18秋 西南大學(xué)0751化學(xué)反應(yīng)工程習(xí)題答案

1、1、平推流反應(yīng)器中， 。反應(yīng)器中任一橫截面上各質(zhì)點(diǎn)濃度或轉(zhuǎn)化率不同 濃度或轉(zhuǎn)化率沿軸向不變 濃度或轉(zhuǎn)化率沿軸向變化 反應(yīng)器中沿軸向反應(yīng)速度不變 2、反應(yīng)A + B C，已知，則反應(yīng)級(jí)數(shù)n=_。1 2 0 3 3、對(duì)于一非恒容均相化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物B的化學(xué)反應(yīng)速率=_。4、如果平行反應(yīng)均為一級(jí)不可逆反應(yīng)，若，提高收率 應(yīng) 。降低濃度 提高溫度 提高濃度 降低溫度 5、一級(jí)連串反應(yīng)A P S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(shí)的反應(yīng)時(shí)間_。6、對(duì)于一非恒容均相化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)組分A的化學(xué)反應(yīng)速率_。7、管式反應(yīng)器的特點(diǎn)是 。返混小，所需反應(yīng)器容積較小，比傳熱面積大，但對(duì)慢速反應(yīng)，管要很長(zhǎng)

2、，壓降大 溫度、濃度容易控制，產(chǎn)品質(zhì)量可調(diào) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，返混程度與高徑比及攪拌有關(guān)，軸向溫差大 流體與固體（催化劑）顆粒呈逆流流動(dòng) 8、反應(yīng)，已知，則反應(yīng)級(jí)數(shù)n=_。F. 2 3 0 1 9、下列哪些現(xiàn)象不屬于非理想流動(dòng)現(xiàn)象？活塞流 循環(huán)流 溝流 短路 10、下面幾種操作過(guò)程中， 不能按恒容過(guò)程處理?？偰枖?shù)不發(fā)生變化的等溫氣相反應(yīng) 均相的液相反應(yīng) 間歇操作的液相反應(yīng)或氣相反應(yīng) 體系中有少量惰性氣體的等溫氣相反應(yīng) 11、如果平行反應(yīng) 均為一級(jí)不可逆反應(yīng)，若 ，提高選擇性應(yīng)_。提高濃度 提高溫度 降低溫度 降低濃度 12、在理想全混流反應(yīng)器中，物料 。濃度相同，溫度不同 濃度不同，溫度也不同 濃度

3、不同，溫度相同 濃度相同，溫度也相同 13、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)（ ）隨時(shí)間變化，也隨位置變化 不隨時(shí)間變化，可能隨位置變化 不隨時(shí)間變化，也不隨位置變化 隨時(shí)間變化，但不隨位置變化 14、測(cè)量氣固相催化反應(yīng)速率，在確定有無(wú)外擴(kuò)散影響時(shí)是在沒(méi)有改變_的條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的。催化劑裝置 進(jìn)料流量 催化劑裝量 15、下列屬于理想吸附等溫方程的是_。BET型 Freundlich型 Temkin型 Langmuir型 16、反應(yīng)，已知k=0.8 L/(s·mol)，則反應(yīng)級(jí)數(shù)n= 。3 1 2 0 17、氣相反應(yīng)進(jìn)料時(shí)無(wú)惰性氣體，與以23摩爾比進(jìn)料，則膨

4、脹因子=_。C. -1 -2/3 2/3 1 18、如果平行反應(yīng)均為一級(jí)不可逆反應(yīng)，若，提高收率 應(yīng)_。提高濃度 提高溫度 降低溫度 降低濃度 19、對(duì)于反應(yīng)，則_。20、“三傳一反”是化學(xué)反應(yīng)工程的基礎(chǔ)，其中所謂的一反是指_。D. 反應(yīng)工程 化學(xué)反應(yīng) 反應(yīng)熱力學(xué) 反應(yīng)動(dòng)力學(xué) 21、對(duì)于_的反應(yīng)器在恒容反應(yīng)過(guò)程的平均停留時(shí)間、反應(yīng)時(shí)間、空時(shí)是一致的。間歇式反應(yīng)器 全混流反應(yīng)器 攪拌釜式反應(yīng)器 平推流管式反應(yīng)器 22、對(duì)于可逆放熱反應(yīng)，為提高反應(yīng)速率應(yīng)_。提高壓力 降低壓力 提高溫度 23、反應(yīng)級(jí)數(shù)n=_時(shí)微觀流體和宏觀流體具有相同的反應(yīng)結(jié)果。0 0.5 1 2 24、如果平行反應(yīng)均為一級(jí)不可逆

5、反應(yīng)，若E主>E副，提高選擇性S p應(yīng) 。提高濃度 提高溫度 降低濃度 降低溫度 25、對(duì)于單一反應(yīng)組分的平行反應(yīng)，其瞬間收率隨增大而單調(diào)增大，則最適合的反應(yīng)器為_(kāi)。平推流反應(yīng)器 全混流反應(yīng)器 多釜串聯(lián)全混流反應(yīng)器 全混流串接平推流反應(yīng)器 26、27、下列屬于均相反應(yīng)的是_。催化重整 催化裂解 HCl與NaOH的中和 水泥制造 28、氣相反應(yīng)進(jìn)料時(shí)無(wú)惰性氣體，與以13摩爾比進(jìn)料，則膨脹因子=_。2/3 1 -1 -2/3 29、不論可逆反應(yīng)還是不可逆反應(yīng)，反應(yīng)速率總是隨轉(zhuǎn)化率的升高而 。不變 升高 降低 不清楚 30、下列流動(dòng)模型為理想流動(dòng)模型的是 。軸向擴(kuò)散模型 離析流模型 活塞流模型

6、 多釜串聯(lián)模型 31、“三傳一反”是化學(xué)反應(yīng)工程的基礎(chǔ)，下列不屬于三傳的是_。熱量傳遞 能量傳遞 動(dòng)量傳遞 質(zhì)量傳遞 32、一級(jí)連串反應(yīng)A P S在間歇式反應(yīng)器中進(jìn)行，使目的產(chǎn)物P濃度最大時(shí)的反應(yīng)時(shí)間_。33、氣相反應(yīng)進(jìn)料時(shí)無(wú)惰性氣體，與以12摩爾比進(jìn)料，則膨脹因子=_。-1/2 -1 1 1/2 34、反應(yīng)，已知，則反應(yīng)級(jí)數(shù)n=_。1 3 2 0 35、當(dāng)反應(yīng)級(jí)數(shù)n_時(shí)，微觀流體具有比宏觀流體高的出口轉(zhuǎn)化率。>1 <1 =0 =1 判斷題36、固體催化劑的組成包括活性組份、助催化劑和載體。A. B.×37、溫度對(duì)放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)正反應(yīng)速度常數(shù)的影響相同，而對(duì)平衡常數(shù)的

7、影響相反。A. B.×38、一般情況下均相反應(yīng)器的設(shè)計(jì)可采用本征動(dòng)力學(xué)。A. B.×39、反應(yīng)過(guò)程的本征動(dòng)力學(xué)就是宏觀動(dòng)力學(xué)。A.B.× 40、氣固相催化反應(yīng)本征動(dòng)力學(xué)的基礎(chǔ)是物理吸附。A.B.× 41、只有一種相態(tài)的反應(yīng)才是均相反應(yīng)。A.B.× 42、在絕熱式換熱中，如果反應(yīng)的熱效應(yīng)相當(dāng)大，導(dǎo)致出口處催化劑超溫或反應(yīng)物系的出口組成受平衡組成的影響很大，可采用多段絕熱式。A. B.×43、流體的混合程度和混合的早晚對(duì)一級(jí)反應(yīng)的反應(yīng)結(jié)果無(wú)影響。A. B.×44、由于吸附表面有理想表面與非理想的表面兩類(lèi)不同假定，吸附等溫線的方程

8、形式亦因此而異，所以導(dǎo)得的動(dòng)力學(xué)方程式也不相同。A. B.×主觀題45、采用脈沖示蹤法測(cè)得的濃度與E(t)的關(guān)系式 。參考答案：46、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(guò)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(lái)加以修正，并認(rèn)為的假定該軸向返混過(guò)程可以用費(fèi)克定律加以定量描述，所以，該模型稱(chēng)為_(kāi)。參考答案：軸向分散模型 47、反應(yīng)速率 的單位為 ，速率常數(shù)k的因次為 。參考答案：48、全混流反應(yīng)器其E（t）曲線的方差=_。參考答案：49、偏離全混流、平推流這兩種理想流動(dòng)的非理想流動(dòng)，E（）曲線的方差 為_(kāi)。參考答案：01 50、固定床中顆粒的體積當(dāng)量

9、直徑定義為具有相同體積的球粒子直徑，表達(dá)式=_。參考答案：51、階躍示蹤法根據(jù)檢測(cè)到的濃度變化曲線可以直接得到 曲線。參考答案：F(t) 52、主反應(yīng)級(jí)活化能大于副反應(yīng)活化能的平行反應(yīng)，宜采用 溫操作。參考答案：高 53、一級(jí)連串反應(yīng) 在平推流反應(yīng)器中，則目的產(chǎn)物P的最大濃度=_。參考答案：54、對(duì)于特定的活化能，溫度越低溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響越 。參考答案：大 55、非等分子反應(yīng) 的膨脹因子 等于 。參考答案：2/3 56、一級(jí)連串反應(yīng) 在平推流反應(yīng)器中，為提高目的產(chǎn)物P的收率，應(yīng)_。參考答案：降低 57、反應(yīng)中= = 參考答案：1/3 、 1/2 58、描述固定床反應(yīng)器的數(shù)學(xué)模型，考慮了粒子

10、與流體之間溫度與濃度的差別的模型稱(chēng)之為_(kāi)。參考答案：非均相模型 59、不論是設(shè)計(jì)、放大或控制，都需要對(duì)研究對(duì)象作出定量的描述，也就要用數(shù)學(xué)式來(lái)表達(dá)個(gè)參數(shù)間的關(guān)系，簡(jiǎn)稱(chēng)_。參考答案：數(shù)學(xué)模型 60、氣固相催化串聯(lián)反應(yīng)，內(nèi)擴(kuò)散的存在會(huì)使中間產(chǎn)物的選擇性 。參考答案：下降 61、反應(yīng)活化能E越 ，反應(yīng)速率對(duì)溫度越敏感。參考答案：大 62、反應(yīng)速率 的單位為 ，速率常數(shù)k的因次為 。參考答案：63、一級(jí)連串反應(yīng) 在間歇式全混流反應(yīng)器中，則目的產(chǎn)物P的最大濃度_。（）參考答案：64、采用階躍示蹤法測(cè)得的濃度 與F(t)的關(guān)系式為 。參考答案：65、固體顆粒中氣體擴(kuò)散方式主要有 和 。參考答案：分子擴(kuò)散

11、、努森擴(kuò)散 66、軸向分散模型中，Pe準(zhǔn)數(shù)越 ，返混越大。參考答案：小 67、脈沖示蹤法根據(jù)檢測(cè)到的濃度變化曲線可以直接得到 曲線。參考答案：E(t) 68、全混流反應(yīng)器其E（）曲線的方差_。參考答案：1 69、化學(xué)反應(yīng)的總級(jí)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=_。參考答案：70、 要提高串聯(lián)反應(yīng)中間產(chǎn)物P收率，優(yōu)先選擇 反應(yīng)器。參考答案：平推流 71、在軸向分散模型中，模型的唯一參數(shù)彼克萊準(zhǔn)數(shù)Pe= 。參考答案：uL/Ez72、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(dòng)量衡算式的一般式為_(kāi)。參考答案：累積量=輸入量-輸出量73、化學(xué)反應(yīng)工程中的“三傳一反

12、”中的三傳是指_、_、_。參考答案：傳質(zhì)；傳熱；動(dòng)量傳遞74、在氣固相催化反應(yīng)中測(cè)定本征動(dòng)力學(xué)可以通過(guò)提高氣體流速消除 、通過(guò) 減小催化劑顆粒粒度消除 。參考答案：外擴(kuò)散、內(nèi)擴(kuò)散 75、平推流管式反應(yīng)器其E（t）曲線的方差 _。參考答案：0 76、 相同轉(zhuǎn)化率下，可逆放熱反應(yīng)的平衡溫度 最優(yōu)溫度。參考答案：高于 77、氣固相催化平行反應(yīng)，內(nèi)擴(kuò)散的存在會(huì)使高級(jí)數(shù)反應(yīng)產(chǎn)物的選擇性 。參考答案：下降 78、為什么均相液相反應(yīng)過(guò)程的動(dòng)力學(xué)方程實(shí)驗(yàn)測(cè)定采用間歇反應(yīng)器?參考答案：在間歇反應(yīng)器中可以直接得到反應(yīng)時(shí)間和反應(yīng)程度的關(guān)系，而這種關(guān)系僅是動(dòng)力學(xué)方程的直接積分，與反應(yīng)器大小和投料量無(wú)關(guān)。 79、簡(jiǎn)述等

13、溫恒容平推流反應(yīng)器空時(shí)、反應(yīng)時(shí)間、停留時(shí)間三者關(guān)系？參考答案：空時(shí)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(shí)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(shí)刻起到反應(yīng)達(dá)某一程度所需的反應(yīng)時(shí)間。停留時(shí)間是指反應(yīng)物進(jìn)入反應(yīng)器的時(shí)刻算起到離開(kāi)反應(yīng)器內(nèi)共停留了多少時(shí)間。由于平推流反應(yīng)器內(nèi)物料不發(fā)生返混，具有相同的停留時(shí)間且等于反應(yīng)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。 80、何謂基元反應(yīng)?基元反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)方程中活化能與反應(yīng)級(jí)數(shù)的含義是什么?何謂非基元反應(yīng)?非基元反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)方程中活化能與反應(yīng)級(jí)數(shù)含義是什么?參考答案：如果反應(yīng)物嚴(yán)格按照化學(xué)反應(yīng)式一步直接轉(zhuǎn)化生成產(chǎn)物，該反應(yīng)是基元反應(yīng)。基元

14、反應(yīng)符合質(zhì)量作用定律?；磻?yīng)的活化能指1摩爾活化分子的平均能量比普通分子的平均能量的高出值?；磻?yīng)的反應(yīng)級(jí)數(shù)是該反應(yīng)的反應(yīng)分子數(shù)。一切不符合質(zhì)量作用定律的反應(yīng)都是非基元反應(yīng)。非基元反應(yīng)的活化能沒(méi)有明確的物理意義，僅決定了反應(yīng)速率對(duì)溫度的敏感程度。非基元反應(yīng)的反應(yīng)級(jí)數(shù)是經(jīng)驗(yàn)數(shù)值，決定了反應(yīng)速率對(duì)反應(yīng)物濃度的敏感程度。 81、簡(jiǎn)述流化床反應(yīng)器的優(yōu)點(diǎn)？參考答案：流化床反應(yīng)器的主要優(yōu)點(diǎn)為：1）傳熱效能高，而且床內(nèi)溫度易維持均勻；2） 大量固體粒子可方便的往來(lái)輸送，對(duì)于催化劑迅速失活而需隨時(shí)再生的過(guò)程來(lái)說(shuō)，能夠?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模的連續(xù)生產(chǎn)。3） 由于粒子細(xì)，可以消除內(nèi)擴(kuò)散阻力，能充分發(fā)揮催化劑的效能。82、

15、簡(jiǎn)述固定床反應(yīng)器的優(yōu)缺點(diǎn)？參考答案：凡是流體通過(guò)不動(dòng)的固體物料所形成的床層而進(jìn)行反應(yīng)的裝置都稱(chēng)作固定床反應(yīng)器。1） 催化劑在床層內(nèi)不易磨損；2） 床層內(nèi)流體的流動(dòng)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(lái)獲得較大的生產(chǎn)能力；3） 固定床中的傳熱較差；4） 催化劑的更換必須停產(chǎn)進(jìn)行。83、簡(jiǎn)述Langmuir等溫吸附方程的基本特點(diǎn)？參考答案：Langmuir等溫吸附方程具有以下基本特點(diǎn)：1）均勻表面（或理想表面）：即催化劑表面各處的吸附能力是均一的，吸附熱與表面已被吸附的程度如何無(wú)關(guān)；2） 單分子層吸附；3）被吸附的分子間互不影響，也不影響別的分子；4）吸附的機(jī)理均相同

16、，吸附形成的絡(luò)合物均相同。85、計(jì)算物料的流量。解：86、計(jì)算轉(zhuǎn)化率液相一級(jí)不可逆分解反應(yīng)AB+C于常溫下在一個(gè)2m3全混流反應(yīng)器（CSTR，MFR，連續(xù)攪拌槽式反應(yīng)器）中等溫進(jìn)行。進(jìn)口反應(yīng)物濃度為1 kmol·m-3，體積流量為1m3hr-1，出口轉(zhuǎn)化率為80%。因后續(xù)工段設(shè)備故障，出口物流中斷。操作人員為此緊急停止反應(yīng)器進(jìn)料。半小時(shí)后故障排除，生產(chǎn)恢復(fù)。試計(jì)算生產(chǎn)恢復(fù)時(shí)反應(yīng)器內(nèi)物料的轉(zhuǎn)化率為多少？解：87、求停留時(shí)間分布規(guī)律有一有效容積VR=1m3，送入液體的流量為1.8m3hr-1的反應(yīng)器，現(xiàn)用脈沖示蹤法測(cè)得其出口液體中示蹤劑質(zhì)量濃度變化關(guān)系為：t/min01020304050

17、607080c/kg·m-3036543210求其停留時(shí)間分布規(guī)律，即F(t)，E(t)，解：示蹤法求停留時(shí)間分布規(guī)律t/minc/kg·m-3cF(t)E(t)t·ct2c000000010330.1250.01253030020690.37500.02501202400305140.58330.02081504500404180.750.01671606400503210.8750.01251507500602230.95830.00831207200701241.00.0042704900800241.000024803320088、催化劑的效率因子常壓下正

18、丁烷在鎳鋁催化劑上進(jìn)行脫氫反應(yīng)。已知該反應(yīng)為一級(jí)不可逆反應(yīng)。在500時(shí)，反應(yīng)的速率常數(shù)為k=0.94cm3s-1gcat-1，若采用直徑為0.32cm的球形催化劑，其平均孔徑d0=1.110-8m，孔容為0.35cm3g-1，空隙率為0.36，曲折因子等于2.0。試計(jì)算催化劑的效率因子。解：89、計(jì)算轉(zhuǎn)化率和反應(yīng)器體積反應(yīng)A+BR+S，已知VR=0.001m3，物料進(jìn)料速率V0=0.5×10-3m3min-1，cA0=cB0=5mol·m3，動(dòng)力學(xué)方程式為rA=kcAcB，其中k=100m3kmol-1min-1。求：(1)反應(yīng)在平推流反應(yīng)器中進(jìn)行時(shí)出口轉(zhuǎn)化率為多少？(2)欲用全混流反應(yīng)