化學(xué)反應(yīng)工程總復(fù)習(xí)

《化學(xué)反應(yīng)工程》綜合復(fù)習(xí)資料一、填空題1.多級混合模型的唯一模型參數(shù)為，軸向擴(kuò)散模型的唯一模型參數(shù)為。2.在均相反應(yīng)動力學(xué)中，利用實驗數(shù)據(jù)求取化學(xué)反應(yīng)速率方程式的兩種最主要的方法為和。3.反應(yīng)級數(shù)（可能/不可能）是0，基元反應(yīng)的分子數(shù)（可能/不可能）是0。4.測定非理想流動的停留時間分布函數(shù)時，兩種最常見的示蹤物輸入方法為和。5.某一級液相反應(yīng)在間歇式反應(yīng)器中進(jìn)行，5min轉(zhuǎn)化率為50％，則轉(zhuǎn)化率達(dá)到80％需時間______min。6.某反應(yīng)的速率方程式為mol/(m3.h)，則反應(yīng)級數(shù)n為2時，k的單位為_。7.某反應(yīng)的計量方程為，則其反應(yīng)速率表達(dá)式。8.所謂“三傳一反”是化學(xué)反應(yīng)工程學(xué)的基礎(chǔ)，其中“三傳”是指、和，“一反”是指。9.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。10.在一個完整的氣—固相催化反應(yīng)的七大步驟中，屬于本征動力學(xué)范疇的三步為、和。二、選擇題1.對于瞬時收率和總收率，下列正確的說法有（多項選擇）。A.對于平推流反應(yīng)器，反應(yīng)的瞬時收率與總收率相等；B.對于全混流反應(yīng)器，反應(yīng)的瞬時收率與總收率相等；C.對于平推流反應(yīng)器，反應(yīng)的瞬時收率與總收率之間是積分關(guān)系；D.對于全混流反應(yīng)器，反應(yīng)的瞬時收率與總收率之間是積分關(guān)系；2.某反應(yīng)速率常數(shù)的單位為m3/(mol.hr)，該反應(yīng)為級反應(yīng)。A.零級B.一級C.二級D.不能確定.3..對于平行反應(yīng)，活化能E1>E2，反應(yīng)級數(shù)n1<n2，如果目的產(chǎn)物是R的話，我們應(yīng)該在條件下操作。A.高溫、反應(yīng)物A高濃度；B.高溫、反應(yīng)物A低濃度；C.低溫、反應(yīng)物A高濃度；D.低溫、反應(yīng)物A低濃度4.關(guān)于E函數(shù)和F函數(shù)，下面正確的是。（多項選擇）A.B.；C.D.5.是A.平推流的E函數(shù)B.全混流的E函數(shù)；C.平推流串聯(lián)全混流的E函數(shù)D.全混流串聯(lián)平推流的E函數(shù)6.關(guān)于E函數(shù)和F函數(shù)，下面不正確的是。A.；B.；C.；D.7.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(jìn)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(jìn)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(jìn)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)器或間歇式反應(yīng)器內(nèi)、在同樣條件下進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率是一樣的8.對于瞬時收率和總收率，下列正確的判斷有（多項選擇）。A.對于平推流反應(yīng)器，反應(yīng)的瞬時收率與總收率相等；B.對于全混流反應(yīng)器，反應(yīng)的瞬時收率與總收率相等；C.對于平推流反應(yīng)器，反應(yīng)的瞬時收率與總收率之間是積分關(guān)系；D.對于全混流反應(yīng)器，反應(yīng)的瞬時收率與總收率之間是積分關(guān)系；9.關(guān)于基元反應(yīng)的認(rèn)識，正確的是。A.分子數(shù)可以是任意的整數(shù)；B.基元反應(yīng)的計量系數(shù)與對應(yīng)物種的反應(yīng)級數(shù)之間存在一一對應(yīng)關(guān)系；C.基元反應(yīng)和意義是一樣的；D.基元反應(yīng)的總反應(yīng)級數(shù)可能是小數(shù)。S所能達(dá)到的最大濃度。6、反應(yīng)物A反應(yīng)首先生成R(k1=5hr-1)，R進(jìn)一步反應(yīng)生成S(k2=3hr-1)和T(k3=1hr-1)。如果濃度為1.0mol/L的純A在一個全混流反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)，求R濃度達(dá)到最大值的空時及R的最大濃度。7、某速率常數(shù)為0.15min-1的一級不可逆反應(yīng)在一非理想反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)，示蹤結(jié)果表明，和分別為15min和0.21。求用多級混合流模型預(yù)測的轉(zhuǎn)化率。8、純組分A發(fā)生下述平行反應(yīng)，A的起始濃度為2mol/L，反應(yīng)在恒溫的條件下進(jìn)行，試確定在平推流反應(yīng)器中目的產(chǎn)物S所能達(dá)到的最大濃度。四、推導(dǎo)題1.假設(shè)含反應(yīng)物A的新鮮原料進(jìn)入體積為V的全混流反應(yīng)器進(jìn)行反應(yīng)，其組成為CA0，空時為，出口轉(zhuǎn)化率為XA，出口處的反應(yīng)速率為-rA，請推導(dǎo)全混流反應(yīng)器的設(shè)計方程。

答案一、填空題1.串聯(lián)的全混區(qū)的個數(shù)N、Pe＝2.積分法、微分法。3.可能、不可能4.脈沖法、階躍法。5.11.586.m3/(mol.h)7.不能確定8.質(zhì)量傳遞、動量傳遞和熱量傳遞、反應(yīng)動力學(xué)9.均一、等于10.反應(yīng)物吸附、表面反應(yīng)、反應(yīng)產(chǎn)物的脫附二、選擇題1.BC2.C3..B4.BCD5.B6.A7.C8.BC9.B10.AC11.BCD12.A13.BD14.AC15.B16.A三、計算題1、在一反應(yīng)器入口輸入理想脈沖示蹤物后，不同時間檢測出口示蹤物的濃度C，結(jié)果如下所示：時間，min05101520253035CA，mol/L0411105420現(xiàn)有某液相反應(yīng)物A在該反應(yīng)器中進(jìn)行分解反應(yīng)，速率方程為：,k=0.30min-1，若用多級混合流模型預(yù)測時，該反應(yīng)器的出口轉(zhuǎn)化率為多少？解：根據(jù)脈沖示蹤數(shù)據(jù)可得：＝15min=45.83min2＝0.204故：則：2、液體反應(yīng)物A(CA0＝1mol/L)通過兩個串聯(lián)的全混流反應(yīng)器發(fā)生某不可逆反應(yīng)，第一個反應(yīng)器出口的濃度為0.5mol/L，兩個反應(yīng)器的體積比V2/V1=2，反應(yīng)級數(shù)為2：2mol/(L.min)求第二個反應(yīng)器出口的濃度。解：全混流反應(yīng)器的設(shè)計方程：得：所以：同理：由：得：故：解得：CA2＝0.25mol/L3、某一級液相反應(yīng)在一只全混流反應(yīng)器中進(jìn)行，轉(zhuǎn)化率為90％，如果再串連一只同樣的全混流反應(yīng)器，使轉(zhuǎn)化率仍維持在90％，試問處理量增加多少？解：當(dāng)反應(yīng)在一個全混流反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行時，根據(jù)全混流反應(yīng)器的設(shè)計方程，有……………….(1)當(dāng)兩個等體積全混流反應(yīng)器串聯(lián)時，轉(zhuǎn)化率不變，則有………………..(2)根據(jù)式（1），得=9；根據(jù)式（2），得4.32處理量之比等于空時的反比，即。也就是說，處理量為原來的2.08倍，增加了1.08倍。4、某速率常數(shù)為0.37min-1的一級不可逆反應(yīng)在一非理想反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)，示蹤結(jié)果表明，和分別為17min和0.25。求用多級混合流模型預(yù)測的轉(zhuǎn)化率。解：根據(jù)多級混合流模型無因次方差與N之間的關(guān)系，有=4根據(jù)一級不可逆反應(yīng)多級混合流模型轉(zhuǎn)化率的表達(dá)式，有5、純組分A發(fā)生下述平行反應(yīng)，A的起始濃度為2mol/L,反應(yīng)在恒溫的條件下進(jìn)行，試確定在全混流反應(yīng)器中目的產(chǎn)物S所能達(dá)到的最大濃度。解：S的瞬時收率：對于全混流反應(yīng)器:故：令,得：解得：CA＝1mol/L故：mol/L6.反應(yīng)物A反應(yīng)首先生成R(k1=5hr-1)，R進(jìn)一步反應(yīng)生成S(k2=3hr-1)和T(k3=1hr-1)。如果濃度為1.0mol/L的純A在一個全混流反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)，求R濃度達(dá)到最大值的空時及R的最大濃度。解：根據(jù)一級不可逆串聯(lián)反應(yīng)在全混流反應(yīng)器中進(jìn)行反應(yīng)時中間物種最大濃度及達(dá)到最大濃度空時的公式，有0.22hr說明：上述兩公式也可通過對反應(yīng)物A和產(chǎn)物R兩次應(yīng)用全混流反應(yīng)器設(shè)計方程，求得產(chǎn)物R的濃度表達(dá)式，然后R的濃度對空時求導(dǎo)，并令導(dǎo)數(shù)為零，推導(dǎo)求出。7.某速率常數(shù)為0.15min-1的一級不可逆反應(yīng)在一非理想反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)，示蹤結(jié)果表明，和分別為15min和0.21。求用多級混合流模型預(yù)測的轉(zhuǎn)化率。解：根據(jù)多級多級混合流模型知：則：8.純組分A發(fā)生下述平行反應(yīng)，A的起始濃度為2mol/L，反應(yīng)在恒溫的條件下進(jìn)行，試確定在平推流反應(yīng)器中目的產(chǎn)物S所能達(dá)到的最大濃度。解：對于平推流反應(yīng)器：當(dāng)～CA曲線下的面積最大，即A完全轉(zhuǎn)化（CA＝0）時CS最大，即：=0.469四、推導(dǎo)題1.假設(shè)含反應(yīng)物A的新鮮原料進(jìn)入體積為V的全混流反應(yīng)器進(jìn)行反應(yīng)，其組成為