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化学反应工程第四章习题doc

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第四章 非理想流动
1.停留时间分布的密度函数在t＜0时，E（t）=______。
2.停留时间分布的密度函数在t≥0时，E（t）_ _。
3.当t=0时，停留时间分布函数F（t）=_ ___。
4.当t=∞时，停留时间分布函数F（t）=_______。
5.停留时间分布的密度函数E（θ）=_____E（t）。

6.表示停留时间分布的分散程度的量2______2t。
7.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
_ 。

8.平推流管式反应器tt时，E（t）=_______。
9.平推流管式反应器tt时，E（t）=_______。
10.平推流管式反应器tt时，F（t）=_______。
11.平推流管式反应器t＜t时，F（t）=_______。
12.平推流管式反应器其E（θ）曲线的方差2_______。
13.平推流管式反应器其E（t）曲线的方差2t_______。
14.全混流反应器t=0时E（t）=_______。

15.全混流反应器其E（θ）曲线的方差2_______。
16.全混流反应器其E（t）曲线的方差2t_______。
17.偏离全混流、平推流这两种理想流动的非理想流动，E（θ）曲线的方差2为______。

18.脉冲示踪法测定停留时间分布0CCA对应曲线为_ ______。
19. 阶跃示踪法测定停留时间分布0CCA对应曲线为__ _____。
20. 非理想流动不一定是由__ _____造成的。
21. 非理想流动不一定是由返混造成的，但返混造成了_ ______。
22. 为了模拟返混所导致流体偏离平推流效果，可借助这种轴向返混与扩散过程的相似性，在__ ___的基础上
叠加上轴向返混扩散相来加以修正，并认为的假定该轴向返混过程可以用费克定律加以定量描述，所以，该模型称
为_ ______。

23. 在轴向分散模型中，模型的唯一参数彼克莱准数eP____。
24. 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___ ____。
25. 轴向分散模型的偏微分方程的初始条件和边界条件取决于采用示踪剂的_ 、 、 的
情况。
26. 轴向分散模型的四种边界条件为_ 、 、 、 __。
27. 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_ _。
28. 宏观流体混合的混合态称为_ _
29. 反应级数n=_______时微观流体和宏观流体具有相同的反应结果。
30.对于_ ___反应器，微观流体与宏观流体具有相同的反应结果。
31.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。
32.当反应级数n___ __1时，宏观流体具有比微观流体高的出口转化率。
33.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。
34.当反应级数n_ _1时，宏观流体具有比微观流体低的出口转化率。
35.脉冲示踪法测定停留时间分布对应曲线为_______。
A. E（t）曲线 B. F（t）曲线 C. I（t）曲线 D. y（t）曲线
36.阶跃示踪法测定停留时间分布对应曲线为_______。
A. E（t）曲线 B. F（t）曲线 C. I（t）曲线 D. y（t）曲线

37.平推流流动的E（t）曲线的方差2_______。
A. 0 B. 0～1 C. 1 D. ＞1

38.全混流流动的E（t）曲线的方差2_______。
A. 0 B. 0～1 C. 1 D. ＞1
39.轴向分散模型的物料衡算方程在_______式边界条件下有解析解。
A. 闭—闭 B. 开—闭 C. 闭—开 D. 开—开
40.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
41.反应级数n=_______时微观流体和宏观流体具有相同的反应结果。
A. 0 B. 0.5 C. 1 D. 2
42.当反应级数n_______时，宏观流体具有比微观流体高的出口转化率。
A. =0 B. =1 C. ＞1 D. ＜1
43.当反应级数n_______时，宏观流体具有比微观流体低的出口转化率。
A. =0 B. =1 C. ＞1 D. ＜1
44.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
45.当反应级数n_______时，微观流体具有比宏观流体低的出口转化率。
A. =0 B. =1 C. ＞1 D. ＜1
46停留时间分布密度函数E（t）的含义？
47.停留时间分布函数F（t）的含义？
48.简述描述停留时间分布函数的特征值？
49.简述寻求停留时间分布的实验方法及其分类？
50.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？
51.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？
52.简述建立非理想流动的流动模型的步骤？
53.简述非理想流动多级混合模型的特点？
54.有一管式反应装置经脉冲示踪法实验测得如下表所示的数：
0
v
=0.8 m3/min；m=80kg；

t(分) 0 2 4 6 8 10 12 14 16
CA（kg/m3） 0 6.5 12.5 12.5 10 5.0 2.5 1.0 0

试根据表列数据确定该装置的有效容积V、平均停留时间t、方差2t和2。
t
=6.187min, 2t=8.971min2 2=0.234

55. 某反应器用示踪法测其流量，当边界为开—开式时，测得082.0UlEz，在此反应器内进行一般不可逆反应，
此反应若在活塞流反应器中进行，转化率为99%，若用多釜串联模型，求此反应器的出口转化率。

56. 为了测定一闭式流动反应器的停留时间分布，采用脉冲示踪法，测得反应器出口物料中示踪剂浓度如下：
t,min 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
C(t),g/l0 0 3 5 6 6 4.5 3 2 1 0
试计算：

（1） 反应物料在该反应器中的平均停留时间t和方差2。
（2） 停留时间小于4.0min的物料所占的分率。

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《化学反应工程》(第四版)课后习题答案详解

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VR 1 V02 k 1 k 1 k1 k 2 1 2 2 2
V02 k1 k2 k1 / k2 1 2 1 1 V01 2k1 k2 2k1 / k2 1 4 1 3
1 V02 V01 3
加料速率减小到原来的1/3倍，可使转化 率达到0.5。
CA0 CB0 0.02mol/ L
2 rA kCACB 5.6CA
根据：t
x Af kCA0 (1 x Af )
3 3
当VR 1m 和2 时： (反应时间与反应体积无关） 0.95 t 169.64(min) 5.6 0.02(1 0.95)
习题3-3解答
3
（3）两个CSTR串联
VR C A0 x A1 C A0 ( x A2 x A1 ) 根据 V0 rA1 rA2
m 1 m2
C A0 x A1 C A0 ( x A2 x A1 ) kCA0 (1 x A1 )C A0 x A1 kCA0 (1 x A2 )C A0 x A2 1 ( x A2 x A1 ) ; (1 x A1 ) (1 x A2 ) x A2
x A2 0.98 x A1 0.85
VR1 1 1 V0 kCA0 (1 x A1 ) 0.01 2 (1 0.85)
VR1 333.33V0 333.33 0.002 0.67(m )
3
VR 2VR1 2 0.67 1.34(m )
（2）单个CSTR
VR C A0 x Af 根据 V0 rA
C A0 x Af VR V0 kCA0 (1 x Af )[C A0 C A0 (1 x Af )] 1 2500( s) 0.01 2 (1 0.98)
(完整版)化学反应工程习题

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化学反应工程习题第一部分：均相反应器基本理论1、试分别写出N 2+3H 2=2NH 3中用N2、H 2、NH 3的浓度对时间的变化率来表示的该反应的速率；并写出这三种反应速率表达式之间的关系。

2、已知某化学计量式为S R B A 2121+=+的反应，其反应速率表达式为B AA C C r 5.02=，试求反应速率B r =？；若反应的化学计量式写成S R B A +=+22，则此时反应速率A r =？为什么？3、某气相反应在400 oK 时的反应速率方程式为221061.3AA P d dP -⨯=-τh kPa /，问反应速率常数的单位是什么？若将反应速率方程改写为21AA A kC d dn V r =⨯-=τh l mol ./，该反应速率常数k 的数值、单位如何？4、在973 oK 和294.3×103Pa 恒压下发生下列反应：C 4H 10→2C 2H 4+H 2 。

反应开始时，系统中含丁烷为116kg ，当反应完成50%时，丁烷分压以235.4×103Pa /s 的速率发生变化，试求下列项次的变化速率：（1）乙烯分压；（2）H 2的摩尔数；（3）丁烷的摩尔分率。

5、某溶液反应：A+B →C ，开始时A 与B 摩尔数相等，没有C ，1小时后A 的转化率为75%，当在下列三种情况下，2小时后反应物A 尚有百分之几未反应掉？ （1）对A 为一级、B 为零级反应； （2）对A 、B 皆为一级反应； （3）对A 、B 皆为零级反应。

6、在一间歇反应器中进行下列液相反应： A + B = R A + R = S已知原料组成为C A0 = 2 kmol/m 3，C B0 = 4 kmol/m 3，C R0 = C S0 = 0。

反应混合物体积的变化忽略不计。

反应一段时间后测得C A = 0 .3 kmol/m 3，C R = 1.5 kmol/m 3。

计算这时B 和S 的浓度，并确定A 的转化率、生成R 的选择性和收率。

浙江大学工程化学第四章习题答案参考

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第四章 化学反应与能源§4. 1 热化学与能量转化 练 习 题 (p. 136)1．(1) a 、b ； (2) b 、d ； (3) c ； (4) b 。

2． (1) (s)CO CaO(s) (s)CaCO 2C8103+−−−→−∆f H m (298. 15 K)/kJ ⋅mol -1 －1207. 6 －634. 9 －393. 5 ∆r H m (298. 15 K) = [ (－634. 9) + (－393. 5) －(－1207. 6)] kJ ⋅mol -1= 179. 2 kJ ⋅mol -1∆U = ∆H － ∆nRT = [179.2 － 1 ×8. 314 ×1083. 15 × 10―3] kJ ⋅mol -1 = 179. 2 kJ ⋅mol -1(2) O(l)H 2 (g)O (g)H 22C2522−−→−+∆f H m (298. 15 K)/kJ ⋅mol -1 0 0 －285. 8 ∆r H m (298. 15 K) = [2 ×(－285. 8) － 2 ×0 － 0 ] kJ ⋅mol -1 = －571. 6 kJ ⋅mol -1 ∆U = ∆H － ∆nRT = [－571. 6 － (－3) × 8. 314 ×298. 15 × 10―3] kJ ⋅mol -1= －564. 16 kJ ⋅mol -1(3) O(g)H 2 (g)CO (g)O (g)CH 22C2524+−−→−+∆f H m (298. 15 K)/kJ ⋅mol -1 －74. 6 0 －393. 5 －241. 8 ∆r H m (298. 15 K) = [(－393. 5) + 2 × (－241. 8) － (－74. 6)] kJ ⋅mol -1 = －802. 5 kJ ⋅mol -1∆U = ∆H － ∆nRT = [－802. 5 － 1 × 8. 314 ×298. 15 × 10―3] kJ ⋅mol -1= －804. 98 kJ ⋅mol -1(4) Cu (aq) Zn Zn (aq)Cu 2C252+−−−→−+++∆f H m (298. 15 K)/kJ ⋅mol -1 64. 8 0 －153. 9 0 ∆r H m (298. 15 K) = [(－153. 9) + 0 － 64. 8 －0 ] kJ ⋅mol -1 = －218. 7 kJ ⋅mol -1 ∆U = ∆H － ∆nRT = [－218. 7 － 0 × 8. 314 ×298. 15 × 10―3] kJ ⋅mol -1= －218. 7 kJ ⋅mol -1∆U 与 ∆H 之间存在一定的差距，尤其是有气体参与的反应。

化学反应工程复习题

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《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。