化學(xué)反應(yīng)工程復(fù)習(xí)資料1 (1)課件

1、化學(xué)反應(yīng)工程復(fù)習(xí)資料一填空1.理想反應(yīng)器是指_、_。理想混合（完全混合）反應(yīng)器、平推流（活塞流或擠出流）反應(yīng)器2.全混流反應(yīng)器的返混_。（最大） 平推流反應(yīng)器的返混為_。（零）3.反應(yīng)器物料的停留時間的分布曲線是通過物理示蹤法來測定的，根據(jù)示蹤劑的輸入方式不同分為_、_、_。（脈沖法、階躍法、周期示蹤法）4.平推流管式反應(yīng)器時，E（t）=_。（）；平推流管式反應(yīng)器時，E（t）=_。（0）；平推流管式反應(yīng)器時，F(xiàn)（t）=_ 。（1）；平推流管式反應(yīng)器時，F(xiàn)（t）=_。（0）5.平推流管式反應(yīng)器其E（）曲線的方差_。（0）；平推流管式反應(yīng)器其E（t）曲線的方差_。（0）6.全混流反應(yīng)器t=0時E（

2、t）=_。（）；全混流反應(yīng)器其E（）曲線的方差_。；全混流反應(yīng)器其E（t）曲線的方差_。（）7.催化劑“三性”是指（活性）、（選擇性）和（壽命）。8.凡是流體通過不動的固體物料所形成的床層而進行反應(yīng)的裝置都稱作_。（固定床反應(yīng)器）9. 化學(xué)反應(yīng)過程按操作方法分為_、_、_操作。（分批式操作、連續(xù)式操作、半分批式）10. 化學(xué)反應(yīng)工程中的“三傳一反”中的三傳是指_、_、_。（傳質(zhì)、傳熱、動量傳遞）11. 化學(xué)反應(yīng)的總級數(shù)為n，如用濃度表示的速率常數(shù)為，用逸度表示的速率常數(shù)，則=_。（）12.在構(gòu)成反應(yīng)機理的諸個基元反應(yīng)中，如果有一個基元反應(yīng)的速率較之其他基元反應(yīng)慢得多，他的反應(yīng)速率即代表整個反應(yīng)

3、的速率，其他基元反應(yīng)可視為處于_。（擬平衡常態(tài)）13. 一級連串反應(yīng)在全混流釜式反應(yīng)器中，則目的產(chǎn)物P的最大濃度_、_。（、）14. 一級連串反應(yīng)在平推流反應(yīng)器中，則目的產(chǎn)物P的最大濃度_、_。（、）15.全混流反應(yīng)器的空時是_與_之比。（反應(yīng)器的有效容積、進料流體的容積流速）17.脈沖示蹤法測定停留時間分布對應(yīng)曲線為_。（E（t）曲線）18.階躍示蹤法測定停留時間分布對應(yīng)曲線為_。（F(t)曲線）19.在軸向分散模型中，模型的唯一參數(shù)彼克萊準數(shù)_。（）20.在軸向分散模型中，模型的唯一參數(shù)彼克萊準數(shù)愈大軸向返混程度就_。（愈?。?1.對于恒容的平推流管式反應(yīng)器_、_、_一致。（平均停留時間、

4、反應(yīng)時間、空時）22. 非理想流動模型包括_、_、_。23. 某反應(yīng)速率常數(shù)的單位為m3 / (mol h )，該反應(yīng)為 級反應(yīng)。24. 多釜串聯(lián)模型的模型參數(shù)為 ，軸向擴散模型的唯一模型參數(shù)為 。25. 完全混合反應(yīng)器（全混流反應(yīng)器）內(nèi)物料的溫度和濃度 ，并且 （大于/小于/等于）反應(yīng)器出口物料的溫度和濃度。26. 在均相反應(yīng)動力學(xué)中，用實驗數(shù)據(jù)求取化學(xué)反應(yīng)速度方程式的最主要的方法為 和 。00.20.40.60.81.00.20.40.60.81.0A R SXAC/CA0 27. 多級全混釜串聯(lián)模型當釜數(shù)N= 為全混流，當N= 為平推流。28. 各種操作因素對于復(fù)雜反應(yīng)的影響雖然各不相同

5、，但通常溫度升高有利于活化能 高 的反應(yīng)的選擇性，反應(yīng)物濃度升高有利于反應(yīng)級數(shù) 的反應(yīng)的選擇性。29. 對于反應(yīng)，各物質(zhì)反應(yīng)速率之間的關(guān)系為 (-rA)：(-rB)：rR 。30. 某反應(yīng)的計量方程為，則其反應(yīng)速率表達式 。31. 物質(zhì)A按一級不可逆反應(yīng)在一間歇反應(yīng)器中分解，在67 時轉(zhuǎn)化50 需要30 min, 而在80 時達到同樣的轉(zhuǎn)化率僅需20秒，該反應(yīng)的活化能為 。32.下圖是某連串反應(yīng)在各轉(zhuǎn)化率下的產(chǎn)物濃度分布曲線，那么當轉(zhuǎn)化率達70% 時，中間產(chǎn)物R的化學(xué)反應(yīng)工程定義總收率為 ，按煉廠或化工廠慣用的收率和選擇性的定義，在該轉(zhuǎn)化率條件下的收率是 ，選擇性是 。33.反應(yīng)器的型式主要為

6、 式、 式、 床和 床。34.間歇釜式反應(yīng)器有效體積不但與（反應(yīng)時間）有關(guān)，還與（非生產(chǎn)時間）有關(guān)。38.氣體在固體表面上的吸附中物理吸附是靠_結(jié)合的，而化學(xué)吸附是靠_結(jié)合的。（范德華力、化學(xué)鍵力）35.氣體在固體表面上的吸附中物理吸附是_分子層的，而化學(xué)吸附是_分子層的。（多、單）36.對于氣固相催化反應(yīng)，要測定真實的反應(yīng)速率，必須首先排除_和_的影響。（內(nèi)擴散、外擴散）37.催化劑在使用過程中，可能因晶體結(jié)構(gòu)變化、融合等導(dǎo)致表面積減少造成的_失活，也可能由于化學(xué)物質(zhì)造成的中毒或物料發(fā)生分解而造成的_失活。（物理、化學(xué)）38.催化作用的本質(zhì)是參與反應(yīng)（歷程），降低反應(yīng)（活化能），提高反應(yīng)（速

7、度），因而在工業(yè)化生產(chǎn)時能提高（生產(chǎn)能力）、降低（能量消耗）。39.空時： 。40.空速： 。41.停留時間： 。42.轉(zhuǎn)化率： 。43.選擇性： 。44.收率： 。45.壽命分布： 。46.年齡分布： 。47.反應(yīng)進度： 。48膨脹因子： 。49.顆粒密度： 。50.床層密度： 。51.真密度： 。52.孔隙率： 。53.比表面積： 。54.孔容： 。55.內(nèi)擴散有效因子： 。56.外擴散有效因子： 。57.返混： 。58.期望： 。59.方差： 。60.本征動力學(xué)： 。53.宏觀動力學(xué)： 。54.孔容： 。55.壽命因子： 。二選擇題1. 氣相反應(yīng)CO+3H2CH4+H2O進料時無惰性氣體

8、，CO與H2以12摩爾比進料，則膨脹因子co= _ 。A. -2 B. -1 C. 1 D. 22. 一級連串反應(yīng)在間歇式反應(yīng)器中，則目的產(chǎn)物P的最大濃度CP,max= _。A. B. C. D. 3. 串聯(lián)反應(yīng)A P（目的）R + S，目的產(chǎn)物P與副產(chǎn)物S的選擇性SP= _。A. B. C. D. 4. 對于一級恒容和一級變?nèi)莶豢赡娣磻?yīng)，下面敘述正確的是 。A. 在同一平推流反應(yīng)器內(nèi)、在同樣條件下進行反應(yīng)，反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率是一樣的；B. 在同一全混流反應(yīng)器內(nèi)、在同樣條件下進行反應(yīng)，反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率是一樣的；C. 在同一間歇式反應(yīng)器內(nèi)、在同樣條件下進行反應(yīng)，反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率是一樣的；D. 在同一平推流反應(yīng)

9、器或間歇式反應(yīng)器內(nèi)、在同樣條件下進行反應(yīng)，反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率是一樣的5. 對于反應(yīng)級數(shù)n0的不可逆等溫反應(yīng)，為降低反應(yīng)器容積，應(yīng)選用_ _。A. 平推流反應(yīng)器 B. 全混流反應(yīng)器C. 循環(huán)操作的平推流反應(yīng)器 D. 全混流串接平推流反應(yīng)器6. 一級不可逆液相反應(yīng)A2R，CA0=2.30kmol/m3， 出口轉(zhuǎn)化率xA=0.7，每批操作時間t+t0=2.06 h，裝置的生產(chǎn)能力為50000 kg產(chǎn)物R/天，MR=60，則反應(yīng)器的體積V為_ m3。A. 19.6 B. 20.2 C. 22.2 D. 23.47. 在間歇反應(yīng)器中進行等溫一級反應(yīng)A B，-rA=0.01CA mol/ls，當CA0=1 mo

10、l/l時，求反應(yīng)至CA=0.01 mol/l所需時間t=_ 秒。A. 400 B. 460 C. 500 D. 5608. 一級連串反應(yīng)A P S在全混流釜式反應(yīng)器中進行，使目的產(chǎn)物P濃度最大時的最優(yōu)空時opt=_ 。A. B. C. D. 9. 分批式操作的完全混合反應(yīng)器非生產(chǎn)性時間t0不包括下列哪一項_ _。A. 加料時間 B. 反應(yīng)時間 C. 物料冷卻時間 D. 清洗釜所用時間10. 當反應(yīng)級數(shù)n _時，微觀流體具有比宏觀流體高的出口轉(zhuǎn)化率。A. =0 B. =1 C. 1 D. 111. 軸向分散模型的物料衡算方程的初始條件和邊界條件與_ 無關(guān)。A. 示蹤劑的種類 B. 示蹤劑的輸入方

11、式 C. 管內(nèi)的流動狀態(tài) D. 檢測位置12不屬于氣固相催化反應(yīng)固定床反應(yīng)器擬均相二維模型的特點是_ _。A. 粒子與流體間有溫度差 B. 粒子與流體間無溫度差C. 床層徑向有溫度梯度 D. 床層軸向有溫度梯度13. 對于一個氣固相催化反應(yīng)，減小外擴散和內(nèi)擴散影響的措施正確的是 。 A. 提高反應(yīng)器內(nèi)氣體的流速，減小催化劑顆粒的直徑；B. 降低反應(yīng)器內(nèi)氣體的流速，減小催化劑顆粒的直徑；C. 降低反應(yīng)器內(nèi)氣體的流速，增大催化劑顆粒的直徑；D. 增加催化劑顆粒的直徑，提高反應(yīng)器內(nèi)氣體的流速。14.對于反應(yīng)，則_。（A）A. B. C. D. 15.氣相反應(yīng)4A + B 3R + S進料時無惰性氣體

12、，A與B以31的摩爾比進料，則膨脹因子=_。（C）A. 1/4 B. 2/3 C. 1/4 D. 2/316.氣相反應(yīng)2A + B 3P + S進料時無惰性氣體，A與B以21摩爾比進料，則膨脹因子=_。（C）A. 1 B. 1/2 C. 1/2 D. 117.氣相反應(yīng)進料時無惰性氣體，與以23摩爾比進料，則膨脹因子=_。（B）A. 1 B. 2/3 C. 2/3 D. 118.化學(xué)反應(yīng)速率式為，如用濃度表示的速率常數(shù)為，用壓力表示的速率常數(shù)為，則=_。（B）A. B. C. D. 19. 化學(xué)反應(yīng)速率式為，如用濃度表示的速率常數(shù)為，用壓力表示的速率常數(shù)為，則=_。（D）A. B. C. D.

13、20.反應(yīng)，則反應(yīng)級數(shù)n=_。（B）A. 0 B. 1 C. 2 D. 321.反應(yīng)A + B C，已知，則反應(yīng)級數(shù)n=_。（B）A. 0 B. 1 C. 2 D. 322.反應(yīng)3A P，已知，則反應(yīng)級數(shù)n=_。（A）A. 0 B. 1 C. 2 D. 323.串聯(lián)反應(yīng)A P（目的）R + S，目的產(chǎn)物P的得率=_。（B）A. B. C. D. 24.串聯(lián)反應(yīng)A P（目的）R + S，目的產(chǎn)物P與副產(chǎn)物S的選擇性=_。（C）A. B. C. D. 25.一級連串反應(yīng)A P S在全混流釜式反應(yīng)器中進行，使目的產(chǎn)物P濃度最大時的最優(yōu)空時_。（D）A. B. C. D. 26.一級連串反應(yīng)在全混流釜

14、式反應(yīng)器中，則目的產(chǎn)物P的最大濃度_。（B）A. B. C. D. 27. 一級連串反應(yīng)在平推流管式反應(yīng)器中，則目的產(chǎn)物P的最大濃度_。（A）A. B. C. D. 28.一級連串反應(yīng)A P S在間歇式反應(yīng)器中進行，使目的產(chǎn)物P濃度最大時的反應(yīng)時間_。（D）A. B. C. D. 29. 一級連串反應(yīng)A P S在平推流管式反應(yīng)器中進行，使目的產(chǎn)物P濃度最大時的反應(yīng)時間_。（C）A. B. C. D. 30.分批式操作的完全混合反應(yīng)器非生產(chǎn)性時間不包括下列哪一項_。（B）A. 加料時間 B. 反應(yīng)時間 C. 物料冷卻時間 D. 清洗釜所用時間31.在間歇反應(yīng)器中進行等溫二級反應(yīng)A B，當時，求反

15、應(yīng)至所需時間t=_秒。（D）A. 8500 B. 8900 C. 9000 D. 990032.在間歇反應(yīng)器中進行等溫一級反應(yīng)A B，當時，求反應(yīng)至所需時間t=_秒。（B）A. 400 B. 460 C. 500 D. 56033.在全混流反應(yīng)器中，反應(yīng)器的有效容積與進料流體的容積流速之比為_。（A）A. 空時 B. 反應(yīng)時間t C. 停留時間t D. 平均停留時間34.脈沖示蹤法測定停留時間分布對應(yīng)曲線為_。（A）A. E（t）曲線 B. F（t）曲線 C. I（t）曲線 D. y（t）曲線35.階躍示蹤法測定停留時間分布對應(yīng)曲線為_。（B）A. E（t）曲線 B. F（t）曲線 C. I（

16、t）曲線 D. y（t）曲線36.平推流流動的E（t）曲線的方差_。（A）A. 0 B. 01 C. 1 D. 136.全混流流動的E（t）曲線的方差_。（C）A. 0 B. 01 C. 1 D. 137“三傳一反”是化學(xué)反應(yīng)工程的基礎(chǔ)，其中所謂的一反是指_。（D）A化學(xué)反應(yīng) B. 反應(yīng)工程 C. 反應(yīng)熱力學(xué) D. 反應(yīng)動力學(xué)38.下列屬于平行反應(yīng)的是_。（C）A. A + B P B. C. D.A + B P = R + S39.如果平行反應(yīng)均為一級不可逆反應(yīng)，若，提高選擇性應(yīng)_。（B）A. 提高濃度 B. 提高溫度 C. 降低濃度 D. 降低溫度 40.當催化劑顆粒的微孔的孔徑小于分子的

17、自由程_時，分子與孔壁的碰撞成了擴散阻力的主要因素，這種擴散稱為努森擴散。（B）A. 0.01um B. 0.1um C. 1um D. 1nm41.催化劑顆粒擴散的無因次擴散模數(shù)值的大小反映了表面反應(yīng)速率與_之比。（C）A. 擴散速率 B. 外擴散速率 C. 內(nèi)擴散速率 D. 實際反應(yīng)速率42.四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為( )A 1.0 B. 0.25 C0.50 D043包括粒內(nèi)微孔體積在內(nèi)的全顆粒密度稱之為( )A堆(積)密度 B顆粒密度 C真密度 D平均密度44、在全混流反應(yīng)器中，反應(yīng)器的有效容積與進料流體的容積流速之比為_ _。A. 空時B.反應(yīng)時間

18、t C. 停留時間t D. 平均停留時間 45、不屬于氣固相催化反應(yīng)固定床反應(yīng)器擬均相二維模型的特點是_ _。A. 粒子與流體間有溫度差 B. 粒子與流體間無溫度差C. 床層徑向有溫度梯度 D. 床層軸向有溫度梯度46、不屬于氣固相催化反應(yīng)固定床反應(yīng)器擬均相二維模型的特點是_ _。A. 粒子與流體間有濃度差 B. 粒子與流體間無濃度差C. 床層徑向有溫度梯度 D. 床層徑向有濃度梯度47、下列哪一項不屬于流化床反應(yīng)器按深度而分的第級模型的特點_ _。A. 各參數(shù)均為恒值 B. 參數(shù)值不隨床高而變C. 參數(shù)值與氣泡大小無關(guān) D. 參數(shù)值與氣泡大小有48.某一級簡單反應(yīng)，關(guān)鍵組分的轉(zhuǎn)化率為95%，

19、收率為80%，其目的產(chǎn)物的選擇性為 。A.76% B. 80% C.95% D條件不足，無法確定49.在催化反應(yīng)過程中，下面那一個是正確 。A. 催化劑顆粒越小，表面積越大，反應(yīng)速率越大B. 催化劑顆粒越大，床層的壓降越小，反應(yīng)速率越大C. 催化劑顆粒越小，梯爾模數(shù)越小，內(nèi)擴散對催化反應(yīng)速度的影響越大D. 釜式反應(yīng)過程中，攪拌速度越大，外擴撒對催化反應(yīng)的影響越大50.下面對催化反應(yīng)外擴撒的影響正確的是 。A. 氣固相催化反應(yīng)中，氣速越大，對外擴撒影響越小B. 氣固相催化反應(yīng)中，氣速越大，對外擴撒影響越大C. 氣固相催化反應(yīng)中，催化劑顆粒越小，對外擴散影響越小D. 氣固相催化反應(yīng)中，催化劑孔隙率

20、越大，對外擴散影響越小。四、證明及計算1. 在平行反應(yīng) L A M N 其中L為目的產(chǎn)物，在等溫操作中證明，采用PFR cLmax=cA0（1+cA0)；采用CSTR則 cLmax=cA0 1 PA 2 S 3 T2 有如下平行反應(yīng)P為目的產(chǎn)物，各反應(yīng)均為一級不可逆放熱反應(yīng)，反應(yīng)活化能依次為E2E1E3，kj0為j反應(yīng)的指前因子，證明最佳溫度：TOP=E3-E2Rlnk30(E3-E1)k20(E1-E2)3. 在Pt催化劑上進行異丙苯分解反應(yīng)：以A,B及R分別表示異丙苯，苯及丙烯，反應(yīng)步驟如下：（1）（2）（3）若（2）步為速率控制步驟，試推導(dǎo)異丙苯分解的速率方程。4.在銀催化劑上進行乙烯氧

21、化反應(yīng) 2C2H4+O2 2C2H4O以A，B及R分別表示C2H4，O2及C2H4O，反應(yīng)步驟如下：（1）(2) B2+22B（3）A+BR+ (表面反應(yīng))（4）RR+若表面反應(yīng)為速率控制步驟，試推導(dǎo)動力學(xué)方程。5. 氣固相催化反應(yīng)：A+B=C，其反應(yīng)機理如下：A+A B+B A+B C CC+假定符合Langmuir均勻吸附模型，試分別推導(dǎo)動力學(xué)方程：（1） A吸附控制；2 、C脫附控制； 3 表面反應(yīng)控制。6. 在氣固相催化劑表面進行下列氣相可逆反應(yīng)： A+B=R其反應(yīng)機理為： A+1A1 B+2B2A1+ B2R1+2 (速率控制步驟) R1R+1試用Langmuir均勻吸附模型導(dǎo)出該反

22、應(yīng)的本征動力學(xué)方程。7.丁烯在某催化劑上反應(yīng)的到丁二烯的總反應(yīng)為C4H8(A)= C4H6(B)+ H2(C)假設(shè)反應(yīng)按如下步驟進行：A+A AB+C BB+假定符合均勻吸附模型，試推導(dǎo)吸附控制動力學(xué)方程： 8.丁烯在某催化劑上反應(yīng)的到丁二烯的總反應(yīng)為C4H8(A)= C4H6(B)+ H2(C)假設(shè)反應(yīng)按如下步驟進行：A+A AB+C BB+假定符合均勻吸附模型，試推導(dǎo)脫附控制動力學(xué)方程：9.丁烯在某催化劑上反應(yīng)的到丁二烯的總反應(yīng)為C4H8(A)= C4H6(B)+ H2(C)假設(shè)反應(yīng)按如下步驟進行：A+A AB+C BB+假定符合均勻吸附模型，試推導(dǎo)表面反應(yīng)控制動力學(xué)方程：TFBNEMHG

23、DAxC10.如圖所示ABC為某可逆放熱氣-固相催化反應(yīng)平衡曲線，DEF為最佳溫度曲線，回答下列問題：（1）D、E、F三點，哪一點的反應(yīng)速率最大？哪一點反應(yīng)速率最??？（2）A點與B點哪一點的反應(yīng)速率大？ADMNCBTx（3）G、M、E、N各點中，哪一點的反應(yīng)速率最大？（4）D、G、H各點中，哪一點反應(yīng)速率最大？（5）G與M，哪一點的反應(yīng)速率最大？（6） 從圖上相對位置，能否判斷M與N點的反應(yīng)速率相對大小？11在Tx圖上，為平衡曲線，為最佳溫度曲線，AMN為等轉(zhuǎn)化率曲線，指出最大速率點和最小速率點。BCD為等溫線，指出最大速率點和最小速率點。12. 某催化反應(yīng)在500下進行，已知本征反應(yīng)速率rA

24、=7.69610-5pA2 mol/(gs) （式中pA的單位為MPa），催化劑為5mm5mm圓柱體，p=0.8g/cm3 ，顆粒外表面A的分壓pA=0.101325MPa，粒內(nèi)組分A的有效擴散系數(shù)Deff=0.025cm2s。求催化劑的內(nèi)擴散有效因子。13異丙苯在催化劑上脫烷基生成苯，如催化劑為球形，密度為P=1.06kgm-3，空隙率P=0.52，比表面積為Sg=350m2g-1，求在500和101.33kPa，異丙苯在微孔中的有效擴散系數(shù)，設(shè)催化劑的曲折因子=3，異丙苯苯的分子擴散系數(shù)DAB=0.155cm2s-1。14. 已知某均相反應(yīng)，反應(yīng)速率rA=kcA2，k=17.4 ml/(m

25、olmin)，物料密度恒定為0.75 g/ml，加料流量為7.14 L/min，cA0=7.14 mol/L，反應(yīng)器在等溫下進行，試計算下列方案的轉(zhuǎn)化率各為多少。（1）串聯(lián)兩個體積0.25m3的CSTR； (2)一個0.25m3的CSTR后接一個0.25m3的PFR；(3)一個0.25m3的PFR后接一個0.25m3的CSTR；15. 已知某均相反應(yīng)，反應(yīng)速率rA=kcA2，k=17.4 ml/(molmin)，物料密度恒定為0.75 g/ml，加料流量為7.14 L/min，cA0=7.14 mol/L，反應(yīng)器在等溫下進行，試計算下列方案的轉(zhuǎn)化率各為多少。(1)一個0.5m3的PFR； （2

26、）串聯(lián)兩個體積0.25m3的PFR；16. 液相二級不可逆反應(yīng)A+B=C，CA0=CB0，在平推流反應(yīng)器進行試驗，當=10min時xA=0.99，問在相同溫度下為達到相同轉(zhuǎn)化率，采用（1）在全混流反應(yīng)器中進行時，空時為多少？（2）若在兩個等體積串聯(lián)全混流反應(yīng)器中進行時，空時又為多少？17.等溫一級反應(yīng)，依次經(jīng)過體積相等的平推流反應(yīng)器和全混流反應(yīng)器，出口轉(zhuǎn)化率為0.99，若將兩個反應(yīng)器改換次序，問出口轉(zhuǎn)化率為多少？18.等溫二級反應(yīng)，依次經(jīng)過體積相等的平推流反應(yīng)器和全混流反應(yīng)器，出口轉(zhuǎn)化率為0.99，若將兩個反應(yīng)器改換次序，問出口轉(zhuǎn)化率為多少？19. 在全混流反應(yīng)器中進行液-固反應(yīng)，產(chǎn)物為固相，反應(yīng)為1級，已知k=0.02 min-1，固體顆粒的平均停留時間為100 min，求平均