反應(yīng)工程題庫答案自己做的

1、 ）一、是非題：（正確的打“”，錯誤的打“” ）1對化學(xué)反應(yīng)來說，溫度越高，反應(yīng)速率越大，因此高溫操作，可使反應(yīng)器體積最小。（ PFR串聯(lián)或多個CSTR）串聯(lián)，其流型仍為活塞流或全混流。 （ 2多個對于零級反應(yīng)，由于反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度無關(guān)，因此催化劑內(nèi)擴散阻力對宏觀反應(yīng)速3 ）率無影響。 （ 在進行均相反應(yīng)動力學(xué)實驗時，既可以在間歇反應(yīng)器中進行，也可以在連續(xù)流動反應(yīng)器4 )中進行，但由于反應(yīng)器操作方式不同，因此所得的反應(yīng)動力學(xué)方程形式也是不同的。( 間歇釜式反應(yīng)器改成連續(xù)操作后，由于省去了輔助時間，因此一定能提高產(chǎn)量。5 ） （ ）模數(shù)與反應(yīng)物濃度在絕熱式固定床反應(yīng)器中進行一級不可逆反應(yīng)，由

2、于西勒（Thiele6 ）無關(guān)，因此內(nèi)擴散有效因子在床內(nèi)為常數(shù)。 （22?)?() 由于全混釜的停留時間分布比任意非理想流動反應(yīng)器的都寬，因此。7NFRttCSTR ） （ 在一絕熱反應(yīng)器中，僅當(dāng)進行一級反應(yīng)時，其反應(yīng)溫度和轉(zhuǎn)化率的關(guān)系才呈線性。8 ） （一級不可逆連串反應(yīng)在全混流反應(yīng)器中進行的收率總是低于在間歇釜中9.在任意轉(zhuǎn)化率下， 進行的收率。 的收率總是Q，在間歇反應(yīng)器中進行時P10在相同的溫度下，一級連串不可逆反應(yīng)AP ）高于在全混流中進行的P的收率。 （ ）由于返混程度最大,故反應(yīng)速率一定最小。（ 11在全混流釜式反應(yīng)器中進行液相反應(yīng), ）12因為單一反應(yīng)就是基元反應(yīng)，因此反應(yīng)級數(shù)

3、與化學(xué)計量系數(shù)相同。 （ k?A?P一自催化反應(yīng)13)=kCC，由于反應(yīng)級數(shù)大于零，則在達(dá)到相同的轉(zhuǎn)化,若(-RPAA 。 （ ）率時，所需的V總是小于VCSTRPFR相同時，x中等溫進行同一反應(yīng)，若C、在間歇反應(yīng)器（BR）中和活塞流反應(yīng)器（PFR）14AfA0 。 ( )則t = PFRBR ）15無論是一級反應(yīng)還是二級反應(yīng)，流體的混合態(tài)對反應(yīng)結(jié)果無影響。 （ 因此必定使反應(yīng)的選擇性下C （ )乙甲tt22? (28由于全混釜的返混程度比任意非理想反應(yīng)器的返混程度都大。因此()NFRCSTRtt ) (100P, 在A? = 2mol/L.sR）下等溫反應(yīng)，已知在單一反應(yīng)29.C1mol/L

4、時，（AA ） 則當(dāng)C2mol/L時，（R）= 4mol/L.s 。 （ AA對于混合的非極限情況，即宏觀混合和微觀混合并存時，即不能按微觀流體處理，也不30. ）能按宏觀流體處理。 （ Da1?0.，。 31. 已知一閉式反應(yīng)器的該反應(yīng)器若用多釜串聯(lián)模型來描述，則模型參數(shù)N=5uLr （ ）反應(yīng)結(jié)構(gòu)具有相同停留時間分布的兩個反應(yīng)器，進行同一化學(xué)反應(yīng)，若操作條件相同，32 ） （ 總是相同的。 ）達(dá)到單個分子尺度的微觀混合總是比達(dá)到流體微團尺度的宏觀混合效果好。 （ 33 （） 34所謂單一反應(yīng)，就是基元反應(yīng)。 ）35冪級數(shù)動力學(xué)方程式中的反應(yīng)級數(shù)是根據(jù)化學(xué)計量方程中計量系數(shù)確定的。（ 2?2

5、 ) ( 10000min可知其流型接近全混流。 36已知停留時間分布方差值 t （）37可逆放熱反應(yīng)的最優(yōu)溫度是指轉(zhuǎn)化率一定時，對應(yīng)于最大反應(yīng)速度的溫度。 ，若4038在平推流反應(yīng)器內(nèi)等溫進行一級不可逆液相反應(yīng)，反應(yīng)器出中轉(zhuǎn)化率可達(dá) ()使轉(zhuǎn)化率提高到80，在同樣操作條件下，則反應(yīng)器體積應(yīng)增加一倍。多級全混釜串聯(lián)，串聯(lián)釜數(shù)增多，返混程度增大，釜數(shù)接近無窮多，返混程度接近全混39 ）（ 流。 ) (40氣固催化反應(yīng)的本征速率方程是指排除了吸附和脫附阻力后的速率方程。 設(shè)計固定床反應(yīng)器應(yīng)采用排除了內(nèi)、外擴散阻力后的反應(yīng)速率方程式。41（一定要選擇的話，我選錯的） 二、選擇題：（正確答案可能不止一

6、個） 1在間歇反應(yīng)器中等溫進行一級不可逆反應(yīng)AR，當(dāng)轉(zhuǎn)化率達(dá)90時，所需反應(yīng)時間為2h，若反應(yīng)改在管式反應(yīng)器中進行，空時為2h，其它條件同間歇反應(yīng)器，則轉(zhuǎn)化率為（ B ） A 60 B. 90 C45 D75 2?為( B ) 2四只相同體積的全混釜串聯(lián)操作，其無因次停留時間分布的方差值? A 1.0 B. 0.25 C0.50 D0 )2(1)(QA?P?， EEbaabc B. bac C. cab A濃度大于臨界濃度，則該過程的宏觀反應(yīng)速率HSO16在氨氣和稀硫酸進行氣液反應(yīng)，若42 。 A 的阻力主要集中在 液膜內(nèi) D B氣膜內(nèi)相界面 C相界面和氣膜內(nèi)A存在和C和Cps與流體主體濃度1

7、7C氣固催化反應(yīng)AP，催化劑顆粒外表面濃度CPGASAG CCps應(yīng) 等于），（大于差異。當(dāng)過程為反應(yīng)控制時，則C應(yīng) C 小于 PGASAG 趨 （趨近于C（大于 小于 等于）；當(dāng)過程為傳質(zhì)控制時，則C AGAS 某一值）0 近于 微觀流體的反應(yīng)速率（大 對零級和一級不可逆反應(yīng)，宏觀流體的反應(yīng)速率 18. 微觀 于 等于），對大于一級的不可逆反應(yīng)，宏觀流體的反應(yīng)速率 小于 ，對小于一級的不可逆反應(yīng)，宏觀流體的反等于） 流體的反應(yīng)速率（大于 小于 等于）應(yīng)速率 微觀流體的反應(yīng)速率（大于 。 小于0.5 C P -r已知反應(yīng)191：A AA12 C R -r反應(yīng)2：A AA2 ）0.25mol/L

8、時，兩個反應(yīng)的速率將是（D當(dāng)反應(yīng)物濃度由1mol/L降至 -r-r大于-r為-r的4倍 D相等的A B-r為-r的2倍 CA2A1A1A2A1A2 20間歇釜反應(yīng)器中進行如下反應(yīng)：S?APA?a2a1 =kC (2) r (1) rkCAA212A1A /C增大，表明C 在( C )和反應(yīng)時間保持不變下，降低反應(yīng)溫度、釜液中CSA0P E1E2 Aala2 Bala2 C活化能k1k2?A?P?S等溫恒容下進行各步均為一級不可逆串聯(lián)反應(yīng) 21 (A )x，調(diào)節(jié)反應(yīng)溫度使k2/kl降低，則P的最大得率將 若保持相同的轉(zhuǎn)化率A 先增后減增大 B減小 C不變 D A3轉(zhuǎn)化率，進料6022一個全混流反

9、應(yīng)器，其有效容積v1=1m，進行一級不可逆反應(yīng)，達(dá)3反應(yīng)溫度今改用兩只有效容積均為量為Q，0.5m的全混流反應(yīng)器串聯(lián)操作進行同上反應(yīng)，0l 相同，轉(zhuǎn)化率要求不變，則進料量Q將)(A 02 0.5Q等于Q D等于 B. A大于Q小于0.5Q C0l0l0l0l，若大釜23有兩個有效容積不等的全混流反應(yīng)器串聯(lián)操作，反應(yīng)為二級不可逆反應(yīng)AP，兩種情況在先，小釜在后，出口轉(zhuǎn)化率為x，小釜在先、大釜在后，則出口轉(zhuǎn)化率為xA2A1 和x的相對大小為( B )下，進料流速、進料濃度和反應(yīng)溫度均相同，比較xA2A1 D不確定xxA2A2A2A1A1A1 24等溫零級不可逆液相反應(yīng)，采用下列三種方案進行：3 1

10、m的平推流反應(yīng)器，轉(zhuǎn)化率x (1)一個A13 的平推流反應(yīng)器并聯(lián)，進料流量平均分配，轉(zhuǎn)化率x (2)兩個0.5mA23 x的全混流反應(yīng)器串聯(lián)，轉(zhuǎn)化率 (3)兩個0.5mA3 ( C )，和x比較為、 上述三種情況進料總流速，進料濃度和反應(yīng)溫度相同xxA3A2A1 xxx D=x C=x Bx Axxxxx=x。A2A3A1A2A3A3A1A2A3A1A1A2 RR rA 25等溫液相反應(yīng)：k1C為目的產(chǎn)物AR 2 ；D r=k2C 2RRD 平推流反應(yīng)器低轉(zhuǎn)化率 (1)平推流反應(yīng)器高轉(zhuǎn)化率 (2) 現(xiàn)有如下四種方案可供選擇 全混流反應(yīng)器低轉(zhuǎn)化率 (4)兩個等容積全混流反應(yīng)器串聯(lián)，高轉(zhuǎn)化率。 (

11、3) R的選擇性著眼，適宜選擇( )從提高 (4) A(1) B(2) C(3) D ，可判別該反應(yīng)器返混程度( B )26已知一反應(yīng)器用軸向分散模型描述，其Pe100 中等 D無返混 A很大 B很小 C 27氣體分子與固體表面間發(fā)生物理吸附時，其吸附熱一般在( A ) 400KJ大于mol A40200KJmol B mol以下825KJmol D4KJ C ( C )阻力后的反應(yīng)速率。氣固催化反應(yīng)本征速率是指排除28 吸附和脫附內(nèi)、外擴散 D A外擴散 B內(nèi)擴散 C (B )所謂固定床積分反應(yīng)器是指反應(yīng)物一次通過后，轉(zhuǎn)化率大于的情況。29 50 C40 D A10 B25 倍。列管式固定床

12、反應(yīng)器填充的催化劑為了消除壁效應(yīng)其粒徑應(yīng)小于反應(yīng)管徑的(B)30 100 B8 C503 DA?21?A?PR?A?反應(yīng)器中等溫進行著兩個反應(yīng)，當(dāng)降低和A的濃度后，31 發(fā)現(xiàn)反應(yīng)生成P的量顯著降低，而R的生成量略降低，表明( A ) (1)的反應(yīng)級數(shù)大于反應(yīng)(2) B反應(yīng)(1)的反應(yīng)級數(shù)小于反應(yīng)(2) A反應(yīng) (1)的活化能小于反應(yīng)(2) D反應(yīng)(1)的反應(yīng)速率常數(shù)大于反應(yīng)(2) C反應(yīng)OCHC+3H在恒溫恒壓下進行，當(dāng)分解率達(dá)100+CO32. 純二甲醚氣相分解反應(yīng)CH233 時，反應(yīng)物系的體積為( D ) B為原體積的 A與原體積相同1/3 倍 D為原體積的3倍2 C為原體積的k?A?P兩

13、個有效容積不等的全混流反應(yīng)器串聯(lián)操作，進行二級不可逆反應(yīng)，出口33. 轉(zhuǎn)化率要求一定，可采取兩種串聯(lián)順序： 小釜在先，大釜在后，進料流量為Q。 (1)大釜在先，小釜在后，進料流量為Q； (2)0201 D )的比較為Q 兩種情況下，進料濃度、反應(yīng)溫度相同，則進料流量Q，和( 0201 Q020201010102則必須滿足以下條件全混流反應(yīng)器進行放熱反應(yīng)時，要使反應(yīng)器操作在穩(wěn)定的定常態(tài)，34 ( C ) 放熱速率 B放熱速率移熱速率 放熱速率隨溫度的變化率 C移熱速率隨溫度變化率 放熱速率隨溫度的變化率 D移熱速率隨溫度變化率 ( B )35表示各組分濃度變化對反應(yīng)速率影響。冪數(shù)型反應(yīng)速率方程式

14、中以 .反應(yīng)計量系數(shù) C反應(yīng)速率常數(shù) D反應(yīng)活化能 B A反應(yīng)級數(shù)平推流反應(yīng)器內(nèi)進行等溫零級不可逆反應(yīng)，則自進口起沿反應(yīng)器長度方向，其36 反應(yīng)速率(C ) 存在最大值逐漸減小 C保持不變 D B A逐漸增大3，現(xiàn)用xv=1m，進行一級不可逆反應(yīng)，出口轉(zhuǎn)化率為37一個全混流反應(yīng)器，其有效容積A113和反應(yīng)溫的全混流反應(yīng)器串聯(lián)操作進行同上反應(yīng)，進料容積流速v二個有效容積各為0.5mo xx與( C )的相對比較為，則度與上相同，出口轉(zhuǎn)化率為xA2A1A2 而定視進料濃度 Dx AxxxCA0A1A2A1AlA2A2 液相等溫反應(yīng)：38P 為目的產(chǎn)物r=k P lp r=kCA2RAR2 r=kC

15、As3分批(2)全混流反應(yīng)器，(3) 可有四種反應(yīng)器可供選擇：(1)平推流反應(yīng)器，S的選擇性出發(fā)，宜選(4)三臺全混流反應(yīng)器串聯(lián)。從有利于目的產(chǎn)物P式完全混合反應(yīng)器， 用( ) (4) A(1) B(2) C(3) D，可判別該反lOmin”39由示蹤法測得一反應(yīng)器的停留時間分布密度函數(shù)E(t)二去et 應(yīng)器的流型為( B ) 軸向分散 D多級混合 A平推流 B全混流 C ( C )40固體催化劑之所以能起催化作用，是由于它能與反應(yīng)組分的氣體分子主要發(fā)生 化學(xué)吸附 D質(zhì)量傳遞 A物理吸附 B化學(xué)反應(yīng) C)x?xF(V上正式處理實驗數(shù)據(jù)得到反應(yīng)速度在氣固催化反應(yīng)動力學(xué)研究中可由4102AA0A?

16、AO W 的實驗反應(yīng)器應(yīng)是( C ) 無梯度反應(yīng)器 D脈沖反應(yīng)器 A積分反應(yīng)器 B微分反應(yīng)器 C均吸附于同一類活性點上，雙活性之間發(fā)生反應(yīng)，R、S氣固催化反應(yīng)A+BR+S，A、B、42)/kk(PP?PP ，則其控制步驟為( )已知其反應(yīng)速率方程rSRBA )PPP?P?KP?K(1?KSARBASBR A+BR+S AA+A B S+R+ DS CR 2k1k，等溫下進行，為43間歇釜中進行各步均為一級不可逆串聯(lián)反應(yīng)S?P?A? 的選擇性( C )了提高p B應(yīng)保持高的轉(zhuǎn)化率的轉(zhuǎn)化率接近100 A應(yīng)使A C應(yīng)保持較低的轉(zhuǎn)化率 D轉(zhuǎn)化率高低無妨乙烷在催化劑上脫氫生成乙炔，經(jīng)一段時間反應(yīng)后，乙炔

17、生成量不再增加，但44 乙烷仍大量存在，表明這是一個( B )反應(yīng)。 C B可逆自催化 D不可逆 A慢速，現(xiàn)有反應(yīng)器體積下，出口轉(zhuǎn)化率45在一平推流反應(yīng)器中進行等溫一級不可逆反應(yīng)A-P 為45，若將反應(yīng)器體積增加一倍，則出口轉(zhuǎn)化率將為( D )，操作條件均保持相同。 4590 C45 D A90 46等溫一級不可逆液相反應(yīng)，采用下列三種方案進行： (僅考慮反應(yīng)時間所需)， (1)一個分批式完全混合反應(yīng)器，容積V1 (2)一個平推流反應(yīng)器，容積V，2 二個等體積全混流反應(yīng)器串聯(lián)，總?cè)莘e為V。 (3)3 上述三種情況反應(yīng)溫度、物料處理量及轉(zhuǎn)化率相同，則容積比較為( B ) V=VVV DV C B

18、 AVVVV=VE 21 R?BA 28一氣固催化反應(yīng)，若反應(yīng)機理為：2?B?22?B2?R?B?A )(此步為速率控制步驟?RRkPKPBSBA?r 則本征反應(yīng)速率方程為：)K?PP(1?KRBRB A?B?R，若本征反應(yīng)速率方程為：一氣固催化反應(yīng) kKKPPBSBAAr? )1?KPK(1?KP?P)(BARRBA 。則該反應(yīng)可能的反應(yīng)機理為 溫度對反應(yīng)速率的影響程化學(xué)反應(yīng)速率可分為溫度效應(yīng)和濃度效應(yīng)，對簡單反應(yīng)而言，29；對復(fù)合反應(yīng)而言，選擇性對溫度的敏感反應(yīng)的計量系數(shù) 度取決于 反應(yīng)的活化能程度取決于 。 在間歇攪拌釜中，進行一可逆放熱反應(yīng)時，其最佳反應(yīng)溫度的序列30。 是 先高溫后低

19、在管式反應(yīng)器中，進行一可逆放熱反應(yīng)時，其最佳反應(yīng)溫度的序列是 31 。 溫 PFR在BR中等溫進行一級不可逆反應(yīng)，當(dāng)轉(zhuǎn)化率達(dá)95時，反應(yīng)時間為2h；若反應(yīng)在32 或CSTR2h，則轉(zhuǎn)化率分別為：中等溫進行，溫度同BR，空時均為 74.97% 。PFR： 95% CSTR： 33三個平推流反應(yīng)器串聯(lián)，進行一液相均相反應(yīng)，其流程如下圖所示。x x=0 xx A3A1A2 A0 VV V2 1 3 A3A1A0A2 2 若反應(yīng)速率(-R)=kC, 則V的計算式為：2AA ; = x-x，則三個反應(yīng)器體積大小之間的關(guān)系為：-x若x= x-xA2A2A1A3A0A1 。 V V(d)(a)(c) b A

20、 A PFR PFR B B （a） (b) B PFR A A B （c） (d) 36.下列四種組合反應(yīng)器中，單個反應(yīng)器體積均相等，處理量也相同。（如下圖所示） PFR PFR CSTR CSTRa） （ (b) PFR PFR CSTR CSTR (c) (d) (1)試比較返混程度大小次序為: (b)(c)=(d)(a) ； (2)當(dāng)進行二級反應(yīng)時，各組合反應(yīng)器最終轉(zhuǎn)化率高低次序為：（a）(c)(d)(b) 。 37.對一閉式反應(yīng)器進行停留時間分布實驗測定，在Q300L/min下，得到E(t)t關(guān)系如下圖所示。由于該圖放置已久，縱坐標(biāo)模糊不清。試根據(jù)E(t)函數(shù)性質(zhì)確定并計算： E(t

21、) -1/200(t-20)（1）E(t) 2 -t2）F(t)/400+0.1t（ 3（3）V 2 m （4）多級串聯(lián)模型參數(shù)N 2 0 10 20 t/min 38.下列幾種組合反應(yīng)器，經(jīng)脈沖示蹤測其停留時間分布，若用多釜串聯(lián)模型描述，試寫出N值或N值范圍。 PFR PFR (a) 1 (b) NFR (c) 2 (d) 2Nb ? ?a a Pb ）吸熱反應(yīng)，絕熱操作：（2ab 試比下列情況下催化劑有效系數(shù)值的在固定床反應(yīng)器中，進行二級不可逆氣固催化反應(yīng)， b處靠近反應(yīng)器的出口）。大?。╝、c處靠近反應(yīng)器的進口， ）等溫操作，d不變：（1b ? ?a a PbC 2）吸熱反應(yīng)，絕熱操作：

22、（abC 點a (均為、7mm，則、的大小次序為：）（3d由3mm改為5mma7a5a3a7Pa5a3 。位置，且假定溫度相等)kPA?1，P為目的產(chǎn)物，E在一臺42.PFR中進行一平行反應(yīng)E，兩反應(yīng)均為一級吸熱21kQ?A?2反應(yīng)。試比較在下列操作條件下，反應(yīng)器中各點的瞬時選擇性的大小。 （1）等溫操作：S=S=S abc ?a ?b c?（2）絕熱操作：SSS cba 43要使固定床反應(yīng)器所用催化劑量最少，對簡單不可逆反應(yīng)，應(yīng)盡可能在 高溫 溫 度下操作；對可逆放熱反應(yīng)，應(yīng)盡可能在 最佳溫度 溫度下操作；對可逆吸熱反 應(yīng)，應(yīng)盡可能在 高溫 溫度下操作。 ?PA?一級不可逆氣固催化反應(yīng)濃度變

23、化情粒內(nèi)外反應(yīng)物，在不同條件下操作，A44況如下圖所示： a)試判別圖中四種情況的宏觀動力學(xué)類別 本征動力學(xué)控制 內(nèi)擴散控制 內(nèi)外擴散和本征動力學(xué)同時控制 外擴散控制 ?值的大小次序為： b)四種情況下的內(nèi)擴散有效因子?4?3021? AP，在四段 45可逆放熱反應(yīng) 絕熱式固定床中進行，床層溫度與轉(zhuǎn)化率的關(guān)系 如圖所示。試比較各段床層的 ?T?T?T?T (1)進出口溫差大小4231 (2)催化劑用量多少 WlW2W3EB）B、E、（2 HGD、H三點速率大小次序：G3（）D、 ）圖上哪一點反應(yīng)速率最大：4F（ 47 停留時間分布函數(shù)與分布密度函數(shù)。 48. 乙烷進行熱裂解，其活化能為3140

24、25J/mol。試問650是的分解速率是500是的分解速率的套用3的公式，懶得算了倍。 249. A和B按下式反應(yīng)，其速率式為：2AR r=kC, A+BS r=kCC R的瞬間收率B2ARS1A為1/(1+k2*cB/2k1*cA)。若R為目的產(chǎn)物，則配料時A和B的濃度應(yīng)A多B少；若EE，則反應(yīng)溫度應(yīng)選擇高溫。 2150.在Q100 l/min下對三只反應(yīng)器分別進行示蹤實驗，測得數(shù)據(jù)如下： 反應(yīng)器 A B C 反應(yīng)體積（l） 1000 2000 3000 2? 50 100 150 t(1)三只反應(yīng)器返混程度大小順序為 ABC -1(2)若在上述反應(yīng)器中均等溫進行一級不可逆反應(yīng)，k=12mi

25、n，則各只反應(yīng)器的轉(zhuǎn)化率分別 = （要試差，比較麻煩，估計不會考）= x 為 x= xCAB DA?0.05，該反應(yīng)器若用多級全混釜模型來描述，則模型參數(shù)51已知一閉式反應(yīng)器的 uLrN 10.53 。 52在進行示蹤實驗時，示蹤劑的選擇應(yīng)滿足以下條件： p133 53. 停留時間分布實驗測定的準(zhǔn)確性可用以下 a.歸一性檢測；b.示蹤劑質(zhì)量守恒 方法來檢驗。 54在工業(yè)反應(yīng)裝置中反應(yīng)流體往往偏離兩種理想的流動模式，也就是說在反應(yīng)器出口的反 應(yīng)物料中存在明顯的 找不到原話，我想填“返混” 。 55氣固催化平行反應(yīng)，若主、付反應(yīng)均為一級不可逆反應(yīng)，且粒子等溫，則內(nèi)擴散不影響其選擇性，在粒內(nèi)任意位置，反應(yīng)速率之比均為 k1;k2 。 56對于熱效應(yīng)不大，反應(yīng)溫度的允許變化范圍又比較寬的情況，用 單段絕熱 反應(yīng)器 最為方便。 1針對2NO?O?NO反應(yīng), NO、O消耗速率與NO生成速率的52522222 57. 2關(guān)系為： 比例為2：0.5：1 。 58以lnk1/T作圖，為一