反應工程考試習題庫及答案

1、第一章 緒論1. 化學反應工程是一門研究_的科學。（化學反應的工程問題）2. 化學反應工程是一門研究化學反應的工程問題的科學，既以_作為研究對象，又以_為研究對象的學科體系。（化學反應、工程問題）3. _是化學反應工程的基礎。（ 三傳一反）4. 化學反應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. 化學反應工程中的“三傳一反”中的三傳是指_、_、_。（傳質、傳熱、動量傳遞）6. 不論是設計、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)學式來表達個參數(shù)間的關系，簡稱_。（數(shù)學模型）7. 在建立數(shù)學模型時，根據(jù)基礎資料建立物料、熱量和動量衡算式的一般式為_。

2、（累積量=輸入量-輸出量）8.“三傳一反”是化學反應工程的基礎，其中所謂的一反是指_。（D）A化學反應 B. 反應工程 C. 反應熱力學 D. 反應動力學9.“三傳一反”是化學反應工程的基礎，下列不屬于三傳的是_。（A）A. 能量傳遞 B. 質量傳遞 C. 熱量傳遞 D. 動量傳遞第二章 均相反應動力學1. 均相反應是指_。（參與反應的物質均處于同一相）2. 對于反應，則_。（）3.著眼反應組分K的轉化率的定義式為_。（）4.當計量方程中計量系數(shù)的代數(shù)和等于零時，這種反應稱為_，否則稱為_。（等分子反應、非等分子反應）5. 化學反應速率式為，用濃度表示的速率常數(shù)為，假定符合理想氣體狀態(tài)方程，如

3、用壓力表示的速率常數(shù)，則=_。（）6. 化學反應的總級數(shù)為n，如用濃度表示的速率常數(shù)為，用逸度表示的速率常數(shù)，則=_。（）7. 化學反應的總級數(shù)為n，如用濃度表示的速率常數(shù)為，用氣體摩爾分率表示的速率常數(shù)，則=_。（）8.在構成反應機理的諸個基元反應中，如果有一個基元反應的速率較之其他基元反應慢得多，他的反應速率即代表整個反應的速率，其他基元反應可視為處于_。（擬平衡常態(tài)）9.當構成反應機理的諸個基元反應的速率具有相同的數(shù)量級時，既不存在速率控制步驟時，可假定所有各步基元反應都處于_。（擬定常態(tài)）10. 活化能的大小直接反映了_對溫度的敏感程度。（反應速率）11. 一個可逆的均相化學反應，如果

4、正、逆兩向反應級數(shù)為未知時，采用_法來求反應級數(shù)。（初始速率法）12.生成主產(chǎn)物的反應稱為_，其它的均為_。（主反應、副反應）13. 平行反應均為一級不可逆反應，若，選擇性Sp與_無關，僅是_的函數(shù)。（濃度、溫度）14. 如果平行反應均為一級不可逆反應，若，提高選擇性應_ _。(提高溫度)15. 一級連串反應在全混流釜式反應器中，則目的產(chǎn)物P的最大濃度_、_。（、）16. 一級連串反應在平推流反應器中，則目的產(chǎn)物P的最大濃度_、_。（、）17. 一級連串反應在間歇式全混流反應器中，則目的產(chǎn)物P的最大濃度_、_。（、）18. 一級連串反應在平推流反應器中，為提高目的產(chǎn)物P的收率，應_。（降低）1

5、9.鏈反應的三個階段為_、_、_。（鏈的引發(fā)、鏈的傳播、鏈的終止）20.下列屬于均相反應的是_。（B）A. 煤炭燃燒 B. 氫氣燃燒 C. 離子交換 D. 加氫裂解21.下列屬于均相反應的是_。（A）A. 乙酸乙酯水解 B. CuO的還原 C. 加氫脫硫 D. 電石水解22.下列屬于均相反應的是_。（C）A. 催化重整 B. 催化裂解 C. HCl與NaOH的中和 D. 水泥制造23.下列屬于非均相反應的是_。（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.下列屬于非均相反應的是_。（B）A. 乙酸和乙醇的酯化 B. 加氫脫硫 C. 氫氣燃燒 D.

6、烴類氣相裂解25.化學反應，其中化學反應計量系數(shù)為-1的是哪種物質_。（A）A. B. C. D. 26.化學反應，其中化學反應計量系數(shù)為+2的是哪種物質_。（D）A. B. C. D. 27.對于一非恒容均相化學反應，反應組分A的化學反應速率_。（A）A. B. C. D. 28.對于一非恒容均相化學反應，反應產(chǎn)物B的化學反應速率_。（B）A. B. C. D. 29.對于反應，則_。（A）A. B. C. D. 30.對于反應，則_。（C）A. B. C. D. 31.氣相反應4A + B 3R + S進料時無惰性氣體，A與B以31的摩爾比進料，則膨脹因子=_。（C）A. 1/4 B. 2

7、/3 C. 1/4 D. 2/332.氣相反應A + B 3P + S進料時無惰性氣體，A與B以11摩爾比進料，則膨脹因子=_。（D）A. 2 B. 1 C. 1 D. 233.氣相反應2A + B 3P + S進料時無惰性氣體，A與B以21摩爾比進料，則膨脹因子=_。（C）A. 1 B. 1/2 C. 1/2 D. 134.氣相反應2A + B 3P + S進料時無惰性氣體，A與B以32摩爾比進料，則膨脹因子=_。（D）A. 1 B. 1/3 C. 2/3 D. 135.氣相反應進料時無惰性氣體，與以12摩爾比進料，則膨脹因子=_。（A）A. 2 B. -1 C. 1 D. 236.氣相反應

8、進料時無惰性氣體，與以12摩爾比進料，則膨脹因子=_。（B）A. 1 B. 1/2 C. 1/2 D. 137.氣相反應進料時無惰性氣體，與以23摩爾比進料，則膨脹因子=_。（B）A. 1 B. 2/3 C. 2/3 D. 138.化學反應速率式為，如用濃度表示的速率常數(shù)為，用壓力表示的速率常數(shù)為，則=_。（B）A. B. C. D. 39. 化學反應速率式為，如用濃度表示的速率常數(shù)為，用壓力表示的速率常數(shù)為，則=_。（D）A. B. C. D. 40.反應，則反應級數(shù)n=_。（B）A. 0 B. 1 C. 2 D. 341.反應A + B C，已知，則反應級數(shù)n=_。（B）A. 0 B. 1

9、 C. 2 D. 342.反應3A P，已知，則反應級數(shù)n=_。（A）A. 0 B. 1 C. 2 D. 343.反應，已知，則反應級數(shù)n=_。（C）A. 0 B. 1 C. 2 D. 344.反應，已知，則反應級數(shù)n=_。（C）A. 0 B. 1 C. 2 D. 345.反應，已知，則反應級數(shù)n=_。（C）A. 0 B. 1 C. 2 D. 346.反應A + B C，已知，則反應級數(shù)n=_。（A）A. 0 B. 1 C. 2 D. 347.下列屬于平行反應的是_。（C）A. A + B P B. C. D.A + B P = R + S48.串聯(lián)反應A P（目的）R + S，目的產(chǎn)物P的得

10、率=_。（B）A. B. C. D. 49.串聯(lián)反應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)反應A P（目的）R + S，目的產(chǎn)物P的總收率=_。（A）A. B. C. D. 51.如果平行反應均為一級不可逆反應，若，提高選擇性應_。（B）A. 提高濃度 B. 提高溫度 C. 降低濃度 D. 降低溫度52. 如果平行反應均為一級不可逆反應，若，提高收率應_。（C）A. 提高濃度 B. 降低濃度 C. 提高溫度 D. 降低溫度53.一級連串反應A P S在全混流釜式反應器中進行，使目的產(chǎn)物P濃度最大時的最優(yōu)空時_。（D）A. B. C.

11、 D. 54.一級連串反應在全混流釜式反應器中，則目的產(chǎn)物P的最大濃度_。（B）A. B. C. D. 55.一級連串反應在間歇式反應器中，則目的產(chǎn)物P的最大濃度_。（A）A. B. C. D. 56. 一級連串反應在平推流管式反應器中，則目的產(chǎn)物P的最大濃度_。（A）A. B. C. D. 57.一級連串反應A P S在間歇式反應器中進行，使目的產(chǎn)物P濃度最大時的反應時間_。（D）A. B. C. D. 58. 一級連串反應A P S在平推流管式反應器中進行，使目的產(chǎn)物P濃度最大時的反應時間_。（C）A. B. C. D. 59.下列反應沒有涉及到鏈反應的是_。（B）A. 石油裂解 B. 酯

12、化反應 C. 烴類氧化 D. 聚合反應60.簡述均相反應及其動力學的研究內容？ 答：參與反應的各物質均處于同一個相內進行的化學反應稱為均相反應。均相反應動力學是研究各種因素如溫度、催化劑、反應物組成和壓力等對反應速率、反應產(chǎn)物分布的影響，并確定表達這些影響因素與反應速率之間定量關系的速率方程。61.簡述鏈鎖反應所具有的基本特征？ 答：1）鏈反應具有三個階段：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，從而使鏈反應終止。62. 反應2NO + 2H2 = N2 + 2H2O，

13、實驗測得速率方程為：。試設定能滿足實驗結果的反應機理。解：機理（1）： （慢） （快） 所以與實驗結果相同機理（2）： （快速） （慢速） （快） 達擬平衡態(tài)，為速控步驟 由得 代入 此機理與實驗結果相同，選機理（2），因其無叁分子反應，而機理（1）是。63. 由A和B進行均相二級不可逆反應A+B = S，速率方程：=。求： （1）當時的積分式 （2）當時的積分式解：（1）CA與CB之比保持恒定 所以 積分得 寫成轉化率時（2） 式中： 積分得 64.反應A B為n級不可逆反應。已知在300K時要使A的轉化率達到20%需12.6分鐘，而在340K時達到同樣的轉化率僅需3.20分鐘，求該反應的活

14、化能E。解： 即 達20%時， 式中M為常數(shù) E=29.06（kJ/mol） 65.考慮下述連串反應:，已知上述反應中每一步均為一級反應，試求A、B和C的濃度隨間變化的函數(shù)式。解: 對于反應物A，應有: 積分得 對于B,應有 將上式兩端乘以可得 即 將上式積分得, 第三章 理想反應器1.理想反應器是指_、_。理想混合（完全混合）反應器、平推流（活塞流或擠出流）反應器2.具有良好攪拌裝置的釜式反應器按_反應器處理，而管徑小，管子較長和流速較大的管式反應器按_反應器處理。（理想混合反應器、平推流）3.分批式完全混合反應器操作的優(yōu)化分析是以_、_為目標進行優(yōu)化的。（平均生產(chǎn)速率最大、生產(chǎn)經(jīng)費最低）4

15、.全混流反應器的空時是_與_之比。（反應器的有效容積、進料流體的容積流速）5.全混流反應器的容積效率為_與_之比。（反應時間t、空時）6.全混流反應器的放熱速率=_。（）7.全混流反應器的移熱速率=_。（）8.全混流反應器的定常態(tài)操作點的判據(jù)為_。（）9.全混流反應器穩(wěn)定的定常態(tài)操作點的判據(jù)為_、_。（、）10.全混流反應器的返混_。（最大）11.平推流反應器的返混為_。（零）12.對于恒容的平推流管式反應器_、_、_一致。（平均停留時間、反應時間、空時）13.對于恒容的_管式反應器平均停留時間、反應時間、空時一致。（平推流）14.如果將平推流反應器出口的產(chǎn)物部分的返回到入口處與原始物料混合，

16、這類反應器為_的平推流反應器。（循環(huán)操作）1對于循環(huán)操作的平推流反應器，當循環(huán)比0時為_反應器，而當時則相當于_反應器。（平推流、全混流16. 對于循環(huán)操作的平推流反應器，當循環(huán)比0時反應器內返混為_，而當時則反應器內返混為_。（零、最大）17. 對于絕熱操作的放熱反應，最合適的反應器類型為_。（全混流串平推流）18. 對于反應級數(shù)n0的反應，為降低反應器容積，應選用_反應器為宜。（全混流）19. 對于反應級數(shù)n0的反應，為降低反應器容積，應選用_反應器為宜。（平推流）20. 對于自催化反應，最合適的反應器為_。（全混流串平推流）21.對于可逆的放熱反應，使反應速率最大的反應溫度_。（）22.

17、 對于可逆的放熱反應，達到化學反應平衡時的溫度_。（）23.分批式操作的完全混合反應器非生產(chǎn)性時間不包括下列哪一項_。（B）A. 加料時間 B. 反應時間 C. 物料冷卻時間 D. 清洗釜所用時間24.在間歇反應器中進行等溫二級反應A B，當時，求反應至所需時間t=_秒。（D）A. 8500 B. 8900 C. 9000 D. 990025.在間歇反應器中進行等溫一級反應A B，當時，求反應至所需時間t=_秒。（B）A. 400 B. 460 C. 500 D. 56026.在全混流反應器中，反應器的有效容積與進料流體的容積流速之比為_。（A）A. 空時 B. 反應時間t C. 停留時間t

18、D. 平均停留時間27.全混流反應器的容積效率大于1.0時，且隨著的增大而增大，此時該反應的反應級數(shù)n_。（A）A. 0 B. =0 C. 0 D. 028.全混流反應器的容積效率小于1.0時，且隨著的增大而減小，此時該反應的反應級數(shù)n_。（D）A. 0 B. =0 C. 0 D. 029.全混流反應器的容積效率=1.0時，該反應的反應級數(shù)n_。（B）A. 0 B. =0 C. 0 D. 030.全混流釜式反應器最多可能有_個定常態(tài)操作點。（C）A. 1 B. 2 C. 3 D. 431.全混流反應器中有_個穩(wěn)定的定常態(tài)操作點。（B）A. 1 B. 2 C. 3 D. 432.對于_的反應器在

19、恒容反應過程的平均停留時間、反應時間、空時是一致的。（D）A. 間歇式反應器 B.全混流反應器 C. 攪拌釜式反應器 D. 平推流管式反應器33.一級不可逆液相反應， 出口轉化率，每批操作時間，裝置的生產(chǎn)能力為50000 kg產(chǎn)物R/天，=60，則反應器的體積V為_。（C）A. 19.6 B. 20.2 C. 22.2 D. 23.434.對于自催化反應，最合適的反應器為_。（D）A. 全混流反應器 B. 平推流反應器C. 循環(huán)操作的平推流反應器 D. 全混流串接平推流反應器35.對于絕熱操作的放熱反應，最合適的反應器為_。（D）A. 平推流反應器 B. 全混流反應器C. 循環(huán)操作的平推流反應

20、器 D. 全混流串接平推流反應器36.對于反應級數(shù)n0的不可逆等溫反應，為降低反應器容積，應選用_。（B）A. 平推流反應器 B. 全混流反應器C. 循環(huán)操作的平推流反應器 D. 全混流串接平推流反應器37.對于反應級數(shù)n0的不可逆等溫反應，為降低反應器容積，應選用_。（A）A. 平推流反應器 B. 全混流反應器C. 循環(huán)操作的平推流反應器 D. 全混流串接平推流反應器38.對于可逆放熱反應，為提高反應速率應_。（C）A. 提高壓力 B. 降低壓力 C. 提高溫度 D. 降低溫度39.對于單一反應組分的平行反應，其瞬間收率隨增大而單調增大，則最適合的反應器為_。（A）A. 平推流反應器 B.

21、全混流反應器C. 多釜串聯(lián)全混流反應器 D. 全混流串接平推流反應器40. 對于單一反應組分的平行反應，其瞬間收率隨增大而單調下降，則最適合的反應器為_。（B）A. 平推流反應器 B. 全混流反應器C. 多釜串聯(lián)全混流反應器 D. 全混流串接平推流反應器41.簡述理想反應器的種類？ 答：通常所指的理想反應器有兩類：理想混合（完全混合）反應器和平推流（活塞流或擠出流）反應器。所謂完全混合流反應器是指器內的反應流體瞬間達到完全混合，器內物料與反應器出口物料具有相同的溫度和濃度。所謂平推流反應器是指器內反應物料以相同的流速和一致的方向進行移動，不存在不同停留時間的物料的混合，所有的物料在器內具有相同

22、的停留時間。42.簡述分批式操作的完全混合反應器？ 答：反應物料一次性投入反應器內，在反應過程中，不再向器內投料，也不出料，待達到反應要求的轉化率后，一次性出料，每批操作所需生產(chǎn)時間為反應時間與非生產(chǎn)性時間之和，非生產(chǎn)性時間包括加料、排料和物料加熱、冷卻等用于非反應的一切輔助時間。43.簡述等溫恒容平推流反應器空時、反應時間、停留時間三者關系？ 答：空時是反應器的有效容積與進料流體的容積流速之比。反應時間是反應物料進入反應器后從實際發(fā)生反應的時刻起到反應達某一程度所需的反應時間。停留時間是指反應物進入反應器的時刻算起到離開反應器內共停留了多少時間。由于平推流反應器內物料不發(fā)生返混，具有相同的停

23、留時間且等于反應時間，恒容時的空時等于體積流速之比，所以三者相等。44.對于可逆放熱反應如何選擇操作溫度？ 答：1）對于放熱反應，要使反應速率盡可能保持最大，必須隨轉化率的提高，按最優(yōu)溫度曲線相應降低溫度； 2）這是由于可逆放熱反應，由于逆反應速率也隨反應溫度的提高而提高，凈反應速率出現(xiàn)一極大值；3）而溫度的進一步提高將導致正逆反應速率相等而達到化學平衡。45.對于反應，；，當時如何選擇操作溫度可以提高產(chǎn)物的收率？ 答：對于平行反應，所以，當時應盡可能提高反應溫度，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應，液相反應A 2R，kmol/m3h，k=9.52109exp-7

24、448.4/T h-1，2.3 kmol/m3，60，0，若轉化率0.7，裝置的生產(chǎn)能力為50000 kg產(chǎn)物R/天。求50等溫操作所需反應器的有效容積？（用于非生產(chǎn)性操作時間t0=0.75 h）解：反應終了時R的濃度為 47. 該反應在全混流反應器中進行，以AlCl3為催化劑，反應溫度20，液料的體積流速為0.5 m3/h，丁二烯和丙烯酸甲酯的初始濃度分別為96.5 mol/m3，184 mol/m3，催化劑的濃度為6.63 mol/m3。速率方程，式中k=1.1510-3 m3/molks，若要求丁二烯轉化率為40%。求：1）反應器的體積V； 2）容積效率。解：1） A + B C 對于全

25、混流反應器 2）在分批式反應器內的反應時間為 48. 在全混流反應器中一級不可逆反應，液相反應A 2R，kmol/m3h，k=9.52109exp-7448.4/T h-1，2.3 kmol/m3，60，0，若轉化率0.7，裝置的生產(chǎn)能力為50000 kg產(chǎn)物R/天。求50等溫操作所需反應器的有效容積和它的容積效率？（用于非生產(chǎn)性操作時間t0=0.75 h）解：（1）進料速度v0 （2）反應器有效容積V (3) 49. 現(xiàn)有一有效容積為0.75m3的攪拌釜反應器，其內設置有換熱面積為5.0m2的冷卻盤管。欲利用改反應器來進行AR的一級不可逆的液相反應，其速率常數(shù)，反應熱，原料液中A的濃度，但不

26、含反應產(chǎn)物R。此原料液的密度=1050g/l；定壓比熱（J/g）。要求原料液的進料流率為，反應器出口的反應液中。總傳熱系數(shù)U=209.2（KJ/m2h）。所用的冷卻介質的溫度為25。試求滿足上述反應要求所需的反應溫度以及料液的起始溫度T0。解：1)計算反應溫度T 根據(jù) 2） 50. 乙酸酐發(fā)生水解，反應溫度25，k=0.1556 min-1，采用三個等體積的串聯(lián)全混流釜進行反應，每個釜體積為1800 cm3，求使乙酸酐的總轉化率為60%時，進料速度。解：初始濃度為，離開第一釜為，依次為、。 對第二釜 對于等體積釜串聯(lián) 同理 =2.3（min） 51. 串聯(lián)全混流反應器進行一級不可逆反應，假定各

27、釜容積、溫度相同，試計算N為1，2，3的反應有效容積，如不考慮非生產(chǎn)性操作時間的條件下分批式反應器的有效容積。解：利用 N(個) 1 2 3V（） 97.8 47.0 37.6 若采用分批式 52.應用兩個按最優(yōu)容積比串聯(lián)的全混流釜進行不可逆的一級液相反應，假定各釜的容積和操作溫度都相同，已知此時的速率常數(shù)k=0.92h-1，原料液的進料速度=10m3/h，要求最終轉化率0.9，試求V1、V2和總容積V。解：對于一級不可逆反應應有 代入 得 整理得 ， 總容積 53. 用兩串聯(lián)全混流反應器進行一個二級不可逆等溫反應，已知在操作溫度下要求出口xA=0.9，計算該操作最優(yōu)容積比和總容積V。解： 代

28、入 總容積 54. 應用管徑為D=12.6cm的管式反應器來進行一級不可逆的氣體A的熱分解反應，其計量方程為A=R+S；速率方程為；而k=7.8109exp-19220/T(s-1),原料為純氣體A,反應壓力P=5atm下恒壓反應,T=5000C。0.9,=1.55kmol/h,求所需反應器的管長L,停留時間t，空時（理想氣體）。解：反應氣體的進料體積流速為： 反應流體在管內的體積流速為： 此處：（純氣體）；， 而 55.液相原料中反應物A進入平推流反應器中進行的反應，已知。求：1）當出口濃度時的進料流。 2)當進料流量時出口濃度。 解：1） 2） 56. 自催化反應A + R 2R，其速率方

29、程為：，在70下等溫地進行此反應，在此溫度下k=1.512 m3/kmolh；其它數(shù)據(jù)如下：0.99 kmol/m3；0.01 kmol/m3；10 m3/h；要求反應的轉化率0.99。試求：1）在全混流反應器中反應所需的容積；2）在平推流反應器中反應所需的容積。解： 令 1）全混流反應器所需的容積 2）平推流反應器所需的容積 57. (A) (P) (S)反應速度；，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=2.0 58. (A) (P) (S)反應速度；，在恒溫恒容下求等容積的兩釜串聯(lián)全混流反應器內進行這一反應時,求目的產(chǎn)物P的選擇性，其中,。解：等容積釜串聯(lián)應有 對第二個全混流反應器作物料衡算 = 對于P: + =0.444mol/l + =1-(0.444+0.391)=0.165mol/l