反應(yīng)工程復(fù)習(xí)題庫

1、化環(huán)100607反應(yīng)工程復(fù)習(xí)大綱.填空題1化學(xué)反應(yīng)速率可以表為人前提是反應(yīng)體積恒定2.化學(xué)反應(yīng)過程按操作方法分為間歇操作、連續(xù)操作、半間歇操作（匕）。3.aA+bBpP+sS對于反應(yīng)，則rP4化學(xué)反應(yīng)速率式為-rA=KcC：C£，用濃度表示的速率常數(shù)為KC，假定符合理想氣體狀態(tài)方程，如用壓力表示的速率常數(shù)K，則KC=（RT）3卩）KP。5在構(gòu)成反應(yīng)機(jī)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，該步驟的反應(yīng)速率即代表整個反應(yīng)的速率，其他基元反應(yīng)可視為處于擬平衡態(tài)p（主）6如果平行反應(yīng)s（副）均為一級不可逆反應(yīng)，若竹左副，提高選擇性應(yīng)提高溫度7一級連串反應(yīng)AhPJ

2、S在平推流反應(yīng)器中，為提高目的產(chǎn)物P的收率，應(yīng)降低8氣體在固體表面上的吸附中物理吸附是靠范德華力結(jié)合的，而化學(xué)吸附是靠化學(xué)鍵力結(jié)合的。物理吸附的吸附熱要_小于化學(xué)吸附熱，物理吸附是_多分子層吸附，而化學(xué)吸附是_單分子層吸附uLPDs，（）Pe很大時，即擴(kuò)散系數(shù)相對非常小，反應(yīng)器中物料10.在軸擴(kuò)散模型中，彼克萊準(zhǔn)數(shù)e_的流動形態(tài)接近平推流或活塞流11在軸擴(kuò)散模型中，彼克萊準(zhǔn)數(shù)愈大軸向返混程度就愈小12對于多孔性的催化劑，分子擴(kuò)散很復(fù)雜，當(dāng)孔徑較大時，擴(kuò)散阻力是由分子間碰撞所致，這種擴(kuò)散通常稱為分子擴(kuò)散（容積擴(kuò)散）14氣固相催化反應(yīng)的西勒模數(shù)=13對于多孔性的催化劑，分子擴(kuò)散很復(fù)雜，當(dāng)微孔孔徑在

3、約0.1um時，分子與孔壁的碰撞為擴(kuò)散阻力的主要因素，這種擴(kuò)散稱為努森擴(kuò)散_。，它是表征內(nèi)擴(kuò)散影響的重要參數(shù)，其中L定義為_催化劑顆粒的特征長度。15.工業(yè)催化劑的三個要求是：活性好、選擇性高、壽命長。16具有良好攪拌裝置的釜式反應(yīng)器按全混流反應(yīng)器反應(yīng)器處理，而管徑小，管子較長和流速較大的管式反應(yīng)器按_平推流反應(yīng)器處理。17全混流反應(yīng)器的空時T是反應(yīng)器的反應(yīng)體積與進(jìn)料流體的體積流量之比。18對于恒容的平推流管式反應(yīng)器_平均停留時間、空時_一致。19.對于循環(huán)操作的平推流反應(yīng)器，當(dāng)循環(huán)比B0時為平推流反應(yīng)器，而當(dāng)BR時則相當(dāng)于全混流反應(yīng)器。20對于反應(yīng)級數(shù)n>0的反應(yīng)，為降低反應(yīng)器容積，應(yīng)

4、選用平推流反應(yīng)器為宜。(比較CSTR和PFR所需要的體積，通過作圖很直觀，一個的空時是曲線下面的面積，一個是矩形的面積)21平推流管式反應(yīng)器t二t時，f(t)=_00。平推流管式反應(yīng)器心壬時，f(t)=0_。平推流管式反應(yīng)器t二壬時，F(xiàn)(t)=1_。平推流管式反應(yīng)器tV彳時，F(xiàn)(t)=0_。平推流管式反應(yīng)器其f(8)曲線的方差_0y2平推流管式反應(yīng)器其f(t)曲線的方差°；_01丿et全混流反應(yīng)器t=0時f(t)=t。y2全混流反應(yīng)器其f(8)曲線的方差_1y2全混流反應(yīng)器其f(t)曲線的方差°；PFR的f(t)和F(t)CSTR的f(t)和F(t)冷嚴(yán)吩)=1-嚴(yán)屮|甲二

5、產(chǎn)a；=122脈沖示蹤法測定停留時間分布首先求得的曲線為_f(t)曲線。CAC階躍示蹤法測定停留時間分布o(jì)對應(yīng)曲線為F(t)曲線。)23 微觀流體混合的混合態(tài)稱為_非凝集態(tài)或非離析態(tài)或最大混合態(tài)若流體是分子尺度作為獨(dú)立運(yùn)動單元來進(jìn)行混合，這種流體稱為_微觀流體。若流體是以若干分子所組成的流體微團(tuán)作為單獨(dú)的運(yùn)動單元來進(jìn)行微團(tuán)之間的混合，且在混合時微團(tuán)之間并不發(fā)生物質(zhì)的交換，微團(tuán)內(nèi)部則具有均勻的組成和相同停留時間，這種流體稱為_宏觀流體。宏觀流體混合的混合態(tài)稱為_凝集態(tài)或離析流24 固定床中催化劑不易磨損是一大優(yōu)點(diǎn)，但更主要的是床層內(nèi)流體的流動接近于平推流，因此與返混式的反應(yīng)器相比，可用_較少量的

6、催化劑和_較小的反應(yīng)器容積來獲得較大的生產(chǎn)能力。25 氣固相催化反應(yīng)的西勒模數(shù)的大小可判別內(nèi)擴(kuò)散的影響程度，西勒模數(shù)愈大，則粒內(nèi)的濃度梯度就_愈大，反之，西勒模數(shù)愈小，內(nèi)外濃度愈近于_均一。坦克萊準(zhǔn)數(shù)表示_極限化學(xué)反應(yīng)速率與_極限外擴(kuò)散速率之比，坦克萊準(zhǔn)數(shù)越大，則外擴(kuò)散效率因子_越小，外擴(kuò)散對催化劑顆粒內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的影響越_越嚴(yán)重26在氣一固相催化反應(yīng)中，反應(yīng)速率一般是以單位催化劑的重量為基準(zhǔn)的，如反應(yīng)A-B,A的反應(yīng)速率的定-1dnr=a義為_AWdt。二lJkceT27氣一固相催化反應(yīng)的西勒模數(shù)'De，它是表征內(nèi)擴(kuò)散影響的重要參數(shù)，數(shù)值平方的大小反映了_最大反應(yīng)速率與_最大內(nèi)擴(kuò)散速率

7、_之比。28 活化能的大小直接反映了_反應(yīng)速率對溫度的敏感程度。29 對于氣固相催化放熱反應(yīng)，通常催化劑顆粒內(nèi)部與催化劑顆粒外表面的溫差_較小，催化劑顆粒外表面與氣相主體間的溫差最大可達(dá)到_一個絕熱溫升。30摩爾收率與轉(zhuǎn)化率及選擇性的關(guān)系為收率=轉(zhuǎn)化率X選擇性31. 在建立數(shù)學(xué)模型時，根據(jù)基礎(chǔ)資料建立物料、熱量和動量衡算式的一般式為反應(yīng)消耗量+累積量=輸入量-輸出量，32. 反應(yīng)器的熱穩(wěn)定性是指反應(yīng)器_抗干擾能力的大小，這種擾動是_瞬時的。反應(yīng)器的靈敏性是指參數(shù)波動時，_系統(tǒng)狀態(tài)變化的大小，這種參數(shù)波動是_持續(xù)性的。dQdQr>gdTdT33. 反應(yīng)器設(shè)計(jì)和操作通常要求：_定態(tài)、熱穩(wěn)定和

8、不靈敏.34. 催化劑顆粒或反應(yīng)器熱穩(wěn)定的必要條件為：（移熱速率線斜率放熱速率線斜率或35. 在同一操作條件下，可以有2個或2個以上操作狀態(tài)，均滿足定態(tài)條件：放熱速率=移熱速率，這種現(xiàn)象稱為多態(tài)_，處于高溫下的操作點(diǎn)稱為_高態(tài)，處于低溫的則稱為_低態(tài)36. 絕熱式固定床反應(yīng)器對絕熱的理解為：_與外界無熱交換和_反應(yīng)放熱完全由反應(yīng)物系自身吸收對絕熱式固定床反應(yīng)器，當(dāng)體系絕熱溫升或物料進(jìn)口溫度或穿過催化劑床層氣體線速度時，床層越容易著火（越大、越高、越?。?7. 反應(yīng)器熱交換中，要求采用傳熱面積或溫差進(jìn)行換熱，有利于反應(yīng)器的熱穩(wěn)定。（大、?。?8氣固催化反應(yīng)時，若氣相主體溫度較小幅度的提高，引起催

9、化劑顆粒表面溫度的猛增，這種現(xiàn)象稱為催化劑顆粒，對應(yīng)顆粒著火時的溫度，稱為催化劑顆粒的臨界著火溫度。（著火、氣相主體）（注意催化劑顆粒的臨界著火溫度定義為顆粒著火時對應(yīng)的氣相主體溫度，而不是催化劑顆粒表面溫度，與臨界熄火溫度、CSTR或PFR的飛溫或熄火進(jìn)行比較復(fù)習(xí)）39. 固定床反應(yīng)器在上操作區(qū)（高溫區(qū)、擴(kuò)散控制）進(jìn)行操作時，氣相主體溫度與催化劑顆粒表面的溫差最大可達(dá)到（一個絕熱溫升）（32-39供部分學(xué)有余力的同學(xué)自學(xué)用，不屬考試范圍）40. 非理想流動不一定是由返混造成的，返混造成了和反應(yīng)物濃度的降低。（停留時間分布）二選擇題1化學(xué)反應(yīng)CO+3H2°CH4+H2°，其

10、中化學(xué)反應(yīng)計(jì)量系數(shù)為-1的是哪種物質(zhì)。（A）A.COB.H2CHC.4D.HO計(jì)量系數(shù)的定義，正負(fù)號，注意，反應(yīng)物的化學(xué)計(jì)量系數(shù)為負(fù)，而生成物為正）2對于反應(yīng)aA+bBpP+sS,則rp=(-rA)。(A)(加絕對值)IaIA.B.aC.pD.p3氣相反應(yīng)4A+B-3R+S進(jìn)料時無惰性氣體，A與B以3:1的摩爾比進(jìn)料，則膨脹因子§a=。（C）A. 1/4B.2/3C.-1/4D.-2/3（膨脹因子的定義，注意，膨脹因子表示一摩爾該物質(zhì)完全轉(zhuǎn)化，引起系統(tǒng)體積的變化）4反應(yīng)C4H10A2C2H4+H2，k-2.0s-1，則反應(yīng)級數(shù)n=2，。(B)A.0B.1C.2D.35反應(yīng)A+BfC，

11、已知k=°.15s-1，則反應(yīng)級數(shù)n=。(B)A.0B.1（能夠從單位上反推反應(yīng)級數(shù)）C.2D.36如果平行反應(yīng)S副）均為一級不可逆反應(yīng)，若E±>E提高選擇性應(yīng)A.提高濃度B.降低濃度C.提高溫度副D.降低溫度。(C)7一級連串反應(yīng)APfS在全混流釜式反應(yīng)器中進(jìn)行，使目的產(chǎn)物P濃度最大時的最優(yōu)空時ToptD)ln(K/K)21A.K-KA.21ln(K/K)12BK-K21ln(K/K)1-CQkkC128一級連串反應(yīng)APfS在平推流管式反應(yīng)器中進(jìn)行，使目的產(chǎn)物P濃度最大時的反應(yīng)時間optC)ln(K/K)12B.K2-K121ln(K/K)C.K-KC.21ln(K

12、/K)21D<KKD12（連串反應(yīng)的最佳反應(yīng)時間，由此可求得最佳反應(yīng)器體積，要注意對CSRT，結(jié)論是不一樣的，因?yàn)镃STR的物料衡算方程與PFR不一樣）9一級不可逆液相反應(yīng)A=2R，Jo二2.30kmo1/m3，出口轉(zhuǎn)化率Xa二0.7，每批操作時間t+to=2.06h，裝置的生產(chǎn)能力為50000kg產(chǎn)物R/天，Mr=60，則反應(yīng)器的反應(yīng)體積V為A.19.6B.20.2C.22.2D.23.4（能進(jìn)行間歇反應(yīng)器體積的計(jì)算，間歇反應(yīng)器的反應(yīng)體積決定于一批物料的體積）10對于反應(yīng)級數(shù)nV0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

13、混流串接平推流反應(yīng)器（注意級數(shù)小于0,如果大于0呢？應(yīng)該選用PFR）11于可逆吸熱反應(yīng)，為提高反應(yīng)速率應(yīng)A.提高壓力B.降低壓力。（C）C.提高溫度。(B)D.降低溫度m3。(C)12對于單一反應(yīng)組分的平行反應(yīng)應(yīng)器為。（A）S副），其瞬間收率9p隨ca增大而單調(diào)增大，則最適合的反A. 平推流反應(yīng)器B.全混流反應(yīng)器C.多釜串聯(lián)全混流反應(yīng)器D.全混流串接平推流反應(yīng)器（為提高收率，應(yīng)該在高濃度下操作，所以選擇平推流）13反應(yīng)級數(shù)n=時微觀流體和宏觀流體具有相同的反應(yīng)結(jié)果。（C）A. 0B.0.5C.1D.2（一級反應(yīng)的特殊性，一級往往是一個分界點(diǎn)，由此請自己歸納出至少3點(diǎn)以上一級反應(yīng)的特殊性，均可能

14、考到，比如一級反應(yīng)轉(zhuǎn)化率與反應(yīng)物初始濃度無關(guān)）14下列屬于理想吸附等溫方程的是。（A）A. Langmuir型B.Freundlich型C.Temkin型D.BET型15.下列不屬于Langmuir型等溫吸附的假定的是。（B）A. 均勻表面B.多分子層吸附C.分子間無作用D.吸附機(jī)理相同（理想吸附的概念，L型的吸附方程的成立的前提條件，即將復(fù)雜的吸附過程進(jìn)行模型化簡化的方式）kcn-116氣固催化反應(yīng)的內(nèi)擴(kuò)散模數(shù)=lJ=，其中L為特征長度，若顆粒為圓柱形則L=。（C）DeA. 厚度/2B.RC.R/2D.R/3（L表示催化劑顆粒的特征長度，L增大或減小對西勒模數(shù)的影響，進(jìn)而影響內(nèi)擴(kuò)散效率）18

15、. 對于氣一液相反應(yīng)中等速率反應(yīng)，為提高反應(yīng)速率，使其轉(zhuǎn)變?yōu)榭旆磻?yīng)應(yīng)選用裝置。（D）A. 填料塔B.噴灑塔C.鼓泡塔D.攪拌釜（不同反應(yīng)速率的氣液反應(yīng)，有對應(yīng)的適合的反應(yīng)器，主要處決于反應(yīng)時間的長短即氣液兩相接觸時間的長短，A快，B瞬間，C慢，D可快可慢，應(yīng)用較廣，攪拌劇烈時可加快慢反應(yīng)）19. 工業(yè)上進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)，原料中反應(yīng)物摩爾量之比一般不符合化學(xué)計(jì)量關(guān)系，例如甲烷水蒸氣催化轉(zhuǎn)化反應(yīng)，水蒸氣過量；乙烯催化氧化反應(yīng)制環(huán)氧乙烷，氧過量。所以在反應(yīng)系統(tǒng)的分析計(jì)算中多選用關(guān)鍵組分。根據(jù)實(shí)際需要，關(guān)鍵組分是指：（A，C）A. 不過量的反應(yīng)物B. 目的產(chǎn)物C. 各反應(yīng)物中價值最高的組分D. 價值最高

16、的反應(yīng)產(chǎn)物20如果連續(xù)操作的反應(yīng)器達(dá)到定態(tài)，那么反應(yīng)器中的濃度、溫度等參數(shù)（A）A. 不隨時間變化，可能隨位置變化B. 隨時間變化，也隨位置變化C. 不隨時間變化，也不隨位置變化D. 隨時間變化，但不隨位置變化（連續(xù)反應(yīng)器的定態(tài)的理解，可擴(kuò)展到任何連續(xù)操作的定態(tài)或叫穩(wěn)態(tài)）21間歇反應(yīng)過程是一個非定態(tài)過程，反應(yīng)器的組成隨時間改變。以下說法哪些是正確的：（C,D）A. 間歇操作過程包括了裝料、反應(yīng)、卸料和清洗等步驟，但就反應(yīng)過程本身而言，仍屬于定態(tài)過程B. 在間歇反應(yīng)器中進(jìn)行的單一反應(yīng)，產(chǎn)物的濃度總是隨著反應(yīng)時間的延長而增高C. 在間歇反應(yīng)器中進(jìn)行的復(fù)合反應(yīng)，對于目的產(chǎn)物可能存在最佳的反應(yīng)時間D.

17、 間歇反應(yīng)器中進(jìn)行的反應(yīng)，均可以按恒容處理22在研究多孔催化劑中反應(yīng)分子的吸附問題時，常常用到理想吸附模型（或Langmuir模型），該模型的基本假定中未包括：（C）A. 吸附表面在能量上是均勻的B. 被吸附的分子之間的作用力忽略不計(jì)C. 被吸附分子的大小不予以考慮D. 吸附是單層的（考察L模型的基本假定，理解每個假定在推導(dǎo)中的作用）23. 下列情況哪些屬于變?nèi)莘磻?yīng)過程：（C）A. 間歇反應(yīng)裝置中進(jìn)行的變摩爾反應(yīng)B. 間歇反應(yīng)裝置中進(jìn)行的等摩爾反應(yīng)C. 恒壓反應(yīng)裝置中進(jìn)行的變摩爾反應(yīng)D. 恒壓反應(yīng)裝置中進(jìn)行的等摩爾反應(yīng)24. 在實(shí)際生產(chǎn)中，有時需要對釜式反應(yīng)器進(jìn)行并聯(lián)操作。若要達(dá)到最小的反應(yīng)體

18、積，對并聯(lián)的各釜有一定的要求，即（C）A. 各釜體積相等B. 各釜進(jìn)料流量相同C各釜的空時相同D.都不是（在C的條件下，多個并聯(lián)的CSTR，正好等同于一個同體積的大的反應(yīng)釜）25. 如果選擇性隨轉(zhuǎn)化率的增加而下降，那么不同操作方式下的釜式反應(yīng)器，在相同的轉(zhuǎn)化率下最終收率的大小的順序是：（A）A. 間歇釜、多個釜串聯(lián)、單一連續(xù)釜B. 多個釜串聯(lián)、單一連續(xù)釜、間歇釜C. 單一連續(xù)釜、間歇釜、多個釜串聯(lián)D. 間歇釜、單一連續(xù)釜、多個釜串聯(lián)（間歇與PFR相當(dāng)，多CSTR釜間無返混故返混程度居中，單個個CSTR返混最大）26管式反應(yīng)器是符合活塞流模型的一類理想反應(yīng)器，活塞流模型的假定包括：（B,C）A.

19、 軸向的混合用費(fèi)克定律描述（為軸擴(kuò)散模型）B. 徑向流速分布均勻（同一管截面上溫度、濃度、速度均一）C. 徑向溫度分布均勻D. 速度側(cè)形與層流相同（層流模型）27. 對于自催化反應(yīng)，最合適的反應(yīng)器為。（D）A.全混流反應(yīng)器B.平推流反應(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28. 可以根據(jù)模型中使用參數(shù)的個數(shù)，將流動模型分成單參數(shù)、雙參數(shù)和多參數(shù)模型，下面的說法哪些是對的：CA. 離析流模型是單參數(shù)模型（0）B. 多釜串模型是多參數(shù)模型（1,釜的個數(shù)）C. 軸擴(kuò)散模型是單參數(shù)模型（1,軸向擴(kuò)散系數(shù)）D. 活塞流模型和全混流模型均是單參數(shù)模型（0）29一級反應(yīng)十分特殊，例如：對

20、于一級不可逆反應(yīng)，達(dá)到某一轉(zhuǎn)化率需要的時間與初始濃度無關(guān)。此外，一級反應(yīng)還有很多特殊的性質(zhì)，包括：（A）（級反應(yīng)的特殊性質(zhì)）A.流體的混合特征對反應(yīng)結(jié)果沒有影響B(tài). 系統(tǒng)的返混對反應(yīng)結(jié)果沒有影響C. 混合的時間順序?qū)Ψ磻?yīng)結(jié)果沒有影響D. 反應(yīng)器中的停留時間分布對反應(yīng)結(jié)果沒有影響.30.涉及到多孔催化劑的反應(yīng)過程，常常存在外擴(kuò)散和內(nèi)擴(kuò)散的影響。因此，在研究反應(yīng)的本征反應(yīng)動力學(xué)問題時，需要排除內(nèi)外擴(kuò)散的影響。具體的做法有：（B。C）A. 在保證溫度、反應(yīng)物濃度、空時等不變的前提下，可以提高通過床層的質(zhì)量流速，達(dá)到排除內(nèi)擴(kuò)散的目的B. 在保證溫度、反應(yīng)物濃度、空時等不變的前提下，可以提高通過床層的質(zhì)

21、量流速，達(dá)到排除外擴(kuò)散的目的C. 在保證反應(yīng)條件相同的前提下，可以通過改變顆粒大小排除內(nèi)擴(kuò)散的影響D. 在保證反應(yīng)條件相同的前提下，可以通過改變顆粒大小排除外擴(kuò)散的影響（考察如何排除內(nèi)外擴(kuò)散，內(nèi)外擴(kuò)散排除的原理和判斷方法）31. 在多孔催化劑中進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)，催化劑中存在的擴(kuò)散過程對反應(yīng)有直接的影響。在描述多孔催化劑中的擴(kuò)散過程時，使用有效擴(kuò)散系數(shù)而不是分子擴(kuò)散系數(shù)，其原因包括：（D）A. 化學(xué)反應(yīng)的影響B(tài). 催化劑顆粒內(nèi)孔隙僅占顆粒體積的一部分C. 擴(kuò)散孔道蜿蜒曲折D. B和C綜合作用的結(jié)果（考察有效擴(kuò)散系數(shù)的定義，如何從分子擴(kuò)散系數(shù)修正而來的？）32. 氣體在多孔固體催化劑中進(jìn)行的反應(yīng)，反

22、應(yīng)組分的擴(kuò)散與表面反應(yīng)同時進(jìn)行，那么各步驟之間的關(guān)系應(yīng)該是（C）A. 反應(yīng)物的吸附、表面反應(yīng)和產(chǎn)物的脫附三步并B. 外擴(kuò)散與催化劑中的擴(kuò)散和反應(yīng)是并聯(lián)的C. 內(nèi)擴(kuò)散和表面反應(yīng)屬于并聯(lián)過程D. 對于并聯(lián)過程，存在速率控制步驟（考察七步驟之間的關(guān)系，什么叫速率控制步驟）33. 固定床層內(nèi)流體流動不均勻的主要原因包括：AA. 床層徑向不均勻的空隙分布B. 流速偏低C. 化學(xué)反應(yīng)的影響D. 催化劑顆粒外擴(kuò)散的作用（固定床內(nèi)流速分布的原因）34. 單段絕熱固定床反應(yīng)器的用途也比較廣泛，以下不適合使用單段絕熱固定床反應(yīng)器的情況有:（D）A. 反應(yīng)熱效應(yīng)較小的反應(yīng)B. 溫度對選擇性影響不大的反應(yīng)C. 雖然熱

23、效應(yīng)大，但單程轉(zhuǎn)化率低或存在大量的惰性物料D. 可逆放熱反應(yīng)（單段絕熱無法控溫，C的熱效應(yīng)大但轉(zhuǎn)化率低，或存在惰性物料稀釋熱效應(yīng)，D應(yīng)該采用多段操作，并且段間移熱，以便讓操作溫度接近最佳操作曲線）35. 分批式（間歇）操作的反應(yīng)器非生產(chǎn)性時間（輔助時間）不包括下列哪一。（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36. 下列關(guān)于理想間歇反應(yīng)釜和全混流反應(yīng)釜的說法中，不正確的是：（D）A. 依據(jù)操作方式的不同，理想反應(yīng)釜可分為理想間歇反應(yīng)釜和理想全混流反應(yīng)釜兩類B. 在理想間歇反應(yīng)釜中，假定物料在加入反應(yīng)釜內(nèi)的一瞬間，就達(dá)到分子尺度的混合，即預(yù)混合時間為零C. 在反應(yīng)進(jìn)行的任

24、一時刻，間歇和全混流反應(yīng)釜中，各點(diǎn)的溫度和濃度處處均一D. 完成同樣的生產(chǎn)任務(wù)，理想間歇反應(yīng)釜所需要的反應(yīng)體積總是小于全混流反應(yīng)釜所需要的反應(yīng)體積（D不一定正確，雖然間歇反應(yīng)釜無返混，全混流反應(yīng)釜返混達(dá)到最大，但是考慮到間歇操作反應(yīng)器需要一定的輔助時間，所以需要的反應(yīng)體積相應(yīng)會增大，若間歇操作時輔助時間為零，則D結(jié)論正確）37串聯(lián)反應(yīng)A-P（目標(biāo)產(chǎn)物）一R（副產(chǎn)物）+S,反應(yīng)選擇性=A)n一nppoan一nA.A0AB.n一npnA0n一npn-nC.SS0n一nPP0n一nRR0。(B)38.串聯(lián)反應(yīng)AP（目標(biāo)）一R+S，目標(biāo)產(chǎn)物P的收率二n一nppon一nA0AnB.pnA0n一npP0n

25、一nSS0n一nppoD.n一nD.RR039.在間歇反應(yīng)器中進(jìn)行等溫二級反應(yīng)AB一r=0.01C2mol/1sAA當(dāng)CA0=1mOl/l時，求反應(yīng)至CA=0.01mol/l所需時間t=秒。（D）A.8500B.8900C.9000D.990040.在間歇反應(yīng)器中進(jìn)行等溫一級反應(yīng)A一B，-丁1CAmol/1-s，當(dāng)CA。二1mol/1時，求反應(yīng)至CA=0.01mol/l所需時間t=秒。（B）A.400B.460C.500D.56041全混流釜式反應(yīng)器最多可能有個定態(tài)操作點(diǎn)。（C）A.1B.2C.3D.442.全混流反應(yīng)器中有最多可能有個穩(wěn)定的定態(tài)操作點(diǎn)。（B）A.1B.2C.3D.4（41，4

26、2不在考試范圍內(nèi)）三.簡答題1. 簡述三種理想反應(yīng)器的種類和特征？答：理想反應(yīng)器有三種：理想間歇反應(yīng)釜，全混流反應(yīng)器和平推流反應(yīng)器。其特征分別為BSTR：（對BSTR的理想性要從預(yù)混合和反應(yīng)過程兩個階段進(jìn)行分析）（1）所有反應(yīng)物料被同時加入到反應(yīng)釜中，并且在瞬間混合均勻，即預(yù)混合時間為零。（2）反應(yīng)過程中的任一時刻，反應(yīng)器內(nèi)物料的濃度和溫度處處均一（相等）PFR：（對PFR的理想性要從軸向和徑向兩個方向分析其理想性）（1）通過反應(yīng)器任一截面的物料質(zhì)點(diǎn)，沿同一方向以同一流速流動，在流動方向（軸向）上無混合（返混為零），物料的溫度、濃度沿管長連續(xù)變化（2）任一時刻，同一截面（徑向）上的物料流速、濃

27、度、溫度相等；（3）所有物料質(zhì)點(diǎn)在反應(yīng)器中的停留時間都相同CSTR：（CSTR的理想性分析與BSTR有類似之處，從進(jìn)料一瞬間和反應(yīng)過程兩個階段進(jìn)行分析）1）同一時刻進(jìn)入反應(yīng)器的新鮮物料在瞬間分散混合2）反應(yīng)器內(nèi)物料質(zhì)點(diǎn)完全混合，整個反應(yīng)釜內(nèi)物料濃度和溫度處處相同，且等于出口處物料的濃度和溫度2. 簡述等溫恒容平推流反應(yīng)器空時、反應(yīng)時間、停留時間三者關(guān)系？答：空時是反應(yīng)器的有效容積與進(jìn)料流體的容積流速之比。反應(yīng)時間是反應(yīng)物料進(jìn)入反應(yīng)器后從實(shí)際發(fā)生反應(yīng)的時刻起到反應(yīng)達(dá)某規(guī)定轉(zhuǎn)化率，所需經(jīng)歷的時間。停留時間是指反應(yīng)物進(jìn)入反應(yīng)器的時刻算起到離開反應(yīng)器內(nèi)共停留了多少時間。由于平推流反應(yīng)器內(nèi)物料不發(fā)生返混

28、，具有相同的停留時間且等于反應(yīng)時間，空時等于反應(yīng)體積與進(jìn)口物料體積流量之比，而反應(yīng)為等溫恒容反應(yīng)時，整個反應(yīng)器內(nèi)物料的體積流量均恒定不變，所以三者均相等。（思考：若PFR內(nèi)發(fā)生的是體積膨脹的增分子數(shù)氣相反應(yīng)，三者之間的關(guān)系又是怎樣的？）3. 停留時間分布密度函數(shù)f（t）的含義？（停留時間分布函數(shù)F（t）的含義？）答：在的連續(xù)穩(wěn)定流動系統(tǒng)中，相對于某瞬間t=0流入反應(yīng)器內(nèi)的流體質(zhì)點(diǎn)，在反應(yīng)器出口流體的質(zhì)點(diǎn)中，J®E（t）dt二1.0在器內(nèi)停留了t到t+dt之間的流體的質(zhì)點(diǎn)，占全部質(zhì)點(diǎn)的分率為f（t）dt（分）。o。4. 簡述Langmuir等溫吸附方程的基本特點(diǎn)？答：1）均勻表面（或稱

29、理想表面）：催化劑表面上活性中心分布是均勻的，即催化劑表面各處的吸附能力是均一的（真實(shí)催化劑上活性位通常是不均勻的）2）吸附活化能和脫附活化能與表面吸附的程度無關(guān)（真實(shí)吸附過程，隨著吸附過程的進(jìn)行，吸附活化能增大，脫附活化能降低，若認(rèn)為為線性增大或降低，則為焦母金模型，若認(rèn)為按冪數(shù)關(guān)系增大或降低，則為弗魯?shù)吕锵ＤＰ停?）單分子層吸附（即僅僅只發(fā)生化學(xué)吸附，真實(shí)吸附過程中總是存在某些物理吸附的）4）被吸附的分子間互不影響，也不影響別的分子的吸附（即吸附分子之間無作用力，真實(shí)吸附時，被吸附分子間存在作用力，因而可能影響鄰近活性位上分子的吸附）5簡敘氣固催化反應(yīng)的7個（或合并為5個）步驟。答：1）反

30、應(yīng)物從氣流主體向催化劑的外表面擴(kuò)散2）反應(yīng)物從催化劑外表面向催化劑孔內(nèi)擴(kuò)散；3）反應(yīng)物在催化劑表面上吸附；4）吸附的反應(yīng)物轉(zhuǎn)化成反應(yīng)的生成物；5）反應(yīng)生成物從催化劑表面上脫附下來；6）脫附下來的生成物由催化劑內(nèi)孔向催化劑外表面擴(kuò)散7）產(chǎn)物由催化劑外表面向氣流主體中擴(kuò)散6. 簡述什么叫雙膜理論，并說明其3個特征。雙膜理論：氣液相界面兩側(cè)各存在一個靜止膜：氣膜，液膜，傳質(zhì)速率取決于通過液膜和氣膜的分子擴(kuò)散速率其三個特征為：1）傳質(zhì)阻力集中在氣膜與液膜中，氣液相主體中無阻力2）在氣液界面上，傳質(zhì)組分達(dá)到氣液平衡3）無化學(xué)反應(yīng)在膜內(nèi)發(fā)生時，在氣、液膜內(nèi)，組分濃度與膜厚度呈線性下降關(guān)系7. .解釋努森擴(kuò)

31、散和分子擴(kuò)散分別在何種情況下占優(yōu)勢？答：多孔物質(zhì)催化劑的粒內(nèi)擴(kuò)散較為復(fù)雜。當(dāng)微孔孔徑較大時，分子擴(kuò)散阻力是由于分子間的碰撞所致，這種擴(kuò)散為分子擴(kuò)散。當(dāng)微孔孔徑較小時，分子與孔壁的碰撞機(jī)會超過了分子間的相互碰撞，而成為擴(kuò)散阻力的主要因素，這種擴(kuò)散為努森擴(kuò)散。（另外兩種特殊的擴(kuò)散為：構(gòu)型擴(kuò)散：催化劑的孔徑和分子大小的數(shù)量級相同時；表面擴(kuò)散：指催化劑顆粒內(nèi)表面的擴(kuò)散，量少，一般可忽略）8. 對氣固催化反應(yīng)本征動力學(xué)推導(dǎo)，采用Langmuir-Hinshelwood模型，將會推導(dǎo)出雙曲函數(shù)型動力學(xué)方程，該模型的基本假設(shè)或簡化條件包括哪3點(diǎn)？答：基本假設(shè)包括：1、在吸附-反應(yīng)-脫附三個步驟中必存在一個控

32、制步驟，該控制步驟的速率便是本征反應(yīng)速率；2、除了控制步驟外，其它步驟均處于平衡狀態(tài)（擬平衡態(tài)）；3、吸、脫附過程可用蘭格繆爾吸附模型加以描述9. 簡述固定床反應(yīng)器的優(yōu)、缺點(diǎn)答：催化劑在床層內(nèi)不易磨損；1）床層內(nèi)流體的流動接近于平推流，與返混式反應(yīng)器相比，用較少的催化劑和較小的反應(yīng)器容積來獲得較大的生產(chǎn)能力；（流化床反應(yīng)器內(nèi)返混是較大的）2）固定床中的傳熱較差，對強(qiáng)放熱或吸熱反應(yīng)，床層溫度分布不均勻較為嚴(yán)重；（流化床反應(yīng)器床層溫度分布較均勻）3）催化劑的更換必須停產(chǎn)進(jìn)行。（固定床反應(yīng)器對催化劑容易中毒的反應(yīng)不適合，因?yàn)楦鼡Q頻繁，流化床反應(yīng)器中的催化劑可以連續(xù)進(jìn)行再生）10. 簡述均相反應(yīng)及其動

33、力學(xué)的研究內(nèi)容？答：參與反應(yīng)的各物質(zhì)均處于同一個相內(nèi)進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)稱為均相反應(yīng)。均相反應(yīng)動力學(xué)是研究各種因素如溫度、催化劑、反應(yīng)物組成和壓力等對反應(yīng)速率、反應(yīng)產(chǎn)物分布的影響，并確定表達(dá)這些影響因素與反應(yīng)速率之間定量關(guān)系的速率方程。11. 舉例說明微觀流體和宏觀流體的區(qū)別？答；若流體是分子尺度作為獨(dú)立運(yùn)動單元來進(jìn)行混合，這種流體稱為微觀流體，如均相反應(yīng)；若流體是以若干分子所組成的流體微團(tuán)作為單獨(dú)的運(yùn)動單元來進(jìn)行微團(tuán)之間的混合，且在混合時微團(tuán)之間并不發(fā)生物質(zhì)的交換，微團(tuán)內(nèi)部具有均勻的組成和相同的停留時間，這種流體稱為宏觀流體。如在氣液鼓泡攪拌裝置中，氣體以氣泡方式通過裝置，此時氣體（一個個氣泡）是

34、宏觀流體，而液體為微觀流體，又如固相加工過程中的固體顆粒微團(tuán)，可視為離析流，對應(yīng)為宏觀流體。12. 簡述非理想流動軸向擴(kuò)散模型的定義和特點(diǎn)？答：為了模擬返混所導(dǎo)致流體偏離平推流效果，可借助這種返混與擴(kuò)散過程的相似性，在平推流的基礎(chǔ)上疊加上軸向返混擴(kuò)散相來加以修正，并人為的假定該軸向返混過程可以用費(fèi)克（Fick）定律加以定量描述。所以，該模型稱為“軸向分散模型”（或軸向擴(kuò)散模型），其特點(diǎn)包括：1）在管內(nèi)徑向截面上流體具有均一的流速；2）在流動方向上（軸向）流體假設(shè)存在擴(kuò)散過程，該過程類似于分子擴(kuò)散，符合Fick定律;3）軸向擴(kuò)散系數(shù)De在管內(nèi)為定值；4）徑向不存在擴(kuò)散；5）管內(nèi)不存在死區(qū)或短路。

35、四.計(jì)算題以下四類為基本計(jì)算題型，應(yīng)該熟練掌握：第一類：已知：反應(yīng)動力學(xué)方程（反應(yīng)級數(shù)和活化能或反應(yīng)速率常數(shù)），在間歇反應(yīng)器中進(jìn)行反應(yīng)，給定反應(yīng)物初始濃度（一級反應(yīng)可以不給出初始濃度，為什么？），求達(dá)到某一要求轉(zhuǎn)化率，所需要的反應(yīng)時間。若同時給出輔助時間，給出反應(yīng)器的產(chǎn)能，能求反應(yīng)體積，若又給出裝填系數(shù)，能求反應(yīng)器的體積。求解間歇反應(yīng)器體積的思路為：1. 根據(jù)物料衡算式與動力學(xué)方程結(jié)合求反應(yīng)時間2. 處理一批物料所需要的總時間=反應(yīng)時間+輔助時間3所需要的反應(yīng)體積應(yīng)為處理一批物料的體積=總時間X單位時間處理的物料體積4. 間歇反應(yīng)器的體積=反應(yīng)體積/裝填系數(shù)重點(diǎn)進(jìn)行復(fù)習(xí)的計(jì)算題：3-1，3-2

36、，3-9為簡單類別，7-10的（1）為標(biāo)準(zhǔn)題型，總體難度不會超過3-4（該題動力學(xué)方程相對復(fù)雜，所以計(jì)算難度最大，由于未給定裝填系數(shù)，只能求反應(yīng)體積）在理想間歇反應(yīng)釜中進(jìn)行一級不可逆液相反應(yīng)A乂，Cao二2.30kmo1/m3,k二0.92h-1，出口轉(zhuǎn)化率XA二°7，每批輔助操作時間為0.75小時，裝置的生產(chǎn)能力為50000kg產(chǎn)物R/天，MR=60，裝填系數(shù)為0.8，請計(jì)算所需間歇反應(yīng)釜的體積。解：第一步：動力學(xué)結(jié)合物料衡算方程求解反應(yīng)時間第二步：處理一批物料所需要的時間t總=t+t輔=1.31+0.75=2.06h第三步：計(jì)算單位時間需處理物料的體積5000024x60x(2x

37、2.30x0.7)=10.78m3/A第四步：計(jì)算一批物料的體積，即為反應(yīng)體積：V=V0Xt總=10.78X2.06=22.2m3第五步：計(jì)算反應(yīng)器體積：V反應(yīng)器二V/屮=22.2/0.8=27.75m3第二類：已知反應(yīng)動力學(xué)方程，給定物料的進(jìn)口摩爾流量，進(jìn)口濃度，求達(dá)到某一出口轉(zhuǎn)化率時，所需要的PFR或CSTR的反應(yīng)體積該類題型為基本題型，均為動力學(xué)方程與物料衡算方程結(jié)合求解反應(yīng)體積。要注意的是PFR的物料衡算方程為一微分方程，求解過程中需要進(jìn)行積分，并且要注意當(dāng)進(jìn)行氣相反應(yīng)時，是否為變?nèi)莘磻?yīng)，要注意變?nèi)莘磻?yīng)中的濃度項(xiàng)的變化。而CSTR的物料衡算方程則為一代數(shù)方程，求解相對容易。注意當(dāng)有多個

38、反應(yīng)器串聯(lián)操作時，需要逐釜衡算。重點(diǎn)進(jìn)行復(fù)習(xí)的計(jì)算題：PFR恒容反應(yīng)，CSTR5-2，5-3，7-10(2)(3)為簡單題型，4-1變?nèi)軵FR，4-3有兩種反應(yīng)物的恒容反應(yīng)為標(biāo)準(zhǔn)題型，而7-9,7-15采用了CSTR或PFR的串并聯(lián)，考試難度不會超過7-9,7-15,注意進(jìn)行逐釜衡算時，對排在后面的反應(yīng)器，對PFR進(jìn)口已經(jīng)有一定轉(zhuǎn)化率的情形，積分下限的轉(zhuǎn)化率將不再是零，而CSTR的進(jìn)口轉(zhuǎn)化率將不再是零時，也要注意物料衡算式的變化！在常壓及800r等溫下在活塞流反應(yīng)器進(jìn)行下列氣相均相反應(yīng)：CHCH+HTCH+CH6532664在反應(yīng)條件下該反應(yīng)的速率方程為：r=1.5CC0.5mol/(Ls)T

39、H式中C,C分別為甲苯和氫的濃度(mol/L)，原料處理量為2kmol/h，其中甲苯與氫的摩爾比等于1。TH若反應(yīng)器的直徑為50mm，試計(jì)算甲苯最終轉(zhuǎn)化率為95時的反應(yīng)器長度。解：根據(jù)題意可知甲苯加氫反應(yīng)為恒容過程。原料甲苯與氫的摩爾比等于，即C=CT0H0，則有：CT二CH二CT0(1-Xt)式中下標(biāo)T和H分別代表甲苯和氫，其中：CTQ=°-5xl-013x10=5.68xlQ-3km曲晶RT§314x10x1073=OQCT：.=2/2=1kmol/h(0.27Sx10_zlkmol/s')所以，所需反應(yīng)器體積為：dXdXV=QCJxtt=QCJxtT-r0T00T1.5CC0.50T00T1.5C1.5THT=0.278X10-3J0.95dXT01.5(5.68X10-3)(1-X)1.5T(1-0.95)-0.5=0.4329x=3.006m31.51所以，反應(yīng)器的長度為：3.0060.052x3.14/4=1531.7第三類：給定某一采用脈沖或階躍進(jìn)行RTD試驗(yàn)數(shù)據(jù)，要求求解平均停留時間和方差。注意采用的是脈沖還是階躍法進(jìn)行