2023年反應(yīng)工程考試習(xí)題庫及答案

第一章緒論1.化學(xué)反映工程是一門研究______________的科學(xué)。（化學(xué)反映的工程問題）2.化學(xué)反映工程是一門研究化學(xué)反映的工程問題的科學(xué)，既以_______作為研究對象，又以_______為研究對象的學(xué)科體系。（化學(xué)反映、工程問題）3._______是化學(xué)反映工程的基礎(chǔ)。（三傳一反）4.化學(xué)反映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）5.化學(xué)反映工程中的“三傳一反”中的三傳是指_______、_______、_______。（傳質(zhì)、傳熱、動量傳遞）6.不管是設(shè)計(jì)、放大或控制，都需要對研究對象作出定量的描述，也就要用數(shù)學(xué)式來表達(dá)個參數(shù)間的關(guān)系，簡稱_______。（數(shù)學(xué)模型）7.在建立數(shù)學(xué)模型時(shí)，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_______。（累積量=輸入量-輸出量）8.“三傳一反”是化學(xué)反映工程的基礎(chǔ)，其中所謂的一反是指_______。（D）A．化學(xué)反映B.反映工程C.反映熱力學(xué)D.反映動力學(xué)9.“三傳一反”是化學(xué)反映工程的基礎(chǔ)，下列不屬于三傳的是_______。（A）A.能量傳遞B.質(zhì)量傳遞C.熱量傳遞D.動量傳遞第二章均相反映動力學(xué)1.均相反映是指_。（參與反映的物質(zhì)均處在同一相）2.對于反映，則_______。（）3.著眼反映組分K的轉(zhuǎn)化率的定義式為_______。（）4.當(dāng)計(jì)量方程中計(jì)量系數(shù)的代數(shù)和等于零時(shí)，這種反映稱為_______，否則稱為_______。（等分子反映、非等分子反映）5.化學(xué)反映速率式為，用濃度表達(dá)的速率常數(shù)為，假定符合抱負(fù)氣體狀態(tài)方程，如用壓力表達(dá)的速率常數(shù)，則=_______。（）6.化學(xué)反映的總級數(shù)為n，如用濃度表達(dá)的速率常數(shù)為，用逸度表達(dá)的速率常數(shù)，則=_______。（）7.化學(xué)反映的總級數(shù)為n，如用濃度表達(dá)的速率常數(shù)為，用氣體摩爾分率表達(dá)的速率常數(shù)，則=_______。（）8.在構(gòu)成反映機(jī)理的諸個基元反映中，假如有一個基元反映的速率較之其他基元反映慢得多，他的反映速率即代表整個反映的速率，其他基元反映可視為處在_______。（擬平衡常態(tài)）9.當(dāng)構(gòu)成反映機(jī)理的諸個基元反映的速率具有相同的數(shù)量級時(shí)，既不存在速率控制環(huán)節(jié)時(shí)，可假定所有各步基元反映都處在_______。（擬定常態(tài)）10.活化能的大小直接反映了______________對溫度的敏感限度。（反映速率）11.一個可逆的均相化學(xué)反映，假如正、逆兩向反映級數(shù)為未知時(shí)，采用______________法來求反映級數(shù)。（初始速率法）12.生成主產(chǎn)物的反映稱為_______，其它的均為_______。（主反映、副反映）13.平行反映均為一級不可逆反映，若＞，選擇性Sp與_______無關(guān)，僅是_______的函數(shù)。（濃度、溫度）14.假如平行反映均為一級不可逆反映，若＞，提高選擇性應(yīng)_____。(提高溫度)15.一級連串反映在全混流釜式反映器中，則目的產(chǎn)物P的最大濃度______、______。（、）16.一級連串反映在平推流反映器中，則目的產(chǎn)物P的最大濃度_______、______。（、）17.一級連串反映在間歇式全混流反映器中，則目的產(chǎn)物P的最大濃度_______、______。（、）18.一級連串反映在平推流反映器中，為提高目的產(chǎn)物P的收率，應(yīng)______。（減少）19.鏈反映的三個階段為_______、_______、_______。（鏈的引發(fā)、鏈的傳播、鏈的終止）20.下列屬于均相反映的是_______。（B）A.煤炭燃燒B.氫氣燃燒C.離子互換D.加氫裂解21.下列屬于均相反映的是_______。（A）A.乙酸乙酯水解B.CuO的還原C.加氫脫硫D.電石水解22.下列屬于均相反映的是_______。（C）A.催化重整B.催化裂解C.HCl與NaOH的中和D.水泥制造23.下列屬于非均相反映的是_______。（D）A.乙酸乙酯水解B.氫氣燃燒C.HCl與NaOH的中和D.催化裂解24.下列屬于非均相反映的是_______。（B）A.乙酸和乙醇的酯化B.加氫脫硫C.氫氣燃燒D.烴類氣相裂解25.化學(xué)反映，其中化學(xué)反映計(jì)量系數(shù)為-1的是哪種物質(zhì)______。（A）A.B.C.D.26.化學(xué)反映，其中化學(xué)反映計(jì)量系數(shù)為+2的是哪種物質(zhì)______。（D）A.B.C.D.27.對于一非恒容均相化學(xué)反映，反映組分A的化學(xué)反映速率_______。（A）A.B.C.D.28.對于一非恒容均相化學(xué)反映，反映產(chǎn)物B的化學(xué)反映速率_______。（B）A.B.C.D.29.對于反映，則_______。（A）A.B.C.D.30.對于反映，則_______。（C）A.B.C.D.31.氣相反映4A+B→3R+S進(jìn)料時(shí)無惰性氣體，A與B以3∶1的摩爾比進(jìn)料，則膨脹因子=_______。（C）A.1/4B.2/3C.–1/4D.–2/332.氣相反映A+B→3P+S進(jìn)料時(shí)無惰性氣體，A與B以1∶1摩爾比進(jìn)料，則膨脹因子=_______。（D）A.–2B.–1C.1D.233.氣相反映2A+B→3P+S進(jìn)料時(shí)無惰性氣體，A與B以2∶1摩爾比進(jìn)料，則膨脹因子=_______。（C）A.–1B.–1/2C.1/2D.134.氣相反映2A+B→3P+S進(jìn)料時(shí)無惰性氣體，A與B以3∶2摩爾比進(jìn)料，則膨脹因子=_______。（D）A.–1B.1/3C.2/3D.135.氣相反映進(jìn)料時(shí)無惰性氣體，與以1∶2摩爾比進(jìn)料，則膨脹因子=_______。（A）A.–2B.-1C.1D.236.氣相反映進(jìn)料時(shí)無惰性氣體，與以1∶2摩爾比進(jìn)料，則膨脹因子=_______。（B）A.–1B.–1/2C.1/2D.137.氣相反映進(jìn)料時(shí)無惰性氣體，與以2∶3摩爾比進(jìn)料，則膨脹因子=_______。（B）A.–1B.–2/3C.2/3D.138.化學(xué)反映速率式為，如用濃度表達(dá)的速率常數(shù)為，用壓力表達(dá)的速率常數(shù)為，則=_______。（B）A.B.C.D.39.化學(xué)反映速率式為，如用濃度表達(dá)的速率常數(shù)為，用壓力表達(dá)的速率常數(shù)為，則=_______。（D）A.B.C.D.40.反映，，則反映級數(shù)n=_______。（B）A.0B.1C.2D.341.反映A+B→C，已知，則反映級數(shù)n=_______。（B）A.0B.1C.2D.342.反映3A→P，已知，則反映級數(shù)n=_______。（A）A.0B.1C.2D.343.反映，已知，則反映級數(shù)n=_______。（C）A.0B.1C.2D.344.反映，已知，則反映級數(shù)n=_______。（C）A.0B.1C.2D.345.反映，已知，則反映級數(shù)n=_______。（C）A.0B.1C.2D.346.反映A+B→C，已知，則反映級數(shù)n=_______。（A）A.0B.1C.2D.347.下列屬于平行反映的是_______。（C）A.A+B→PB.C.D.A+B→P=R+S

48.串聯(lián)反映A→P（目的）→R+S，目的產(chǎn)物P的得率=_______。（B）A.B.C.D.49.串聯(lián)反映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.50.串聯(lián)反映A→P（目的）→R+S，目的產(chǎn)物P的總收率=_______。（A）A.B.C.D.

51.假如平行反映均為一級不可逆反映，若＞，提高選擇性應(yīng)_______。（B）A.提高濃度B.提高溫度C.減少濃度D.減少溫度52.假如平行反映均為一級不可逆反映，若＞，提高收率應(yīng)_______。（C）A.提高濃度B.減少濃度C.提高溫度D.減少溫度53.一級連串反映A→P→S在全混流釜式反映器中進(jìn)行，使目的產(chǎn)物P濃度最大時(shí)的最優(yōu)空時(shí)_______。（D）A.B.C.D.54.一級連串反映在全混流釜式反映器中，則目的產(chǎn)物P的最大濃度_______。（B）A.B.C.D.55.一級連串反映在間歇式反映器中，則目的產(chǎn)物P的最大濃度_______。（A）A.B.C.D.56.一級連串反映在平推流管式反映器中，則目的產(chǎn)物P的最大濃度_______。（A）A.B.C.D.57.一級連串反映A→P→S在間歇式反映器中進(jìn)行，使目的產(chǎn)物P濃度最大時(shí)的反映時(shí)間_______。（D）A.B.C.D.58.一級連串反映A→P→S在平推流管式反映器中進(jìn)行，使目的產(chǎn)物P濃度最大時(shí)的反映時(shí)間_______。（C）A.B.C.D.59.下列反映沒有涉及到鏈反映的是_______。（B）A.石油裂解B.酯化反映C.烴類氧化D.聚合反映60.簡述均相反映及其動力學(xué)的研究內(nèi)容？答：參與反映的各物質(zhì)均處在同一個相內(nèi)進(jìn)行的化學(xué)反映稱為均相反映。均相反映動力學(xué)是研究各種因素如溫度、催化劑、反映物組成和壓力等對反映速率、反映產(chǎn)物分布的影響，并擬定表達(dá)這些影響因素與反映速率之間定量關(guān)系的速率方程。61.簡述鏈鎖反映所具有的基本特性？答：1）鏈反映具有三個階段：鏈的引發(fā)、鏈的傳播和鏈的終止；2）鏈的引發(fā)和傳播均需要通過游離原子或游離基；3）游離原子和游離基均具有較高活性，容易受器壁或其它惰性物的作用而重新生成穩(wěn)定的分子，從而使鏈反映終止。62.反映2NO+2H2=N2+2H2O，實(shí)驗(yàn)測得速率方程為：。試設(shè)定能滿足實(shí)驗(yàn)結(jié)果的反映機(jī)理。解：機(jī)理（1）：（慢）①（快）②所以與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相同機(jī)理（2）：（快速）③（慢速）④（快）⑤③達(dá)擬平衡態(tài)，④為速控環(huán)節(jié)由③得代入此機(jī)理與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相同，選機(jī)理（2），因其無叁分子反映，而機(jī)理（1）是。63.由A和B進(jìn)行均相二級不可逆反映A+B=S，速率方程：=。求：（1）當(dāng)時(shí)的積分式（2）當(dāng)時(shí)的積分式解：（1）CA與CB之比保持恒定所以積分得寫成轉(zhuǎn)化率時(shí)（2）式中：積分得64.反映A→B為n級不可逆反映。已知在300K時(shí)要使A的轉(zhuǎn)化率達(dá)成20%需12.6分鐘，而在340K時(shí)達(dá)成同樣的轉(zhuǎn)化率僅需3.20分鐘，求該反映的活化能E。解：即達(dá)20%時(shí)，式中M為常數(shù)∴E=29.06（kJ/mol）65.考慮下述連串反映:，已知上述反映中每一步均為一級反映，試求A、B和C的濃度隨間變化的函數(shù)式。解:對于反映物A，應(yīng)有:積分得對于B,應(yīng)有將上式兩端乘以可得即將上式積分得,第三章抱負(fù)反映器1.抱負(fù)反映器是指_______、_______。[抱負(fù)混合（完全混合）反映器、平推流（活塞流或擠出流）反映器]2.具有良好攪拌裝置的釜式反映器按_______反映器解決，而管徑小，管子較長和流速較大的管式反映器按_______反映器解決。（抱負(fù)混合反映器、平推流）3.分批式完全混合反映器操作的優(yōu)化分析是以_______、_______為目的進(jìn)行優(yōu)化的。（平均生產(chǎn)速率最大、生產(chǎn)經(jīng)費(fèi)最低）4.全混流反映器的空時(shí)τ是_______與_______之比。（反映器的有效容積、進(jìn)料流體的容積流速）5.全混流反映器的容積效率η為_______與_______之比。（反映時(shí)間t、空時(shí)τ）6.全混流反映器的放熱速率=______________。（）7.全混流反映器的移熱速率=______________。（）8.全混流反映器的定常態(tài)操作點(diǎn)的判據(jù)為_______。（）9.全混流反映器穩(wěn)定的定常態(tài)操作點(diǎn)的判據(jù)為_______、_______。（、）10.全混流反映器的返混_______。（最大）11.平推流反映器的返混為_______。（零）12.對于恒容的平推流管式反映器_______、_______、_______一致。（平均停留時(shí)間、反映時(shí)間、空時(shí)）13.對于恒容的_______管式反映器平均停留時(shí)間、反映時(shí)間、空時(shí)一致。（平推流）14.假如將平推流反映器出口的產(chǎn)物部分的返回到入口處與原始物料混合，這類反映器為_______的平推流反映器。（循環(huán)操作）1對于循環(huán)操作的平推流反映器，當(dāng)循環(huán)比β→0時(shí)為_______反映器，而當(dāng)β→∞時(shí)則相稱于_______反映器。（平推流、全混流16.對于循環(huán)操作的平推流反映器，當(dāng)循環(huán)比β→0時(shí)反映器內(nèi)返混為_______，而當(dāng)β→∞時(shí)則反映器內(nèi)返混為_______。（零、最大）17.對于絕熱操作的放熱反映，最合適的反映器類型為_______。（全混流串平推流）18.對于反映級數(shù)n＜0的反映，為減少反映器容積，應(yīng)選用_______反映器為宜。（全混流）19.對于反映級數(shù)n＞0的反映，為減少反映器容積，應(yīng)選用_______反映器為宜。（平推流）20.對于自催化反映，最合適的反映器為_______。（全混流串平推流）21.對于可逆的放熱反映，使反映速率最大的反映溫度_______。（）22.對于可逆的放熱反映，達(dá)成化學(xué)反映平衡時(shí)的溫度_______。（）23.分批式操作的完全混合反映器非生產(chǎn)性時(shí)間不涉及下列哪一項(xiàng)_______。（B）A.加料時(shí)間B.反映時(shí)間C.物料冷卻時(shí)間D.清洗釜所用時(shí)間

24.在間歇反映器中進(jìn)行等溫二級反映A→B，，當(dāng)時(shí)，求反映至所需時(shí)間t=_______秒。（D）A.8500B.8900C.9000D.990025.在間歇反映器中進(jìn)行等溫一級反映A→B，，當(dāng)時(shí)，求反映至所需時(shí)間t=_______秒。（B）A.400B.460C.500D.56026.在全混流反映器中，反映器的有效容積與進(jìn)料流體的容積流速之比為_______。（A）A.空時(shí)τB.反映時(shí)間tC.停留時(shí)間tD.平均停留時(shí)間27.全混流反映器的容積效率η大于1.0時(shí)，且隨著的增大而增大，此時(shí)該反映的反映級數(shù)n_______。（A）A.＜0B.=0C.≥0D.＞028.全混流反映器的容積效率η小于1.0時(shí)，且隨著的增大而減小，此時(shí)該反映的反映級數(shù)n_______。（D）A.＜0B.=0C.≥0D.＞029.全混流反映器的容積效率η=1.0時(shí)，該反映的反映級數(shù)n_______。（B）A.＜0B.=0C.≥0D.＞030.全混流釜式反映器最多也許有_______個定常態(tài)操作點(diǎn)。（C）A.1B.2C.3D.431.全混流反映器中有_______個穩(wěn)定的定常態(tài)操作點(diǎn)。（B）A.1B.2C.3D.432.對于_______的反映器在恒容反映過程的平均停留時(shí)間、反映時(shí)間、空時(shí)是一致的。（D）A.間歇式反映器B.全混流反映器C.攪拌釜式反映器D.平推流管式反映器33.一級不可逆液相反映，，出口轉(zhuǎn)化率，每批操作時(shí)間，裝置的生產(chǎn)能力為50000kg產(chǎn)物R/天，=60，則反映器的體積V為_______。（C）A.19.6B.20.2C.22.2D.23.434.對于自催化反映，最合適的反映器為_______。（D）A.全混流反映器B.平推流反映器C.循環(huán)操作的平推流反映器D.全混流串接平推流反映器35.對于絕熱操作的放熱反映，最合適的反映器為_______。（D）A.平推流反映器B.全混流反映器C.循環(huán)操作的平推流反映器D.全混流串接平推流反映器36.對于反映級數(shù)n＜0的不可逆等溫反映，為減少反映器容積，應(yīng)選用_______。（B）A.平推流反映器B.全混流反映器C.循環(huán)操作的平推流反映器D.全混流串接平推流反映器37.對于反映級數(shù)n＞0的不可逆等溫反映，為減少反映器容積，應(yīng)選用_______。（A）A.平推流反映器B.全混流反映器C.循環(huán)操作的平推流反映器D.全混流串接平推流反映器38.對于可逆放熱反映，為提高反映速率應(yīng)_______。（C）A.提高壓力B.減少壓力C.提高溫度D.減少溫度

39.對于單一反映組分的平行反映，其瞬間收率隨增大而單調(diào)增大，則最適合的反映器為_______。（A）A.平推流反映器B.全混流反映器C.多釜串聯(lián)全混流反映器D.全混流串接平推流反映器

40.對于單一反映組分的平行反映，其瞬間收率隨增大而單調(diào)下降，則最適合的反映器為_______。（B）A.平推流反映器B.全混流反映器C.多釜串聯(lián)全混流反映器D.全混流串接平推流反映器41.簡述抱負(fù)反映器的種類？答：通常所指的抱負(fù)反映器有兩類：抱負(fù)混合（完全混合）反映器和平推流（活塞流或擠出流）反映器。所謂完全混合流反映器是指器內(nèi)的反映流體瞬間達(dá)成完全混合，器內(nèi)物料與反映器出口物料具有相同的溫度和濃度。所謂平推流反映器是指器內(nèi)反映物料以相同的流速和一致的方向進(jìn)行移動，不存在不同停留時(shí)間的物料的混合，所有的物料在器內(nèi)具有相同的停留時(shí)間。42.簡述分批式操作的完全混合反映器？答：反映物料一次性投入反映器內(nèi)，在反映過程中，不再向器內(nèi)投料，也不出料，待達(dá)成反映規(guī)定的轉(zhuǎn)化率后，一次性出料，每批操作所需生產(chǎn)時(shí)間為反映時(shí)間與非生產(chǎn)性時(shí)間之和，非生產(chǎn)性時(shí)間涉及加料、排料和物料加熱、冷卻等用于非反映的一切輔助時(shí)間。43.簡述等溫恒容平推流反映器空時(shí)、反映時(shí)間、停留時(shí)間三者關(guān)系？答：空時(shí)是反映器的有效容積與進(jìn)料流體的容積流速之比。反映時(shí)間是反映物料進(jìn)入反映器后從實(shí)際發(fā)生反映的時(shí)刻起到反映達(dá)某一限度所需的反映時(shí)間。停留時(shí)間是指反映物進(jìn)入反映器的時(shí)刻算起到離開反映器內(nèi)共停留了多少時(shí)間。由于平推流反映器內(nèi)物料不發(fā)生返混，具有相同的停留時(shí)間且等于反映時(shí)間，恒容時(shí)的空時(shí)等于體積流速之比，所以三者相等。44.對于可逆放熱反映如何選擇操作溫度？答：1）對于放熱反映，要使反映速率盡也許保持最大，必須隨轉(zhuǎn)化率的提高，按最優(yōu)溫度曲線相應(yīng)減少溫度；2）這是由于可逆放熱反映，由于逆反映速率也隨反映溫度的提高而提高，凈反映速率出現(xiàn)一極大值；3）而溫度的進(jìn)一步提高將導(dǎo)致正逆反映速率相等而達(dá)成化學(xué)平衡。45.對于反映，，；，，當(dāng)＞時(shí)如何選擇操作溫度可以提高產(chǎn)物的收率？答：對于平行反映，所以，當(dāng)＞時(shí)應(yīng)盡也許提高反映溫度，方可提高R的選擇性，提高R的收率。46.在間歇釜中一級不可逆反映，液相反映A→2R，kmol/m3·h，k=9.52×109exp[-7448.4/T]h-1，2.3kmol/m3，60，0，若轉(zhuǎn)化率0.7，裝置的生產(chǎn)能力為50000kg產(chǎn)物R/天。求50℃等溫操作所需反映器的有效容積？（用于非生產(chǎn)性操作時(shí)間t0=0.75h）解：反映終了時(shí)R的濃度為47.該反映在全混流反映器中進(jìn)行，以AlCl3為催化劑，反映溫度20℃，液料的體積流速為0.5m3/h，丁二烯和丙烯酸甲酯的初始濃度分別為96.5mol/m3，184mol/m3，催化劑的濃度為6.63mol/m3。速率方程，式中k=1.15×10-3m3/mol·ks，若規(guī)定丁二烯轉(zhuǎn)化率為40%。求：1）反映器的體積V；2）容積效率η。解：1）A+B→C對于全混流反映器∵∴∵∴2）在分批式反映器內(nèi)的反映時(shí)間為48.在全混流反映器中一級不可逆反映，液相反映A→2R，kmol/m3·h，k=9.52×109exp[-7448.4/T]h-1，2.3kmol/m3，60，0，若轉(zhuǎn)化率0.7，裝置的生產(chǎn)能力為50000kg產(chǎn)物R/天。求50℃等溫操作所需反映器的有效容積和它的容積效率？（用于非生產(chǎn)性操作時(shí)間t0=0.75h）解：（1）進(jìn)料速度v0 （2）反映器有效容積V(3)49.現(xiàn)有一有效容積為0.75m3的攪拌釜反映器，其內(nèi)設(shè)立有換熱面積為5.0m2的冷卻盤管。欲運(yùn)用改反映器來進(jìn)行A→R的一級不可逆的液相反映，其速率常數(shù)，反映熱，原料液中A的濃度，但不含反映產(chǎn)物R。此原料液的密度ρ=1050g/l；定壓比熱（J/g·℃）。規(guī)定原料液的進(jìn)料流率為，反映器出口的反映液中?？倐鳠嵯禂?shù)U=209.2（KJ/m2·h·℃）。所用的冷卻介質(zhì)的溫度為25℃。試求滿足上述反映規(guī)定所需的反映溫度以及料液的起始溫度T0。解：1)計(jì)算反映溫度T根據(jù)2）50.乙酸酐發(fā)生水解，反映溫度25℃，k=0.1556min-1，采用三個等體積的串聯(lián)全混流釜進(jìn)行反映，每個釜體積為1800cm3，求使乙酸酐的總轉(zhuǎn)化率為60%時(shí)，進(jìn)料速度。解：初始濃度為，離開第一釜為，依次為、?！摺鄬Φ诙獙τ诘润w積釜串聯(lián)同理∴τ=2.3（min）51.串聯(lián)全混流反映器進(jìn)行一級不可逆反映，假定各釜容積、溫度相同，試計(jì)算N為1，2，3的反映有效容積，如不考慮非生產(chǎn)性操作時(shí)間的條件下分批式反映器的有效容積。解：運(yùn)用N(個)123V（）97.847.037.6若采用分批式52.應(yīng)用兩個按最優(yōu)容積比串聯(lián)的全混流釜進(jìn)行不可逆的一級液相反映，假定各釜的容積和操作溫度都相同，已知此時(shí)的速率常數(shù)k=0.92h-1，原料液的進(jìn)料速度=10m3/h，規(guī)定最終轉(zhuǎn)化率0.9，試求V1、V2和總?cè)莘eV。解：對于一級不可逆反映應(yīng)有代入得整理得∵，∴∴總?cè)莘e53.用兩串聯(lián)全混流反映器進(jìn)行一個二級不可逆等溫反映，已知在操作溫度下規(guī)定出口xA=0.9，計(jì)算該操作最優(yōu)容積比和總?cè)莘eV。解：代入 總?cè)莘e54.應(yīng)用管徑為D=12.6cm的管式反映器來進(jìn)行一級不可逆的氣體A的熱分解反映，其計(jì)量方程為A=R+S；速率方程為；而k=7.8×109exp[-19220/T](s-1),原料為純氣體A,反映壓力P=5atm下恒壓反映,T=5000C。0.9,=1.55kmol/h,求所需反映器的管長L,停留時(shí)間t，空時(shí)τ（抱負(fù)氣體）。解：反映氣體的進(jìn)料體積流速為：反映流體在管內(nèi)的體積流速為：此處：（純氣體）；，，∴而∴55.液相原料中反映物A進(jìn)入平推流反映器中進(jìn)行的反映，已知。求：1）當(dāng)出口濃度時(shí)的進(jìn)料流。2)當(dāng)進(jìn)料流量時(shí)出口濃度。解：1）2）56.自催化反映A+R→2R，其速率方程為：，在70℃下等溫地進(jìn)行此反映，在此溫度下k=1.512m3/kmol·h；其它數(shù)據(jù)如下：0.99kmol/m3；0.01kmol/m3；10m3/h；規(guī)定反映的轉(zhuǎn)化率0.99。試求：1）在全混流反映器中反映所需的容積；2）在平推流反映器中反映所需的容積。解：令∴1）全混流反映器所需的容積2）平推流反映器所需的容積57.(A)(P)(S)反映速度；，在恒溫恒容下求(a)平推流(b)全混流,求，其中,,。解:(a)()=(=0.477mol/=0.155mol/l==3.08(b)==()∴==0.5mol/l=0.333mol/l=0.167mol/l=2.058.(A)(P)(S)反映速度；，在恒溫恒容下求等容積的兩釜串聯(lián)全混流反映器內(nèi)進(jìn)行這一反映時(shí),求目的產(chǎn)物P的選擇性，其中,,。解：等容積釜串聯(lián)應(yīng)有對第二個全混流反映器作物料衡算∴=對于P:∴+=0.444mol/l+∴=1-(0.444+0.391)=0.165mol/l==2.3759.醋酸甲酯的水解反映如下：CH3COOCH3+H2O→CH3COOH+CH3OH，產(chǎn)物CH3COOH在反映中起催化劑的作用，已知反映速度與醋酸甲酯和醋酸的濃度積成正比。（1）

在間歇反映器中進(jìn)行上述反映。醋酸甲酯和醋酸的初始濃度分別為500和50mol/m3。實(shí)驗(yàn)測得當(dāng)反映時(shí)間為5400s時(shí)，醋酸甲酯的轉(zhuǎn)化率為70%，求反映速率數(shù)和最大反映速度。（5分）（2）

假如反映改在連續(xù)攪拌釜中進(jìn)行，=0.8時(shí)停留時(shí)間應(yīng)為多少。（3）

假如采用管式流動反映器，=0.8時(shí)停留時(shí)間。解：A+B→C+D（1）=對求導(dǎo)（2）（3）對于PFR60.在一定的反映溫度下A發(fā)生下述平行反映：其中R是主產(chǎn)物，S是副產(chǎn)物。反映原料為純的反映物A，其初始濃度為10kmol/m3。在反映器出口A的轉(zhuǎn)化率為80%。反映在連續(xù)攪拌釜中進(jìn)行時(shí)，A轉(zhuǎn)化為R的選擇性、R的收率以及反映物的停留時(shí)間。解：1）使用連續(xù)攪拌釜∵∴∴當(dāng)時(shí)，有V恒定，停留時(shí)間與空時(shí)相等61.已知的反映速率式分別為：；；，且在反映的操作溫度下=1.0，1.5；5mol/l，，規(guī)定反映流體的進(jìn)料速率為5m3/h，出口轉(zhuǎn)化率0.9。試求用單一的全混流反映器在等溫下進(jìn)行此反映時(shí)所能獲得的產(chǎn)物P的濃度以及所需的反映容積V。解：62.環(huán)氧乙烷在450℃的氣相分解反映如下：C2H4O（g）→CH4溫度下反映的速率常數(shù)為0.0212min-1，反映在恒溫恒容反映器中完畢，初始時(shí)原料為純的環(huán)氧乙烷，初始壓力為2.026×105Pa，試求在反映時(shí)間為50min時(shí)反映器的總壓力。解：由k=0.0212min-1可知該反映為一級反映t時(shí)反映物分壓為PAC2H4O（g）→CH4（g）+CO（g）PA000PAPA0-PAPA0-PA總壓∴即當(dāng)t=50min時(shí)63.醋酸在高溫下可分解為乙烯酮和水，而副反映生成甲烷和二氧化碳：已知在916℃時(shí)，試計(jì)算：1）

99%的醋酸反映掉的時(shí)間；2）

在此反映條件下醋酸轉(zhuǎn)化成乙烯酮的選擇性。解：設(shè)在時(shí)間t時(shí)乙烯酮和甲烷的濃度分別為x和y，初始為，則相加得將其積分1）

當(dāng)轉(zhuǎn)化率為99%時(shí)2）64.在1000K于恒溫恒壓反映器中進(jìn)行下述分解反映：反映速率常數(shù)0.082l/mol·min，初始時(shí)含純的RCH2OH，其初始壓力為2.026×105Pa，求1）

將20%的RCH2OH分解所需時(shí)間；2）

RCH2OH的濃度減少20%所需的時(shí)間。解：ABCt=0nA000t=tnA0-xxx由k可知該反映為二級反映抱負(fù)氣體∴將其積分當(dāng)，帶入得t=138min對于，應(yīng)有當(dāng)，帶入得t=66.1min①分65.等溫間歇反映器反映時(shí)間與反映物濃度的關(guān)系在間歇反映器中進(jìn)行等溫二級反映當(dāng)為1時(shí)，求反映至所需時(shí)間。解:t=9900s66.對于aA+bB→cC反映，以濃度則其兩者關(guān)系如何？解：抱負(fù)氣體67.平行反映，其中，，已知，，求在平推流反映器中的？解：對上式進(jìn)行積分得當(dāng)時(shí)，產(chǎn)物P的濃度最大∴68.一級連串反映，，，進(jìn)料流率為，，反映在恒溫恒容的條件下進(jìn)行，求在全混流釜式反映器中目的產(chǎn)物P的最大濃度？解：全混釜對物料P作物料衡算則有當(dāng)時(shí)，產(chǎn)物P有極大值69.液相反映A→R在一全混釜中進(jìn)行，，反映速率常數(shù)求：1）

平均停留時(shí)間為1S時(shí)該反映器的；2）

若A的，，求反映器的體積。解：1）∴2）帶入得70.液相反映A+B→P+S在一全混釜中進(jìn)行，速率常數(shù)，求：1）時(shí)，反映器的容積；2）若進(jìn)料流量為，求進(jìn)口料液中A的濃度。解：1）由可知該反映為二級反映且兩者的反映按1：1的比例進(jìn)行反映2）帶入得71.磷化氫的均相氣相分解4PH3→P4+6H2，在310℃時(shí)2atm時(shí)速率方程，磷化氫以200kg/h的速率在平推流反映器內(nèi)反映，求轉(zhuǎn)化率為80%時(shí)所需反映器體積？解：∴

第四章非抱負(fù)流動1.停留時(shí)間分布的密度函數(shù)在t＜0時(shí)，E（t）=_______。（0）2.停留時(shí)間分布的密度函數(shù)在t≥0時(shí)，E（t）_______。（＞0）3.當(dāng)t=0時(shí)，停留時(shí)間分布函數(shù)F（t）=_______。（0）4.當(dāng)t=∞時(shí)，停留時(shí)間分布函數(shù)F（t）=_______。（1）5.停留時(shí)間分布的密度函數(shù)E（θ）=_______E（t）。（）6.表達(dá)停留時(shí)間分布的分散限度的量_______。（）7.反映器物料的停留時(shí)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、隨機(jī)輸入示蹤法）8.平推流管式反映器時(shí)，E（t）=_______。（∞）9.平推流管式反映器時(shí)，E（t）=_______。（0）10.平推流管式反映器時(shí)，F(xiàn)（t）=_______。（1）11.平推流管式反映器＜時(shí)，F(xiàn)（t）=_______。（0）12.平推流管式反映器其E（θ）曲線的方差_______。（0）13.平推流管式反映器其E（t）曲線的方差_______。（0）14.全混流反映器t=0時(shí)E（t）=_______。（）15.全混流反映器其E（θ）曲線的方差_______。（1）16.全混流反映器其E（t）曲線的方差_______。（）17.偏離全混流、平推流這兩種抱負(fù)流動的非抱負(fù)流動，E（θ）曲線的方差為_______。（0～1）18.當(dāng)流體在半徑為R的管內(nèi)作層流流動時(shí)，在徑向存在流速分布，軸心處的流速以記，則距軸心處距離為r的流速_______。（）19.當(dāng)流體在半徑為R的管內(nèi)作層流流動時(shí)，管壁處的流速_______。（0）20.流體在半徑為R的管內(nèi)作層流流動的停留時(shí)間分布密度函數(shù)E（t）=_______。（）21.流體在半徑為R的管內(nèi)作層流流動的停留時(shí)間分布函數(shù)F（t）=_______。（）22.脈沖示蹤法測定停留時(shí)間分布相應(yīng)曲線為_______。（E（t）曲線）23.階躍示蹤法測定停留時(shí)間分布相應(yīng)曲線為_______。（F(t)曲線）24.非抱負(fù)流動不一定是由_______導(dǎo)致的。（返混）25.非抱負(fù)流動不一定是由返混導(dǎo)致的，但返混導(dǎo)致了_______。（停留時(shí)間分布）26.為了模擬返混所導(dǎo)致流體偏離平推流效果，可借助這種軸向返混與擴(kuò)散過程的相似性，在_______的基礎(chǔ)上疊加上軸向返混擴(kuò)散相來加以修正，并認(rèn)為的假定該軸向返混過程可以用費(fèi)克定律加以定量描述，所以，該模型稱為_______。（平推流、軸向分散模型）27.在軸向分散模型中，模型的唯一參數(shù)彼克萊準(zhǔn)數(shù)_______。（）28.在軸向分散模型中，模型的唯一參數(shù)彼克萊準(zhǔn)數(shù)愈大軸向返混限度就_______。（愈?。?9.軸向分散模型的偏微分方程的初始條件和邊界條件取決于采用示蹤劑的_______、_______、_______的情況。（輸入方式、管內(nèi)的流動狀態(tài)、檢測位置）30.軸向分散模型的四種邊界條件為_______、_______、_______、_______。（閉—閉式邊界、開—閉式邊界、閉—開式邊界、開—開式邊界）31.誤差函數(shù)erf的定義式為______________。（）32.誤差函數(shù)的定義式為，則_______，_______。（、0）33.軸向分散模型的數(shù)學(xué)盼望值_______，方差_______。[，]34.流體的混合限度常用_______、_______來描述。（調(diào)勻度S、流體的混合態(tài)）35.流體的混合限度常用調(diào)勻度S來衡量，假如S值偏離_______，則表白混合不均勻。（1）36.微觀流體混合的混合態(tài)稱為_______。（非凝集態(tài)）37.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）38.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(shí)微團(tuán)之間并不發(fā)生物質(zhì)的互換，微團(tuán)內(nèi)部則具有均勻的組成和相同停留時(shí)間，這種流體稱為_______。（宏觀流體）39.宏觀流體混合的混合態(tài)稱為_______。（完全凝集態(tài)）40.介于非凝集態(tài)與完全凝集態(tài)之間的混合態(tài)稱為_______。（部分凝集態(tài)）41.在氣—液鼓泡攪拌裝置中，氣體以氣泡方式通過裝置，_______是宏觀流體，而_______為微觀流體。（氣體、液體）42.在氣—液噴霧塔中液體以液滴形式的分散相，_______是宏觀流體，而_______為微觀流體。（液體、氣體）43.反映級數(shù)n=_______時(shí)微觀流體和宏觀流體具有相同的反映結(jié)果。（1）44.對于_______反映器，微觀流體與宏觀流體具有相同的反映結(jié)果。（平推流）45.當(dāng)反映級數(shù)n＞1時(shí)，宏觀流體具有比微觀流體_______的出口轉(zhuǎn)化率。（高）46.當(dāng)反映級數(shù)n_______1時(shí)，宏觀流體具有比微觀流體高的出口轉(zhuǎn)化率。（＞）47.當(dāng)反映級數(shù)n＜1時(shí)，宏觀流體具有比微觀流體_______的出口轉(zhuǎn)化率。（低）48.當(dāng)反映級數(shù)n_______1時(shí)，宏觀流體具有比微觀流體低的出口轉(zhuǎn)化率。（＜〉49.脈沖示蹤法測定停留時(shí)間分布相應(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50.階躍示蹤法測定停留時(shí)間分布相應(yīng)曲線為_______。（B）A.E（t）曲線B.F（t）曲線C.I（t）曲線D.y（t）曲線51.平推流流動的E（t）曲線的方差_______。（A）A.0B.0～1C.1D.＞152.全混流流動的E（t）曲線的方差_______。（C）A.0B.0～1C.1D.＞153.軸向分散模型的物料衡算方程在_______式邊界條件下有解析解。（D）A.閉—閉B.開—閉C.閉—開D.開—開54.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)。（C）A.示蹤劑的種類B.示蹤劑的輸入方式C.管內(nèi)的流動狀態(tài)D.檢測位置55.反映級數(shù)n=_______時(shí)微觀流體和宏觀流體具有相同的反映結(jié)果。(C)A.0B.0.5C.1D.256.當(dāng)反映級數(shù)n_______時(shí)，宏觀流體具有比微觀流體高的出口轉(zhuǎn)化率。（C）A.=0B.=1C.＞1D.＜157.當(dāng)反映級數(shù)n_______時(shí)，宏觀流體具有比微觀流體低的出口轉(zhuǎn)化率。（D）A.=0B.=1C.＞1D.＜158.當(dāng)反映級數(shù)n_______時(shí)，微觀流體具有比宏觀流體高的出口轉(zhuǎn)化率。（D）A.=0B.=1C.＞1D.＜159.當(dāng)反映級數(shù)n_______時(shí)，微觀流體具有比宏觀流體低的出口轉(zhuǎn)化率。（C）A.=0B.=1C.＞1D.＜160停留時(shí)間分布密度函數(shù)E（t）的含義？答：在定常態(tài)下的連續(xù)穩(wěn)定流動系統(tǒng)中，相對于某瞬間t=0流入反映器內(nèi)的流體，在反映器出口流體的質(zhì)點(diǎn)中，在器內(nèi)停留了t到t+dt之間的流體的質(zhì)點(diǎn)所占的分率為E（t）dt（②分）。。61.停留時(shí)間分布函數(shù)F（t）的含義？答：在定常態(tài)下的連續(xù)穩(wěn)定流動系統(tǒng)中，相對于某瞬間t=0流入反映器內(nèi)的流體，在出口流體中停留時(shí)間小于t的物料所占的分率為F（t）。。62.簡述描述停留時(shí)間分布函數(shù)的特性值？答：用兩個最重要的特性值來描述——平均停留時(shí)間和方差。1）

定義式為：，平均停留時(shí)間是E（t）曲線的分布中心，是E（t）曲線對于坐標(biāo)原點(diǎn)的一次矩，又稱E（t）的數(shù)學(xué)盼望。2）

是表達(dá)停留時(shí)間分布的分散限度的量，在數(shù)學(xué)上它是指對于平均停留時(shí)間的二次矩。63.簡述尋求停留時(shí)間分布的實(shí)驗(yàn)方法及其分類？答：通過物理示蹤法來測反映器物料的停留時(shí)間的分布曲線。所謂物理示蹤是指采用一種易檢測的無化學(xué)反映活性的物質(zhì)按一定的輸入方式加入穩(wěn)定的流動系統(tǒng)，通過觀測該示蹤物質(zhì)在系統(tǒng)出口的濃度隨時(shí)間的變化來擬定系統(tǒng)物料的停留時(shí)間分布。根據(jù)示蹤劑輸入方式的不同大體分為四種：脈沖法、階躍法、周期示蹤法和隨機(jī)輸入法。64.簡述脈沖示蹤法測停留時(shí)間分布的實(shí)驗(yàn)方法及其相應(yīng)曲線？答：脈沖示蹤法是在定常態(tài)操作的連續(xù)流動系統(tǒng)的入口處在t=0的瞬間輸入一定量M克的示蹤劑A，并同時(shí)在出口處記錄出口物料中示蹤劑的濃度隨時(shí)間的變化。相應(yīng)的曲線為E(t)曲線，。65.簡述階躍示蹤法測停留時(shí)間分布的實(shí)驗(yàn)方法及其相應(yīng)曲線？答：階躍示蹤法是對于定常態(tài)的連續(xù)流動系統(tǒng)，在某瞬間t=0將流入系統(tǒng)的流體切換為具有示蹤劑A且濃度為的流體，同時(shí)保持系統(tǒng)內(nèi)流動模式不變，并在切換的同時(shí)，在出口處測出出口流體中示蹤劑A的濃度隨時(shí)間的變化。相應(yīng)的曲線為F（t），。66.簡述建立非抱負(fù)流動的流動模型的環(huán)節(jié)？答：1）通過冷態(tài)模型實(shí)驗(yàn)測定實(shí)驗(yàn)裝置的停留時(shí)間分布；2）

根據(jù)所得的有關(guān)E（t）或F（t）的結(jié)果通過合理的簡化提出也許的流動模型，并根據(jù)停留時(shí)間分布的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來擬定所提出的模型中所引入的模型參數(shù)；3）

結(jié)合反映動力學(xué)數(shù)據(jù)通過模擬計(jì)算來預(yù)測反映結(jié)果；4）

通過一定規(guī)模的熱模實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證模型的準(zhǔn)確性。67.簡述非抱負(fù)流動軸向擴(kuò)散模型的特點(diǎn)？答：1）在管內(nèi)徑向截面上流體具有均一的流速；2）在流動方向上流體存在擴(kuò)散過程，該過程類似于分子擴(kuò)散，符合Fick定律；3）軸向混合系數(shù)EZ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)或短路流。68.簡述非抱負(fù)流動軸向擴(kuò)散模型的定義？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）69.簡述非抱負(fù)流動多級混合模型的特點(diǎn)？答：把實(shí)際的工業(yè)反映器模擬成由n個容積相等串聯(lián)的全混流區(qū)所組成，來等效的描述返混和停留時(shí)間分布對反映過程內(nèi)的影響。設(shè)反映器容積為V，物料流入速率為v0，則，。70.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；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(shí)微團(tuán)之間并不發(fā)生物質(zhì)的互換，微團(tuán)內(nèi)部具有均勻的組成和相同的停留時(shí)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(shí)氣體是宏觀流體，而液體為微觀流體。71.應(yīng)用脈沖示蹤法測定一容積為12l的反映裝置，進(jìn)入此反映器的流體流速=0.8（l/min），在定常態(tài)下脈沖的輸入80克的示蹤劑A，并同時(shí)測其出口物料中A的濃度CA隨時(shí)間的變化，實(shí)測數(shù)據(jù)如下：t（min）05101520253035CA（g/l）03554210試根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)擬定E（t）曲線的方差和。解：一方面對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行一致性檢查，此時(shí)應(yīng)滿足：∴實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的一致性檢查是滿足的?！咂渲?/p>