反應工程總復習習題(答案)

1、化學反應工程試題答案一、單選題：（共60小題，每題分）1、化學反應工程是研究如下問題的學科： （A）A、化學反應器工程問題 B、化工單元操作 C、反應器特性 D、傳遞特性2、化學反應工程研究的對象是： （A）A、化學反應器 B、單元操作 C、化工流程 D、化學工藝3、連續(xù)操作的反應器的獨立變量為 （C）A、濃度 B、反應時間 C、反應器體積大小4、理想混合的間歇反應器的獨立變量為 （B）A、反應速率 B、反應時間 C、反應空間5、連續(xù)操作的理想混合流反應器的獨立變量是： （C）A、反應物濃度 B、反應時間 C、反應空間6、間歇操作的反應器所具有的特點包括： （A）A、參數(shù)隨時間變化 B、參數(shù)隨

2、空間變化 C、累積量為零 D、累積量不為零7、在對理想的全混流反應器進行物料衡算時，下面哪些量為零： （D）A、流入量 B、流出量 C、反應量 D、累積量8、在對定常態(tài)操作的反應器進行物料衡算時，下面哪些量為零： （D）A、流入量 B、流出量 C、反應量 D、累積量9、穩(wěn)定的定常態(tài)操作點符合如下條件： （A）A、移熱速率大于放熱速率 B、移熱速率小于放熱速率 C、移熱速率等于放熱速率10、若CSTR的某一操作點是穩(wěn)定的定常態(tài)操作點，則該操作狀態(tài)具有的特點是： （C）A、移熱速率大于放熱速率 B、移熱速率小于放熱速率 C、移熱速率等于放熱速率11、在CSTR中進行一級不可逆反應，最多可以有幾個定

3、常態(tài)操作點 （D）A、0 B、1 C、2 D、3 E、412、對于反應級數(shù)大于零的反應，下述情況哪種容積效果最高 （C）A、單釜CSTR B、多釜CSTR C、PFR13、對于自催化反應，下述情況哪種容積效果最高 （A）A、CSTR串聯(lián)PFR B、最優(yōu)循環(huán)比下操作的PFR C、CSTR14、穩(wěn)定的定常態(tài)操作的CSTR反應器在該操作點下列情況是必然成立的： （B）A、移熱速率等于放熱速率 B、移熱速率大于放熱速率 C、移熱速率小于放熱速率15、對于級數(shù)大于零的自催化反應，其動力學線（）一般存在一個極值，下述情況哪種容積效果最高 （D）A、單釜CSTR B、多釜CSTR C、PFR D、CSTR串

4、聯(lián)PFR16、對于反應級數(shù)小于零的反應，下述情況哪種容積效果最高 （A）A、單釜CSTR B、多釜CSTR C、PFR17、對于絕熱的放熱反應，下述哪種操作方式的容積效果最高 （A）A、CSTR串聯(lián)PFR B、最優(yōu)循環(huán)比下操作的PFR C、CSTR18、平推流反應器的空時與反應時間之間的關(guān)系下列哪種說法正確 （C）A、總是相等 B、總是不相等 C、不確定19、全混流反應器的空時與反應時間之間的關(guān)系下列哪種說法正確 （C）A、總是相等 B、總是不相等 C、不確定20、平推流反應器中進行恒溫、恒壓等分子氣相反應時，空時與反應時間之間的關(guān)系下列哪種說法正確 （A）A、總是相等 B、總是不相等 C、不

5、確定21、間歇反應器的反應轉(zhuǎn)化率與反應器大小之間下述說法哪些正確 （B）A、與反應器大小有關(guān) B、與反應器大小無關(guān) C、不確定22、在對間歇反應器進行設計時，反應器體積大小與下述哪個因素有關(guān) （B）A、反應時間 B、單位時間處理量 C、不確定23、從反應器的停留時間分布測定中求得無因次方差，則反應器可近視為： （B）A、理想的平推流反應器 B、理想的全混流反應器 C、理想混合間歇反應器24、從反應器的停留時間分布測定中求得無因次方差，則該反應器可近視為：（A）A、理想的平推流反應器 B、理想的全混流反應器 C、理想混合間歇反應器25、固定催化反應床層的空隙率是影響床層流體流動特性的重要參數(shù)，一

6、般情況下當過大時，會導致流體如下現(xiàn)象產(chǎn)生： （B）A、床層壓降變大 B、溝流現(xiàn)象 C、床層熱點26、采用平推流和全混流反應器進行任意級數(shù)的反應，若反應空時相等，則平推流反應器出口轉(zhuǎn)化率與全混流反應器的出口轉(zhuǎn)化率之間的大小關(guān)系： （C）A、總是大于 B、總是小于 C、不能確定27、若脈沖法測得一反應器存在流體質(zhì)點停留時間分布，則： （C）A、一定存在返混 B、不存在返混 C、不能確定28、若氣固多相催化反應為內(nèi)擴散過程所控制，可以通過下述哪種方法措施減小內(nèi)擴散對反應速度的影響： （B）A、提高流體線速度 B、減小催化劑的粒徑 C、增大線速度、D增大催化劑粒徑29、若氣固多相催化反應為外擴散過程所

7、控制，可以通過下述哪種方法措施減小外擴散對反應速度的影響： （C）A、提高流體線速度 B、減小催化劑的粒徑 C、增大線速度、D增大催化劑粒徑30、若氣固多相催化反應器內(nèi)存在溝流現(xiàn)象，可以通過下述哪種措施加以改良： （B）A、提高流體線速度 B、改善床層空隙率均一 C、增大催化劑粒徑31、若氣固多相催化反應器內(nèi)存在壁效應現(xiàn)象，可以通過下述哪種措施加以改良： （C）A、增大催化劑粒徑 B、減小反應器直徑 C、增大反應器直徑32、若氣固多相催化反應器內(nèi)存在短路流現(xiàn)象，可以通過下述哪種措施加以改良： （B）A、增大催化床層直徑 B、改善床層空隙率均一 C、增大催化劑粒徑33、當分子擴散的平均自由程大于

8、催化劑微孔直徑時，分子在微孔中的擴散為： （A）A、努森擴散 B、分子擴散 C、構(gòu)型擴散34、當分子擴散的平均自由程小于催化劑微孔直徑時，分子在微孔中的擴散為： （B）A、努森擴散 B、分子擴散 C、構(gòu)型擴散35、催化劑顆粒的有效利用系數(shù)與催化劑的顆粒直徑有關(guān)，當顆粒直徑增大時，內(nèi)表面利用率： （B）A、增大 B、減小 C、不變 D、不確定36、催化劑顆粒的有效利用系數(shù)與反應溫度有關(guān)，反應溫度提高，內(nèi)表面利用率： （A）A、增大 B、減小 C、不變 D、不確定37、均相CSTR反應器中放熱S形曲線與移熱直線一般有3個交點，高溫區(qū)交點具有如下特征： （A）A、穩(wěn)定的定常態(tài) B、非穩(wěn)定的定常態(tài) C

9、、不能確定是否穩(wěn)定38、均相CSTR反應器中放熱S形曲線與移熱直線一般有3個交點，中溫區(qū)交點具有如下特征： （B）A、穩(wěn)定的定常態(tài) B、非穩(wěn)定的定常態(tài) C、不能確定是否穩(wěn)定39、均相CSTR反應器中放熱S形曲線與移熱直線一般有3個交點，低溫區(qū)交點具有如下特征： （A）A、穩(wěn)定的定常態(tài) B、非穩(wěn)定的定常態(tài) C、不能確定是否穩(wěn)定40、某反應器經(jīng)脈沖示蹤法測得的實驗數(shù)據(jù)計算得方差à0，則這個反應器近似可看作為： （A）A、理想的平推流反應器 B、理想的全混流反應器 C、理想混合間歇反應器41、下圖中分別代表5股物流；a、b、c、d代表四個操作點；L1、L2、L3分別代表三條不同的關(guān)系曲線，

10、則曲線L1代表的含義為： （B）A、平衡溫度線 B、最優(yōu)溫度線 C、動力學曲線42、如上圖，曲線L2代表的含義為： （A）A、平衡溫度線 B、最優(yōu)溫度線 C、動力學曲線43、如上圖，曲線L3代表的含義為： （C）A、平衡溫度線 B、最優(yōu)溫度線 C、動力學曲線44、如上圖，a點的轉(zhuǎn)化率與d點的轉(zhuǎn)化率之間的關(guān)系為： （B）A、xa>xd B、xa<xd C、xa=xd 45、如上圖，b點與c點之間存在如下關(guān)系： （C）A、xb>xc B、xb<xc C、xb=xc 46、理想平推流反應器串聯(lián)的級數(shù)越多，則流體質(zhì)點經(jīng)過反應器后的離散程度： （C）A、越大 B、越小 C、不變

11、D、不確定47、理想全混流反應器串聯(lián)的級數(shù)越多，則流體質(zhì)點經(jīng)過反應器后的離散程度： （B）A、越大 B、越小 C、不變 D、不確定48、移熱速率大于放熱速率是全混流反應器保持穩(wěn)定操作的： （B）A、充分條件 B、必要條件 C、充分必要條件49、可以通過下述的哪種方法減小固定催化床反應器床層阻力降： （B）A、提高線速度 B、提高床層空隙率 C、提高催化劑的比表面積50、球形催化劑進行一級不可逆反應，可以用梯爾模數(shù)值（）的大小來判斷內(nèi)擴散的影響程度，若球形催化劑顆粒半徑越大，則梯爾模型值越大，內(nèi)擴散影響程度越則：（A）A、越大 B、越小 C、不變51、球形催化劑進行一級不可逆反應，可以用梯爾模數(shù)

12、值（）的大小來判斷內(nèi)擴散的影響程度，若球形催化劑顆粒半徑越大，催化劑顆粒的有效系數(shù)則： （A）A、越大 B、越小 C、不變52、球形催化劑進行一級不可逆反應，可以用梯爾模數(shù)值（）的大小來判斷內(nèi)擴散的影響程度，若反應物在粒內(nèi)有效擴散系數(shù)越大，催化劑顆粒的有效系數(shù)則： （A）A、越大 B、越小 C、不變53、球形催化劑進行一級不可逆反應，可以用梯爾模數(shù)值（）的大小來判斷內(nèi)擴散的影響程度，若所進行的化學反應速率越快，催化劑顆粒的有效利用系數(shù)則： （B）A、越大 B、越小 C、不變54、為了提高級數(shù)相對較高的主反應的選擇性，在反應器選型時，下列哪種說法是合理的： （B）A、返混程度大的優(yōu)于返混程度小的

13、 B、返混程度大的劣于返混程度小的 C、相同55、在一定溫度下達到定常態(tài)的氣固多相催化反應，粒外擴散速率總是 粒內(nèi)化學反應速率： （C）A、大于 B、小于 C、等于56、對于多段絕熱固定床反應器，采用段間換熱裝置的目的主要是為了 （A）A、消除軸向溫度梯度 B、消除徑向溫度梯度 C、消除軸向濃度梯度 D、消除徑向濃度梯度57、若氣固多相催化反應速率被內(nèi)擴散所控制，則反應物氣相主體濃度CAG與催化劑顆粒外表面濃度CAS之間的關(guān)系為： （C）A、CAG大于CAS B、CAG小于CAS C、CAG等于CAS 58、若氣固多相催化反應速率被外擴散所控制，則反應物氣相主體濃度CAG與催化劑顆粒外表面濃度

14、CAS之間的關(guān)系為： （A）A、CAG大于CAS B、CAG小于CAS C、CAG等于CAS 59、可逆放熱反應的x-T曲線如圖所示，在圖中A-H各點中：反應速率為零的點為： （A）（A）A和B和C （B）D和E和F （C）G和H 60、如上圖，在D、E、F三點中，反應速率由大到小的順序為： （A）（A）D>E>F （B）D<E<F （C）無法確定 二、多選題（共20小題，每題1分）1、一個反應器的特性一般從如下哪幾個方面進行描述 （BCE）A、體積大小 B、物質(zhì)傳遞 C、熱量傳遞 D、形狀 E、動量傳遞2、穩(wěn)態(tài)連續(xù)操作的反應器特點包括： （BC）A、參數(shù)隨時間變化 B

15、、參數(shù)隨空間變化 C、累積量為零 D、累積量不為零32、理想平推流反應器達到穩(wěn)定的定常態(tài)操作時，下列哪些說法是正確的： （BC）A、 參數(shù)隨時間變化 B、參數(shù)隨空間變化 C、累積量為零 D、累積量不為零4、在對間歇反應器進行物料衡算時，下面哪些量為零： （AB）A、流入量 B、流出量 C、反應量 D、累積量5、全混流反應器CSTR的特點包括： （AC）A、瞬間理想混合 B、返混程度最小 C、出口物料參數(shù)與器內(nèi)相同 D、獨立變量為時間 6、平推流PFR反應器的特點包括： （BD）A、瞬間理想混合 B、返混程度為零 C、出口物料參數(shù)與器內(nèi)相同 D、獨立變量為空間7、其一級不可逆反應在CSTR中進行

16、時可能有1至3個定常態(tài)操作點，則穩(wěn)定的操作點可能有幾個 （ABC）A、沒有 B、1個 C、2個 D、3個8、可以通過下述何種方式來有效消除固定床反應器的壁效應現(xiàn)象： （BC）A、增大催化劑顆粒粒徑 B、減少催化劑顆粒粒徑 C、增大反應器直徑 D、提高反應器長度9、固定催化反應床層的空隙率是影響床層流體流動特性的重要參數(shù)，一般情況下當過大或床層填充不勻時，會導致流體產(chǎn)生： （ABC）A、溝流現(xiàn)象 B、短路流 C、壁效應 D、床層熱點10、若氣固多相催化反應器內(nèi)存在溝流現(xiàn)象，可以通過下述哪種措施加以改良： （AB）A、減小催化劑粒徑 B、改善床層空隙率均一 C、增大反應器直徑11、若氣固多相催化反

17、應器內(nèi)存在短路流現(xiàn)象，可以通過下述哪種措施加以改良： （AB）A、增大催化床層直徑 B、改善床層空隙率均一 C、增大催化劑粒徑12、氣固多相催化反應本征動力學的推導一般涉及到下列哪些項 （ACD）A、表面吸附 B、內(nèi)擴散 C、表面反應 D、表面脫附 E、外擴散13、可以通過下述的哪種方法減小固定催化床反應器床層阻力降： （BC）A、提高流體線速度 B、減少流體線速率 C、提高床層空隙率14、多釜串聯(lián)操作的全混流反應器在計算出口轉(zhuǎn)化率時可采用公式進行計算，該公式必須滿足三個條件，它們是： （ABD）A、各釜溫度一致 B、各釜體積相同 C、一級可逆反應 D、一級不可逆反應15、如圖所示ABC為某可

18、逆放熱氣-固相催化反應的平衡曲線，DEF為最佳溫度曲線，則反應速度為零的點包括： （be）a、C-F b、A-B c、D-E d、G e、C16、對于多段絕熱固定床反應器，采用段間換熱裝置的目的主要是為了： （AB）A、消除軸向溫度梯度 B、提高反應器容積效率 C、消除軸向濃度梯度17、為了提高級數(shù)相對較高的主反應的選擇性，在反應器選型時，下列哪種做法是合理的： （BC）A、選全混流不選平推流 B、選平推流不選全混流 C、選多釜串聯(lián)的全混流不選單釜全混流D、選間歇反應器不選平推流18、提高氣固多相催化反應催化劑的有效利用系數(shù)的方法包括如下哪幾項 （ACD）A、提高反應溫度 B、增大催化劑的粒徑

19、 C、減少催化劑的粒徑 D、改善內(nèi)擴散速率19、若氣固多相催化反應速率被外擴散所控制，且所進行的催化反應為快反應，CAG代表主體濃度，CAS代表催化劑顆粒外表面濃度，下面的哪幾項是合理存在的 （AC）A、CAG大于CAS B、CAG小于CAS C、CAS近似等于零 D、CAG等于CAS20、重油催化裂化不宜選用的反應器包括： （ABD）A、固定床 B、列管式 C、流化床 D、間歇釜式反應器三、判斷題（共20小題，每題分）1、裝置結(jié)構(gòu)、尺寸、型式影響反應器內(nèi)物料流動、混合、傳熱等，從而改變反應的動力學特性。 （×）2、非等分子反應體系的摩爾膨脹因子不等于零，因此不同反應時間對應的體積流

20、率總將是不一樣的。 （×）3、連續(xù)操作的反應器的空時就是物料在反應器內(nèi)部反應時間。 （×）4、連續(xù)操作的反應器內(nèi)部反應溫度及壓力等條件發(fā)生變化，則空時、空速也將發(fā)生變化。 （）5、對于n>0的反應，PFR的容積效率總是大于間歇釜式的反應器。 （）6、對于反應級數(shù)n>0的反應，完成相同的生產(chǎn)任務，采用多釜串聯(lián)的全混流反應器的容積效率小于單釜操作。 （×）7、平推流反應器進行恒溫恒壓等分子反應時，空間時間與反應時間相等。 （）8、采用全混流反應器進行反應級數(shù)n>0的反應，當生產(chǎn)任務確定后，串聯(lián)的CSTR反應器級數(shù)越多，反應器的容積效率越低。 （

21、15;）9、當多相催化反應過程為外擴散過程所控制時，通過減少催化劑顆粒粒徑可以顯著提高宏觀反應速度。 （×）10、間歇反應器的反應物達到一定的轉(zhuǎn)化率與反應器體積大小無關(guān)，反應器體積大小取決于生產(chǎn)強度。 （）11、對于穩(wěn)態(tài)CSTR反應器內(nèi)進行的化學反應，其反應速率總是固定不變的。 （）12、定常態(tài)操作的CSTR反應器移熱速率與放熱速率相等，則可以認為該反應器是穩(wěn)定的。 （×）13、完成相同的生產(chǎn)任務，對于級數(shù)大于零的反應，多釜串聯(lián)的CSTR反應器容積效率總是高于單釜。 （）14、對于反應級數(shù)n>0的反應，間歇釜式反應器的平均反應速率總是高于全混流 反應器，因此完成相同的

22、生產(chǎn)任務所需要反應器體積總是小于全混流反應器。 （×）15、脈沖實驗測得某一反應器內(nèi)的流體質(zhì)點存在明顯的停留時間分布，則可認為該反應器一定存在返混現(xiàn)象。 （×）16、定常態(tài)操作的CSTR反應器移熱速率等于放熱速率不足以說明該操作點是穩(wěn)定的定常態(tài)操作點。 （）17、可以通過提高固定催化床反應器床層空隙率來降低床層阻力降。 （）18、減少催化劑顆粒粒徑可以顯著提高一個以內(nèi)擴散為控制步驟的多相催化反應過程。 （）19、流體質(zhì)點存在停留時間分布一定是由于返混所造成的。 （×）20、多相催化反應催化劑的效率因子與催化劑的平均孔徑相關(guān)，孔徑越小，則效率因子越大。 （×

23、;）四、簡答題（共6小題，每題5分）1、簡要說明化學反應工程研究的任務主要包括哪些答案要點：（1）研究反應器的三個傳遞特性及所進行反應的動力學特性；（2）確定反應器的型式及操作方式；（3）對反應器進行最佳設計及確定最佳的反應器條件；2、簡要說明研究化學反應工程學的基本方法包括哪些答案要點：基本方法是：模型方法，包括（1）物料衡算模型；（2）熱量衡算模型；（3）動量衡算模型；（4）反應動力學模型；（5）參數(shù)計算式。3、簡要說明反應器的特性具體包括哪些內(nèi)容答案要點：（1）流動狀態(tài)特性；（2）混合狀態(tài)特性；（3）傳熱特性4、理想反應器包括哪些形式試寫出它們的基本設計方程式。答案要點：理想反應器的形式

24、包括：（1）理想混合間歇攪拌反應器；（2）理想平推流反應器；（3）全混流反應器基本設計方程式：（1）理想混合間歇攪拌反應器：（2）理想平推流反應器：（3）全混流反應器：5、氣固多相催化反應一共分為哪七個步驟答案要點：（1）反應物從氣流主體擴散到固體催化劑的外表面（外擴散過程）（2）反應物進一步向催化劑的微孔內(nèi)擴散（內(nèi)擴散過程）（3）反應物在催化劑的表面上被吸附（吸附過程）（4）吸附的反應物轉(zhuǎn)化為反應的生成物（表面反應過程）（5）反應物從催化劑的內(nèi)表面上脫附下來（脫附過程）（6）脫附下來的生成物分子從微孔內(nèi)向外擴散到催化劑外表面處（內(nèi)擴散過程）（7）生成物分子從催化劑外表面擴散到主體氣流中被帶出

25、（外擴散過程）6、單一反應的反應器形式及操作方式的選擇根據(jù)與CA關(guān)系可以包括三種情況，試說明這三種情況分別采用何種反應器形式及操作方式并比較其優(yōu)劣順序。答案要點：（1）與xA呈單調(diào)上升（一切n>0的不可逆等溫反應）：優(yōu)劣順序：平推流-多釜串連全混流-單釜全混流；（2）與xA呈單調(diào)下降（一切n<0的不可逆等溫反應）：優(yōu)劣順序：單釜全混流-多釜串連全混流-平推流；（3）與xA的曲線上存在極小值（自催化反應或絕熱操作的放熱反應具有該特性）優(yōu)劣順序：單釜全混流串連平推流平推流全混流；五、計算題（共2小題，每題5分）1、（5分）某反應器的脈沖示蹤的測試數(shù)據(jù)如下：t, s1020304050607080C, g/L03554210應用此反應器進行一級不可逆反應，已知該反應在全混流反應器內(nèi)進行時，當在相同的下，其出口轉(zhuǎn)化率，試求該反應在本反應器中進行時的出口轉(zhuǎn)化率（設可按多釜串聯(lián)模型模擬）。解：（1）求該反應的平衡