一级连串反应A S K 1 K 2 P 在间歇式反应器中，则目的产物P 的最大浓度=m ax ,P C ___A____。 A. 1 22 )(210K K K A K K C - B. 2 2/1120 ]1)/[(+K K C A C. 122 )(120K K K A K K C - D. 2 2/1210]1)/[(+K K C A 3、串联反应A → P （目的）→R + S ，目的产物P 与副产物S 的选择性 P S =__C_。 A. A A P P n n n n --00 B. 0 A P P n n n - C. 0 0S S P P n n n n -- D. 0 0R R P P n n n n -- 4、全混流反应器的容积效率η=1.0时，该反应的反应级数n___B__。 A. ＜0 B. =0 C. ≥0 D. ＞0 5 、对于单一反应组分的平行反应A P(主) S(副)，其瞬间收率P ?随A C 增大而单调下降，则最适合的反应器为 ____B__。 A. 平推流反应器 B. 全混流反应器 C. 多釜串联全混流反应器 D. 全混流串接平推流反应器 6、对于反应级数n ＞0的不可逆等温反应，为降低反应器容积，应选用____A___。 A. 平推流反应器 B. 全混流反应器 C. 循环操作的平推流反应器 D. 全混流串接平推流反应器 7 、一级不可逆液相反应 A 2R ，3 0/30.2m kmol C A =， 出口转化率 7.0=A x ，每批操作时间 h t t 06.20=+，装置的生产能力为50000 kg 产物R/天，R M =60，则反应器的体积V 为_C_3 m 。 A. 19.6 B. 20.2 C. 22.2 D. 23.4 8、在间歇反应器中进行等温一级反应A → B ， s l mol C r A A ?=-/01.0，当l mol C A /10=时，求反应至 l mol C A /01.0=所需时间t=____B___秒。 A. 400 B. 460 C. 500 D. 560 9、一级连串反应A → P → S 在全混流釜式反应器中进行，使目的产物P 浓度最大时的最优空时 = opt τ_____D__。 A. 1 212) /ln(K K K K - B. 1 221)/ln(K K K K - C. 2 112)/ln(K K K K D. 2 11K K 10、分批式操作的完全混合反应器非生产性时间0t 不包括下列哪一项____B___。 1.化学反应工程是一门研究______________的科学。 2.化学反应速率式为β α B A C A C C K r =-，如用浓度表示的速率常数为C K ，用压力表示的速率常数 P K ，则C K =_______P K 。 3. 平行反应 A P(主) S(副)均为一级不可逆反应，若主E ＞副E ，选择性S p 与_______无关，仅是_______的函数。 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.对于恒容的平推流管式反应器_______、_______、_______一致。 6.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_______。 7.流体的混合程度常用_______、_______来描述。 8.催化剂在使用过程中，可能因晶体结构变化、融合等导致表面积减少造成的_______失活，也可能由于化学物质造成的中毒或物料发生分解而造成的_______失活。 9.对于多孔性的催化剂，分子扩散很复杂，当微孔孔径在约_______时，分子与孔壁的碰撞为扩散阻力的主要因素。 10.绝热床反应器由于没有径向床壁传热，一般可以当作平推流处理，只考虑流体流动方向上有温度和浓度的变化，因此一般可用_______模型来计算。 11.对于可逆的放热反应，存在着使反应速率最大的最优温度opt T 和平衡温度eq T ，二者的关系为______________。 12.描述流化床的气泡两相模型，以0U 的气速进入床层的气体中，一部分在乳相中以起始流化 速度mf U 通过，而其余部分_______则全部以气泡的形式通过。 13.描述流化床的数学模型，对于气、乳两相的流动模式一般认为_______相为平推流，而对_______相则有种种不同的流型。 14.多相反应过程是指同时存在_______相态的反应系统所进行的反应过程。 II.1.一级连串反应A → P → S 在全混流釜式反应器中进行，使目的产物P 浓度最大时的最优 空时 = opt τ_______。 A. 1212)/ln(K K K K - B. 1221) /ln(K K K K - C. 2 112)/ln(K K K K D. 211K K 2.全混流反应器的容积效率η小于1.0时，且随着A χ的增大而减小，此时该反应的反应级数n_______。 A. ＜0 B. =0 C. ≥0 D. ＞0 3.当反应级数n_______时，微观流体具有比宏观流体高的出口转化率。 A. =0 B. =1 C. ＞1 D. ＜1 4.轴向分散模型的物料衡算方程的初始条件和边界条件与_______无关。 A. 示踪剂的种类 B. 示踪剂的输入方式 C. 管内的流动状态 D. 检测位置 5.对于气-液相反应几乎全部在液相中进行的极慢反应，为提高反应速率，应选用_______装置。A. 填料塔 B. 喷洒塔 C. 鼓泡塔 D. 搅拌釜 6.催化剂在使用过程中会逐渐失活，其失活速率式为d m i d C k dt d ψψ =- ，当平行失活对反应物有强内扩散阻力时，d 为_______。 《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。 8、多釜串联反应器的图解法计算原理。 第七章化学反应过程的优化 1、简单反应过程平推流反应器与全混流反应器的比较及反应器形式的选择。 2、多釜串连反应器串连段数的选择分析。 3、自催化反应反应器的选型分析。 4、可逆放热反应速率随温度的变化规律，平衡温度和最优温度的概念。 5、平行反应选择率的温度效应及浓度效应分析，反应器的选型，操作方式的确定。 6、串连反应影响选择率和收率的因素分析，反应器的选型及操作方式的确定。 7、平推流与全混釜的组合方式及其计算。 第八章气固相催化反应过程的传递现象 1、气固相催化反应的全过程及特点。 2、等温条件下催化剂颗粒的外部效率因子的定义。 3、外扩散、内扩散对平行反应、连串反应选择性的影响分析。 4、气体流速对外扩散的影响分析。 5、等温条件下催化剂颗粒的内部效率因子的定义。 1.化学反应过程按操作方法分为_______、______、_______操作。（分批式操作、连续式操 作、半间歇式） 2.反应器的型式主要为（釜）式、（管）式、（塔）式、（固定）床和（流化）床。 3.理想流动模型是指（平推流）模型和（全混流）模型。 5.间歇釜式反应器有效体积不但与（反应时间）有关，还与（非生产时间）有关。 6.对于平行反应，提高反应物浓度，有利于（级数高）的反应，降低反应物浓度有利于（级数低）的反应。化工生产中应用于均相反应过程的化学反应器主要有（釜式）反应器和（管式）反应器。 7.平行反应均为一级不可逆反应，若＞，选择性S p与_______无关，仅是_______的函数。（浓度、温度）主-副大于0，是吸热反应！ 8.如果平行反应均为一级不可逆反应，若＞，提高选择性应____ _。(提高温度) 9.理想反应器是指_______、_______。[理想混合（完全混合）反应器、平推流（活塞流或挤出流）反应器] 8.全混流反应器的返混_______。（最大）平推流反应器的返混为_______。（零） 9.对于循环操作的平推流反应器，当循环比β→0时为_______反应器，而当β→∞时则相当于_______反应器。 10.反应器物料的停留时间的分布曲线是通过物理示踪法来测定的，根据示踪剂的输入方式不同分为_______、_______、_______。（脉冲法、阶跃法、周期示踪法） 11.平推流管式反应器时，E（t）=_______。（∞） 12.平推流管式反应器时，E（t）=_______。（0） 13.平推流管式反应器时，F（t）=_______。（1） 14.平推流管式反应器＜时，F（t）=_______。（0） 15.平推流管式反应器其E（θ）曲线的方差_______。（0） 16.平推流管式反应器其E（t）曲线的方差_______。（0） 17.全混流反应器t=0时E（t）=_______。（） 18.全混流反应器其E（θ）曲线的方差_______。（1） 19.全混流反应器其E（t）曲线的方差_______。（） 20.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） 21.气体在固体表面上的吸附中物理吸附是靠_______结合的，而化学吸附是靠_______结合的。（范德华力、化学键力） 22.气体在固体表面上的吸附中物理吸附是_______分子层的，而化学吸附是_______分子层的。（多、单） 23.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_______和_______的影响。（内扩散、外扩散） 24.催化剂在使用过程中，可能因晶体结构变化、融合等导致表面积减少造成的_______失活，也可能由于化学物质造成的中毒或物料发生分解而造成的_______失活。（物理、化学） 25.催化作用的本质是参与反应（历程），降低反应（活化能），提高反应（速度），因而 在工业化生产时能提高（生产能力）、降低（能量消耗）。 26催化剂“三性”是指（活性）、（选择性）和（寿命）。 27.催化作用与热力学无关，因此催化剂不能催化（在热力学上不可能发生的反应）；催化剂不能改变（化学平衡）。 28.催化剂失活的主要原因有（化学失活）、（物理失活）和（结构变化）。 29.凡是流体通过不动的固体物料所形成的床层而进行反应的装置都称作_______。（固定床反应 二、填空题（每题5分，共30分） 1．一不可逆反应，当反应温度从25℃升高到35℃时，反应速率增加一倍，则该反应的活化能为 52894 J ／mol 。 解：mol J E E T T R E k k /528942ln )308 12981(314.82ln )11(ln 2 112=∴=-==-=， 2．一气固催化反应R B A →+，若本征反应速率方程为： 则该反应可能的反应机理为 σ R R σσR σB σA σB σ σB A σ σA S k +?+?→?+?+?+） 此步为速率控制步骤 ( 222 3．间歇釜反应器中进行如下反应： P A → (1) －r A1 ＝k 1C A a1 S A → (2) －r A2=k 2C A a2 在C A0和反应时间保持不变下，降低反应温度，釜液中C P /C S 增大，表明活化能E1与E2的相对大小为 E1 《化学反应工程》期末考试试题及答案 ————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期： 一、单项选择题： （每题2分，共20分） 1．反应器中等温进行着A →P(1)和A →R(2)两个反应，当降低A 的浓度后，发现反应生成P 的量显著降低，而R 的生成量略降低，表明(A ) A ．反应(1)对A 的反应级数大于反应(2) B ．反应(1) 对A 的反应级数小于反应 (2) C ．反应(1)的活化能小于反应(2) D ．反应(1)的反应速率常数大于反应(2) 2.四只相同体积的全混釜串联操作，其无因次停留时间分布的方差值2 θσ为( B ) A ． 1.0 B. 0.25 C ．0.50 D ．0 3．对一平行—连串反应R A Q P A ?→??→??→?) 3()2()1(，P 为目的产物，若活化能次序为：E 2 化学反应工程试卷 TYYGROUP system office room 【TYYUA16H-TYY-TYYYUA8Q8- 《化学反应工程》试卷2 一、填空题（每空1分，共20分） 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、化学反应速率式为βαB A C A C C K r =-，如用浓度表示的速率常数为C K ，用压力表示的 速率常数P K ，则C K =)()(βα+RT P K 。 3、平行反应A P(主) S(副)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。 4、对于反应级数n ＞0的反应，为降低反应器容积，应选用 平推流 反应器为宜。 5、对于恒容的平推流管式反应器 平均停留时间、反应时间、空时 一致。 6、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_。 7、流体的混合程度常用 调匀度S 、 流体的混合态 来描述。 8、催化剂在使用过程中，可能因晶体结构变化、融合等导致表面积减少造成的_物理 失活，也可能由于化学物质造成的中毒或物料发生分解而造成的_化学_失活。 9、对于多孔性的催化剂，分子扩散很复杂，当微孔孔径在约 _时，分子与孔壁的碰 撞为扩散阻力的主要因素，这种扩散称为 努森扩散 。 10、绝热床反应器由于没有径向床壁传热，一般可以当作平推流处理，只考虑流体流 动方向上有温度和浓度的变化，因此一般可用拟均相一维模型来计算。 11、对于可逆的放热反应，存在着使反应速率最大的最优温度 opt T 和平衡温度eq T ，二者的关系为___1212ln E E E E R T T T T opt eq opt eq -=?-___________。 12、多相反应过程是指同时存在 两个或更多 相态的反应系统所进行的反应过 程。 13、 三传一反 是化学反应工程的基础。 14、描述流化床的气泡两相模型，以 0U 的气速进入床层的气体中，一部分在乳相中以起始流化速度mf U 通过，而其余部分mf U U -0则全部以气泡的形式通过。 化学反应工程试卷 I.填空题 1.(1)化学反应工程是一门研究______________的科学。 2.(1) 如果平行反应A P(主) S(副)均为一级不可逆反应，若主E ＞副E ，提高选择性P S 应 _______。 3.(1)aA + bB pP + sS 对于反应，则=P r _______)(A r -。 4.(1)全混流反应器的移热速率r Q =______________。 5.(1)全混流反应器的返混_______。 6.(1) 介于非凝集态与完全凝集态之间的混合态称为_______。 7.(1)在轴向分散模型中，模型的唯一参数彼克莱准数愈大轴向返混程度就_______。 8.(1)气-固相催化反应的内扩散模数=S φ_______，它是表征内扩散影响的重要参数。 9.(2)气体在固体表面上的吸附中物理吸附是靠_______结合的，而化学吸附是靠_______ 结合的。 10.(1)绝热床反应器由于没有径向床壁传热，一般可以当作平推流处理，只考虑流体流动 方向上有温度和浓度的变化，因此一般可用_______模型来计算。 11.(2)目前描述固定床反应器的数学模型可分为_______和_______的两大类。 12.(3)在流化床中为了传热或控制气-固相间的接触，常在床内设置内部构件，以垂直管最 为常用，它同时具有_______，_______并甚至_______的作用。 13.(1)描述流化床的鼓泡床模型，它相当于 mf U U /0_______时，乳相中气体全部下流的情 况，工业上的实际操作大多属于这种情况。 14.(1)双膜模型把复杂的相间传质过程模拟成_____________________的叠加，相间传质总 阻力等于双膜传质阻力的加和。 II.单项选择 1.(2)全混流反应器中有_______个稳定的定常态操作点。 A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 2.(2)一级连串反应A S K 1 K 2 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 _______。 A. 122 )(210K K K A K K C - B. 2 2/1120]1)/[(+K K C A C. 1 22 )(1 20K K K A K K C - D. 2 2/1210 ]1)/[(+K K C A 3.(2)轴向分散模型的物料衡算方程在_______式边界条件下有解析解。 专升本《化学反应工程》 一、（共80题,共160分） 1. 气相反应: 进料时无惰性气体，CO与H2以1∶2摩尔比进料，则膨胀因子=( )。（2分） .标准答案：A 2. 一级连串反应: 在间歇式反应器中，则目的产物P的最大浓度CP,max=( )。（2分） A. B. C. D. .标准答案：A 3. 串联反应（目的）目的产物P与副产物S的选择性SP=( )。（2分） A. B. C.D. .标准答案：C 4. 全混流反应器的容积效率时，该反应的反应级数n( )。（2分） A.＜0 B.=0 C. D.＞0 .标准答案：B 5. 对于单一反应组分的平行反应: 其瞬间收率随增大而单调下降，则最适合的反应器为( )。（2分） A.平推流反应器 B.全混流反应器 C.多釜串联全混流反应器 D.全混流串接平推流反应器 .标准答案：B 6. 对于反应级数n＞0的不可逆等温反应，为降低反应器容积，应选用( )。（2分） A.平推流反应器 B.全混流反应器 C.循环操作的平推流反应器 D.全混流串接平推流反应器 .标准答案：A 7. 一级不可逆液相反应: ，出口转化率xA=，每批操作时间 装置的生产能力为50000 kg产物R/天，MR=60，则反应器的体积V为( )。（2分） .标准答案：C 8. 在间歇反应器中进行等温一级反应当时，求反应至 所需时间t=( )秒。（2分） .标准答案：B 9. 一级连串反应在全混流釜式反应器中进行，使目的产物P浓度最大时的最优空时=( )。（2分） A. B. C. D. .标准答案：D 10. 分批式操作的完全混合反应器非生产性时间t0不包括下列哪一项( )。（2分） 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 .标准答案：B 11. 全混流反应器的容积效率小于时，且随着xA的增大而减小，此时该反应的反应级数n( )。（2分） A.＜0 B.=0 C.D.＞0 .标准答案：D 12. 当反应级数n( )时，微观流体具有比宏观流体高的出口转化率。（2分） A.=0 B.=1 C.＞1 D.＜1 .标准答案：D 13. 轴向分散模型的物料衡算方程的初始条件和边界条件与( )无关。（2分） A.示踪剂的种类 B.示踪剂的输入方式 C.管内的流动状态 D.检测位置 .标准答案：C 14. 对于气-液相反应几乎全部在液相中进行的极慢反应，为提高反应速率，应选用( )装置。（2分） A.填料塔 B.喷洒塔 C.鼓泡塔 D.搅拌釜 .标准答案：C 15. 催化剂在使用过程中会逐渐失活，其失活速率式为，当平行失活对反应物有强内扩散阻力时，d为( )。（2分） A. B.=1 C. D. .标准答案：C 16. 不属于气固相催化反应固定床反应器拟均相二维模型的特点是( )。（2分） A.粒子与流体间有温度差 B.粒子与流体间无温度差 C.床层径向有温度梯度 D.床层轴向有温度梯度 《化学反应工程》试题 一、填空题 1. 质量传递 、 热量传递 、 动量传递 和化学反应 称为三传一反. 2. 物料衡算和能量衡算的一般表达式为 输入-输出=累积 。 3. 着眼组分A 转化率x A 的定义式为 x A =(n A0 -n A )/n A0 。 4. 总反应级数不可能大于 3 。 5. 反应速率-r A =kC A C B 的单位为kmol/m 3 ·h ，速率常数k 的因次为 m 3 /kmol ·h 。 6. 反应速率-r A =kC A 的单位为kmol/kg ·h ，速率常数k 的因次为 m 3 /kg ·h 。 7. 反应速率2 /1A A kC r =-的单位为mol/L ·s ，速率常数k 的因次为 (mol)1/2 ·L -1/2 ·s 。 8. 反应速率常数k 与温度T 的关系为2.1010000 lg +- =T k ， 其活化能为 83.14kJ/mol 。 9. 某反应在500K 时的反应速率常数k 是400K 时的103 倍，则600K 时的反应速率常数k 时是400K 时的 105 倍。 10. 某反应在450℃时的反应速率是400℃时的10倍，则该反应的活化能为（设浓度不变） 186.3kJ/mol 。 11. 非等分子反应2SO 2 +O 2 ==2SO 3 的膨胀因子2SO δ等于 -0.5 。 12. 非等分子反应N 2 +3H 2 ==2NH 3 的膨胀因子2H δ等于 –2/3 。 13. 反应N 2 +3H 2 ==2NH 3 中（2N r -）= 1/3 （2H r -）= 1/2 3NH r 14. 在平推流反应器中进行等温一级不可逆反应，反应物初浓度为C A0 ，转化率为x A ，当反 应器体积增大到n 倍时，反应物A 的出口浓度为 C A0 (1-x A )n ，转化率为 1-(1-x A )n 。 15. 在全混流反应器中进行等温一级不可逆反应，反应物初浓度为C A0 ，转化率为x A ，当反 《化学反应工程》试题 XXX 大学 化学反应工程 试题B （开）卷 （答案）2011—2012学年第一学期 一、单项选择题： （每题2分，共20分） 1．反应器中等温进行着A →P(1)和A →R(2)两个反应，当降低A 的浓度后，发现反应生成P 的量显著降低，而R 的生成量略降低，表明(A ) A ．反应(1)对A 的反应级数大于反应(2) B ．反应(1) 对A 的反应级数小于反应(2) C ．反应(1)的活化能小于反应(2) D ．反应(1)的反应速率常数大于反应(2) 2.四只相同体积的全混釜串联操作，其无因次停留时间分布的方差值2θσ为( B ) A ． 1.0 B. 0.25 C ．0.50 D ．0 3．对一平行—连串反应R A Q P A ?→??→??→?) 3() 2()1(，P 为目的产物，若活化能次序为：E 2 XXX 大学 化学反应工程 试题B （开）卷 （答案）2011—2012学年第一学期 一、单项选择题： （每题2分，共20分） 1．反应器中等温进行着A→P(1)和A→R(2)两个反应，当降低A 的浓度后，发现反应生成P 的量显著降低，而R 的生成量略降低，表明( ) A ．反应(1)对A 的反应级数大于反应(2) B ．反应(1) 对A 的反应级数小于反应(2) C ．反应(1)的活化能小于反应(2) D ．反应(1)的反应速率常数大于反应(2) 2.四只相同体积的全混釜串联操作，其无因次停留时间分布的方差值2θσ为( ) A ． 1.0 B. 0.25 C ．0.50 D ．0 3．对一平行—连串反应R A Q P A ?→??→??→?) 3() 2()1(，P 为目的产物，若活化能次序为：E 2化学反应工程期末考试试题及答案
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