化學反應工程期末復習題

化學反應工程期末復習題1.空間時間τ的定義是在進口條件下處理一個反應器體積的流體所需要的時間，空間速度SV的定義是在單位時間內投入單位有效反應器容積內的物料體積,二者之間的關系是互為倒數(shù)。2停留時間不同的物料之間的均勻化過程稱為返混，按返混情況不同反應器被分為四種類型，分別是完全不返混型反應器、充分返混型反應器、部分返混型反應器和非理想流反應器。3.對于反應2A+B=3P+S，膨脹因子δA=，膨脹率εA=。4．反應器物料的停留時間分布曲線是通過物理示蹤法測定的，目前采用示蹤劑的主要輸入方式有階躍輸入法和脈沖輸入法。5.物料在反應器內停留時間是一個隨機過程，通常用二個函數(shù)及二個特征值予以描述；這二個函數(shù)分別是停留時間分布函數(shù)F(t)

和停留時間分布密度函數(shù)E(t)

，二個特征值則是平均停留時間

和停留時間分布的方差。6.設E(θ)、F(θ)分別為某流動反應器的停留時間分布密度函數(shù)和停留時間分布函數(shù)，θ為對比時間。若反應器為PFR，則F(1)=1，E(1)=∞，F(xiàn)(0.5)=0，E(0.8)=0。7．氣固相催化反應的7個步驟、3個過程，其中三個過程分別是_外擴散、_內擴散和化學動力學_過程。8．固體催化劑由三部分組成，活性組分、助劑和載體。通常對活性組分的要求是具有_高的催化活性、選擇性和抗毒性。9．若Wi是直徑為di的粒子所占的質量分數(shù)，則混合粒子的平均粒徑________。10．在流態(tài)化操作中，勾流和節(jié)涌是聚式流化床兩種常見的不正常操作情況。11按傳熱條件分類，反應器可分為等溫_反應器、絕熱反應器和非等溫非絕熱反應器。12.動力學方程表現(xiàn)的是化學反應速率與反應物溫度、濃度之間的關系。而建立動力學方程常采用兩種方法，分別是積分法和微分法。13.在循環(huán)反應器中，當循環(huán)比β為0時，還原為平推流反應器；當循環(huán)比β→∞時，變?yōu)槿炝鞣磻?；?<β<∞時，反應器屬于非理想流動反應器。14.影響固定床空隙率的因素有顆粒體積和床層體積。15.復合反應的瞬時選擇性是指在反應過程中某一瞬時生成目的產(chǎn)物消耗A的速率與在反應過程中同一瞬時A的消耗速率的比值。16．對比時間是指停留時間與空間時間的比值。17.．化學增強因子β的定義是，化學吸收時無化學反應條件下液膜厚度δL與有化學反應條件下液膜厚度δL'

的比值。18.N個平推流反應器串聯(lián)操作，其總體積VR比一個具有體積為VR的單個平推流反應器所能獲得的轉化率____(大、小、相同）。19.對恒容、定常態(tài)流動的N個全混釜串聯(lián)操作系統(tǒng)，其總體積與單個全混釜體積均為VR，達到相同轉化率時前者所需的空間時間比后者___(大、小、相同）。20.對平推流或間歇反應器，平均選擇性與瞬時選擇性的關系式為__________；對全混流反應器，平均選擇性與瞬時選擇性的關系式為____。21.當完全沒有返混時，當返混達到極大程度時，當返混介于二者之間時，即非理想流動時，介于__0_和__1_之間。22.活性中心指固體催化劑表面能夠與氣相分子發(fā)生反應的原子，覆蓋率的定義是被某一組分覆蓋的活性中心數(shù)與總的活性中心數(shù)的比值。23.壁效應是指靠近壁面處的空隙率比其它部位大，為減少壁效應的影響，要求床層直徑至少要大于顆粒直徑的8倍以上。0124擬均相是指流動相和固定相結合，視為同一相，對于固定床反應器，一般有擬均相模型和非均相模型兩種，其中擬均相模型通常又分為三種，分別是一維擬均相平推流模型一維擬均相帶有軸向返混的模型和二維擬均相模型。25對于氣液反應，根據(jù)雙膜模型，慢反應主要在_____進行，快速反應主要在_____進行，中速反應主要在_____進行。26小.對于孫反應(目的扎產(chǎn)物)（付耽產(chǎn)物雅）已知迎：a1>a2,畢b1<b2,要使導目的股產(chǎn)物盈的產(chǎn)縮慧率盡壓可能灶高，若在貨間歇扛反應減器中主反應感，應待采用__濟__蝴__埋__簽__加料逢方式犁；若淘在多罩釜串傍聯(lián)全岔混流釋反應屬器中近反應蔥，應氧采用__狀__誓__塘__彎__加料盲方式狗。27奴.對于泳氣液說相反敲應中油的漫余反應剃，化悼學增辯強因惹子β=1，當八截田準駐數(shù)γ>2時，β∞28路.反應券物A的水夸溶液并在等獲溫CS哀TR中進忌行二溫級反應，藍出口醫(yī)轉化攏率為0.畏4，現(xiàn)附改在幻玉等體扛積PF摟R中進行，智則出步口轉晉化率蓋為。29滴.等溫躁下進什行一總級不燈可逆偶反應壇，為掙達到xA的轉冷化率球，采跟用單闊個CS漢TR的體孤積與PF愁R的體介積之床比為，進色行二標級不克可逆江反應惰，兩幕者體澆積之毛比為。30扁.可逆和放熱衡反應東在不享同轉訊化率從下的嘗最佳招溫度俗不同棉，一葛般而修言，科轉化汗率越對高，日最佳五溫度碎越。31仙.在氣矛固相頂催化桃流化悄床反括應器曬中，木稀相難段的日作用培是保證眠流化疼床內舍因因雄氣泡肥破裂釘而挾寧帶的貸固體健顆粒引重新帶回來際濃相或段。二．民簡答華題1.轉化憤率、辨選擇梅性、承產(chǎn)率收的定伙義各酬是什鹿么？止三者伏的關伐系如匯何？2．何德謂氣花固相執(zhí)催化品本征組動力裂學？3．蘭要格繆興爾吸蠶附模息型、尚焦姆另金吸室附模配型以碎及弗發(fā)魯?shù)掠柪锵蛭揭阅Ｐ驼彽闹餍咭獏^(qū)塘別是梳什么智？分籌別寫戲出各探種模乏型活項化能賣與覆寨蓋率爽的關吃系式擊。4.守PF兆R和CS蜻TR反應暈器進謝行物痕料料榨衡算赴時,為什舍么前地者取逐體積命微元剛考察,后者茅用整酷個反城應器叛容積兆考察盜，分赤別寫尚出兩龍者的拴基本棍設計厚方程強式。5.CS餅TR中進渡行一渴級不司可逆丙均相楊放熱消反應陳，請底作圖別分析冠給出抬全混垂釜的守穩(wěn)定將和不挪穩(wěn)定仁操作祖點，書并指械出全粱混釜計的熱擔穩(wěn)定率性的敞必要州條件貞。6．何忙謂催慌化劑協(xié)的活餅性中濕心？付在進截行催兵化反烤應時悅，為視什么循催化掛劑具哪有高臺度選柄擇性協(xié)、易煤中毒估？7.簡述柴雙膜厭理論8.用?？匦头▔亟鉀Q先化學巡壽反應丸工程湯的步能驟是藍什么?9.催化鬧劑的酬性能狗主要吉包括哪些?對催化見劑性份能影汽響最癢大的屯物理貞性質煮主要較有哪些?10震.什么禁是平國均選礦擇性饒？什鼠么是名瞬時察選擇鈔性？罰分別騙寫出織對于PF鋪R和CS蜓TR兩類顛反應麗器平塵均選還擇性散與瞬囑時選將擇性罵的關介系式姜。三．為證明半題1.對于抱一個堡反應焦過程，其中完，KA、KR分別擺是組嶼分A和R的吸烘附平僵衡常謀數(shù)，Ks是反物應平泰衡常寬數(shù)，PA、PR分別樂是組充分A和R的平沙衡分四壓。對于豬一個烘可逆墾反應唉過程性，閉，如果坑存在周兩種龜活性啞中心σ1、σ2，分而別僅膜吸附A和B，試段推導羽當化濱學反甘應為謀控制跟步驟棚時：其中:kR、kR'分別盜表示傲正、仇逆反伴應速弊率常衰數(shù)，KA、KB、KR、KS分別罷表示唯組分A、B、R、S的吸板附平薄衡常晃數(shù)，PA、PB、PR、PS分別繼表示勝組分A、B、R、S的平荒衡分喂壓，炎要求邪寫出傘具體族的推滿導過購程。3．對于燙等溫段、恒華容下成的基貝元反赤應，目的槐產(chǎn)物斗為P，設夜開始鐮時各虜組分的既濃度CA0，CP0=CS0=0，試座證明長當反南應時愁間為時，P濃度詢最大許；且P61過-6繪24.自催泛化反柿應(1脹)、（2）均收為基芬元反史應，試證嬸：最啟大反流應速土率對襲應的青反應釘物A的濃裳度CAo航ptP49必-5垂05.試證孩：對誤于可鄭視為造一維戚擬均協(xié)相平獄推流績模型務的固定用床反湖應器句，有憑：U0、CA0分別銜為組兄分A進入業(yè)反應筒器時伸的流督速、叨濃度緊，xA為組辣分A流過搜反應柄器的索長度拼為l時，脖組分A的轉請化率忽。εB：床爺層空沒隙率屈。6.有一傘氣固再相催圈化反沉應，巾試根滴據(jù)所殺給反歇應式喬和動幸力學誘方程櫻，推斷找反應者機理踏和控半制步代驟，反紡應式凈：A罵+下B悅=彩C；動力茫學方筍程：其中嘆，k為反說應速鞠率常判數(shù)，KA、KB、KC、PA、PB、PC分別皆為組結分A、B、C的吸惱附平濤衡常迎數(shù)和趣平衡溝分壓贈，要妥求寫漫出具再體的積推導呆過程繁。四、另計算滲題1.用醋暈酸與獎丁醇凍生產(chǎn)范醋酸插丁酯麥，反罪應式像為：反應鄭物配院比為忠：A(桂mo驗l)撤:B窯(m止ol艇)=餐1:闊4.辨97，以侍少量海硫酸為壘催化獲劑，答反應燦在10刑0℃下進息行。恥以A為考鳴察組分的鳥動力旺學方腳程式武為：(-rA)=kCA2，已魄知k=17沫.4愈L·盲km秋oL-1·m昏in-1,物料看密度忙為75翼0k鍋g·若m-3，且留反應前印后不贏變，慣每天卡生產(chǎn)24陽00符kg醋酸驅丁酯丈（忽爬略分究離損失肢），A的轉突化率叮為50％時，試計店算：(1兩)當每丙批操歌作的細輔助瞧時間消為30炸mi阿n，宮間歇材反應冠器的珠有效定容積救；(2臟)活塞溉流反習應器潮的有搜效容竊積；(3新)全混謀流反璃應器疫的有猾效容皂積；(4煌)兩釜匹全混笑流串暗聯(lián)反同應器通，使僻第一筒釜中A的轉輕化率捎為32正.3傾%，第絕二釜50犯%，反掩應器致的總球的有它效容臉積。2．A進行躲平行濃分解挪反應壺，其同速率控式為↗RrR=1購k鋸mo遮l·征m-3mi型n-1A懼→SrS=2cAkm董ol希·m-3mi圾n-1↘TrT=cAkm棒ol哨·m-3mi擋n-1其中R是所吼要求溫的目績的產(chǎn)眨物，cA0=1粒km沾ol嚷·m-3。試嚷問在隸下述午反應貫器進倚行等煮溫操聲作時漠，預晨計最罵大的cR為多犧少?(干1)全混濟流反戒應器巡壽；(2撈)平推烈流反刑應器石。低濃歸度操結作對優(yōu)生成富目的踏產(chǎn)物R有利罵，對喉全混療流反應郵器，問可在極低懼的濃福度下操作注：槍全混俗流反境應器再的平委均選政擇性偶等于乏其瞬雖時先末擇性3．用哨純水挑吸收CO、O2等氣監(jiān)體中王少量拘的NH3，已微知在菠操作所溫度(1喬0℃土)下NH3的亨困利系數(shù)HA=1吩.0年1k蜜Pa練·L薪·m賭ol-1；CO2，O2亨利男系數(shù)HA=1碧.0旺1×話10渾5圍kP距a·吉L·團mo北l-1。試遇求假定NH3，CO，O2在水謙中即皺液相市中傳井質系吊數(shù)相等，煩且kAG=4包.0缺5×歐10-3mo取l·蕉cm晉·k眾Pa-1L-1s-1；kAL=0赤.0工1c薯m·順s-1。撤試求籠：（1）氣殺膜和抖液膜畜阻力予各為葡多少避？（2）應袍采用勤哪種國形式克的速進率式抗？（3）采用私化學符吸收惡是否榨都可狗用？衰為什賊么？4．P69第15題5.均相敲氣相謎反應A→癢2R，其答動力逆學方程為-rA=kcA，該牌過程卵在18贏5℃，50立0k灰Pa下在鐘一平釘推流滅反應凈器中紡進行膠，其抱中k=1蹤蝶0-2s-1，進吐料量FA0=3著0k虜mo屑l/復h，原鮮料含50％惰丈性氣購體，希為使利反應僅器出憤口轉化率只達80％，跑該反算應器慣體積踏應為霉多大?6.平行期液相歲反應A→耳PrP=1A→農(nóng)RrR=2cAA→愚SrS=cA2已知cA0=2忍km證ol膊·m-3，cAf=0足.2喘km沖ol烈·m-3，求氣下列反應牢器中曬，cP最大也為多華少?鼻(1什)平推需流反夠應器；(2浸)全混蛾流反潛應器??；(3掩)兩相逢同體饞積的全混薄流反挎應器括串聯(lián)何，cA1=1恭k劉mo蝴l·隆m-3。7．在一意直徑拆為2m，靜倆床高益為0.止2m的流盈化床錄中，培以操兩作氣蔑速u=亞0.天3m富·s-1的空殘氣進稻行流予態(tài)化樸操作華，已芬知數(shù)螞據(jù)如艦下：dp=8鼻0×10-6m，ρP=2癢20途0