反應(yīng)工程復(fù)習(xí)題庫(kù)及答案

1、第一章緒論1 .化學(xué)反應(yīng)工程是一門研究的科學(xué)。（化學(xué)反應(yīng)的工程問題）2 .化學(xué)反應(yīng)工程是一門研究化學(xué)反應(yīng)的工程問題的科學(xué)，既以 作為研究對(duì)象，又以 為研究對(duì)象的學(xué)科體系。（化學(xué)反應(yīng)、工程問題）3 .是化學(xué)反應(yīng)工程的基礎(chǔ)。（三傳一反）4 .化學(xué)反應(yīng)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)反應(yīng)工程中的“三傳一反”中的三傳是指 > > 。 （傳質(zhì)、傳熱、動(dòng)量傳遞）6 .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)式來表達(dá)個(gè)參數(shù)間的關(guān)系，簡(jiǎn)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(dòng)量衡算式的一般

2、式為。（累積量=輸入量-輸出量）8 .“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。A.化學(xué)反應(yīng)B. 反應(yīng)工程 C.反應(yīng)熱力學(xué)D.反應(yīng)動(dòng)力學(xué)9 .“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_A。A.能量傳遞 B. 質(zhì)量傳遞 C.熱量傳遞D.動(dòng)量傳遞第二章均相反應(yīng)動(dòng)力學(xué)1.均相反應(yīng)是指_。（參與反應(yīng)的物質(zhì)均處于同一相）_ nK0 - nKK 二3 .著眼反應(yīng)組分K的轉(zhuǎn)化率的定義式為 。（ 加0 ）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)，這種反應(yīng)稱為,否則稱為 。（等分子反應(yīng)、非等分子反應(yīng)）5 .化學(xué)反應(yīng)速率式為Ta=KcC?cb用濃度表示的速率常數(shù)為Kc,假定符合理想

3、氣體狀態(tài)方程，如用壓力表示的速率常數(shù) Kp ,則KC=Kp。（RT）夠）6 .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Kc,用逸度表示的速率 常數(shù) Kf ,貝| kc=Kf o （RT）n）7 .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K*用氣體摩爾分率表 RT n示的速率常數(shù)Ky ,則Kc=Ky。八P J ）8 .在構(gòu)成反應(yīng)機(jī)理的諸個(gè)基元反應(yīng)中，如果有一個(gè)基元反應(yīng)的速率較之其他基 元反應(yīng)慢得多，他的反應(yīng)速率即代表整個(gè)反應(yīng)的速率，其他基元反應(yīng)可視為處 于。（擬平衡常態(tài)）9 .當(dāng)構(gòu)成反應(yīng)機(jī)理的諸個(gè)基元反應(yīng)的速率具有相同的數(shù)量級(jí)時(shí)，既不存在速率 控制步驟時(shí)，可假定所有各步基元反應(yīng)都處于

4、 （擬定常態(tài)）10 .活化能的大小直接反映了 對(duì)溫度的敏感程度。（反應(yīng)速率）11 . 一個(gè)可逆的均相化學(xué)反應(yīng)，如果正、逆兩向反應(yīng)級(jí)數(shù)為未知時(shí)，采用法來求反應(yīng)級(jí)數(shù)。（初始速率法）12 .生成主產(chǎn)物的反應(yīng)稱為,其它的均為。（主反應(yīng)、副反應(yīng)）_P （主）A ""13 .平行反應(yīng)S（副）均為一級(jí)不可逆反應(yīng)，若 E> E ,選擇性 Sp與無(wú)關(guān)，僅是的函數(shù)。（濃度、溫度）14 .如果平行反應(yīng)At P（主）均為一級(jí)不可逆反應(yīng)，若E主 >七副，提高選擇性陽(yáng)B ,反應(yīng)產(chǎn)物B的化學(xué)反應(yīng)速率 dCA金 rB = rB -P At S（副）應(yīng) ._。（提高溫度）.一 、KiK2 15

5、. 一級(jí)連串反應(yīng)A »一S在全混流釜式反應(yīng)器中，則目的廣物P的最C A0大濃度Cp,max =16. 一級(jí)連串反應(yīng)、一K1a 一三opto (K2/K1)"2+12、/T)k2AP-AS在平推流反應(yīng)器中，則目的產(chǎn)物P的最大濃Mk2/（k241）此舊/月）CP,max 二17. 一級(jí)連串反應(yīng)topt 二A K1 A P.。(1k2K2.k2 - k1)» S在間歇式全混流反應(yīng)器中，則目的產(chǎn)物 P的最大濃度Cp,max =18. 一級(jí)連串反應(yīng)A、toptKK2P k2 /(k2 _k1) 與(k2ln(k2 /k1)A S在平推流反應(yīng)器中,k2 k1）為提高目的產(chǎn)物P

6、的收率，應(yīng) k2/k1。（降低）19 .鏈反應(yīng)的三個(gè)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(yīng)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(yīng)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(yīng)的是_C。A.催化重整 B.催化裂解C. HCl與NaOH勺中和 D.水泥制造23 .下列屬于非均相反應(yīng)的是D。A.乙酸乙酯水解B.氫氣燃燒C. HCl與NaOH勺中和 D.催化裂解24 .下列屬于非均相反應(yīng)的是BA.乙酸和乙醇的酯化B.加氫脫硫C.氫氣燃燒D.炫類氣相裂解27

7、.對(duì)于一非恒容均相化學(xué)反應(yīng)物 F =_A。_= dn a_ _ dnBA. -rA _VdTB. -rA =-Vdt28 .對(duì)于一非恒容均相化學(xué)反應(yīng)叭a rB =B。dnAdnBb = rB :A. Vdt B. C. B 出 D.dt Vdt=陽(yáng)B ,反應(yīng)組分A的化學(xué)反應(yīng)速率rdCAr _ dCBC.A dt D. A 出34.氣相反應(yīng)2A + B - 3P + S進(jìn)料時(shí)無(wú)惰性氣體，A與B以3 ： 2摩爾比進(jìn)料, 則膨脹因子g=D 。A. - 1B. 1/3 C. 2/3 D. 138.化學(xué)反應(yīng)速率式為-a = KcCAcbP,如用濃度表示的速率常數(shù)為Kc,用壓力表 示的速率常數(shù)為KP,則K

8、C= BKP。A. (RT)4田B.(RT)(副C.(RT)d¥ d.(RT)40 .反應(yīng)C4H102c2H4 + H2, k=2.0s,，則反應(yīng)級(jí)數(shù) n= B oA. 0 B. 1C. 2D. 341 .反應(yīng)A + B C,已知k=0.15s,，則反應(yīng)級(jí)數(shù)n=_B。A. 0B. 1C. 2D. 342 .反應(yīng)3A P,已知k =0.15mol/l .s ,則反應(yīng)級(jí)數(shù)n= A 。A. 0B. 1C. 2D. 343 .反應(yīng) CH3COOH + ch 3CH2OH - CHsCOOC2H5 + H2O ,已知 k=2.3 s/mol ,貝U反應(yīng) 級(jí)數(shù)n=C。A. 0B.1C.2D.34

9、4 .反應(yīng) N2 + 3H2 2Nh3,已知 k = 0.811 s/mol ,則反應(yīng)級(jí)數(shù) n=C。A. 0B.1C.2D.345 .反應(yīng) NaOH +HCl NaCI + HO 已知 k = 0.1ls/mol,則反應(yīng)級(jí)數(shù) n= C。A. 0B.1C.2D.346 .反應(yīng) A + B 一 C,已知 k =0.45mol/l，s ,則反應(yīng)級(jí)數(shù) n= _A。A. 0B.1C.2D.348 .串聯(lián)反應(yīng)A - P (目的)-R + S,目的產(chǎn)物P的得率Xp=B。 np-np0np-np0n p - n P0np - nP0A. nA0 -nAB.nA0C.ns -ns0D.nR - nR049 .串

10、聯(lián)反應(yīng) A 一 P (目的)-R + S,目的產(chǎn)物 P與副產(chǎn)物 S的選擇性 SP =_C。 np-np0np nP0np-np0np - np。A. nA0 -nAB.nA0C.ns-nso D.nR -nR050 .串聯(lián)反應(yīng)A - P (目的)-R + S,目的產(chǎn)物P的總收率/=A。 np - np0np np°n p - n p0np - nP0A. nA0 -nAb.nA0C.ns - ns0 d.Hr - Hr0一P住)A51 .如果平行反應(yīng)S(副)均為一級(jí)不可逆反應(yīng)，若£主 E副，提高選擇性&應(yīng) B 。A.提高濃度B. 提高溫度 C.降低濃度D. 降低溫度

11、53 .一級(jí)連串反應(yīng)A 一 P 一 S在全混流釜式反應(yīng)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)和=D。ln(K2 /K1)ln(K"K2)ln(K2/K1)1A. K2 -K1B.K2 -K1C.K1K2D.K1K2. 、KiK254 . 一級(jí)連串反應(yīng)A -A P A S在全混流釜式反應(yīng)器中，則目的產(chǎn)物 P的最大濃度 CPmax B。C A0D.（Ki/K2）i/2+i2則目的產(chǎn)物 P的最大濃,K2K21卜2u150K 2 K2 _KiCA0( )7777/172 石2CA0( )A.K2b.(K2/K1) +iC.KiKiK255 . 一級(jí)連串反應(yīng)A A PA s在間頡式反應(yīng)命

12、中,度 Cp,max = A。C A0(8/(嚴(yán)i2則目的產(chǎn)物P的最C A0(Ki/K2)i/2 i2K,K2K2C (Ki)KTKCA0K2 K2TK；CAOVTT-)T/2 石2CA0(_-)A.K2B.(K2/Ki)i C.KiD.KiK256 . 一級(jí)連串反應(yīng)A A P-A S在平推流管式反應(yīng)器中,大濃度Cp，max = A 。KzK2Ki'KTK；CA0/K2KTK；CA0()ZT7：, i/2TT2CA0()1 .K2B.(K2/Ki)+iC.KiD57 .一級(jí)連串反應(yīng)A 一 P 一 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 =_D。iln（K"

13、K2）ln（Kz/Ki）ln（Kz/Ki）A.KiK2B.% -KiC.KiK2D.K2 -Ki58 . 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topt = Ci此(一/4)A v KiK 2bK2 KiC.ln(K2/Ki)K2 -KiD.59.下列反應(yīng)沒有涉及到鏈反應(yīng)的是_B。A.石油裂解 B.酯化反應(yīng)C. 炫類氧化ln(K2/Ki).KiK2D. 聚合反60 .簡(jiǎn)述均相反應(yīng)及其動(dòng)力學(xué)的研究?jī)?nèi)容？答：參與反應(yīng)的各物質(zhì)均處于同一個(gè)相內(nèi)進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)稱為均相反應(yīng)。均相 反應(yīng)動(dòng)力學(xué)是研究各種因素如溫度、催化劑、反應(yīng)物組成和壓力等對(duì)反應(yīng)速率、 反

14、應(yīng)產(chǎn)物分布的影響，并確定表達(dá)這些影響因素與反應(yīng)速率之間定量關(guān)系的速 率方程。61 .簡(jiǎn)述鏈鎖反應(yīng)所具有的基本特征？ 答：i）鏈反應(yīng)具有三個(gè)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；N2 = kCNoCH222 O3）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(yīng)終止。62 .反應(yīng)2NO + 2H 2 = N 2 + 2H 2Q實(shí)驗(yàn)測(cè)得速率方程為: 試設(shè)定能滿足實(shí)驗(yàn)結(jié)果的反應(yīng)機(jī)理。解：機(jī)理（i）： 2NO+H2T N2+H25（慢）H2O2 +H22T 2H2。（快） 卷N2 = i = kiCNoCH2所

15、以與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相同機(jī)理（2）:2N0= N2O2N2O2 H2 k5 > N2 H2O2H2O2 H2k6 > 2H2O達(dá)擬平衡態(tài)，為速控步驟N2 - 5 - ksCN202cH2（快速）（慢速）（快）由得代入2k4C N2O2 = ksCNO-k5k3 C2 C _ kC2N2 一 ,cNOcH2 - kCNOk4k3 c 2C N2O2 = C NOk4CH2此機(jī)理與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相同，選機(jī)理（2）,因其無(wú)叁分子反應(yīng)，而機(jī)理（1）是。63.由A和B進(jìn)行均相二級(jí)不可逆反應(yīng)a A A+adCAB B = : S S,速率方程:求:dt(1)(2)QaCb。Ca0當(dāng)Cb0Ca0當(dāng)Cb0/3B

16、時(shí)的積分式J AAB人B時(shí)的積分式Ca0_ Ca解：（1）a與g之比保持恒定/Cb。/cb所以kt =CA0 dCACA0 kt = CACaC bdCA ? B 2C ACA0 dCAcA二 AktJ積分得 CA.：iBk：-A寫成轉(zhuǎn)化率時(shí)1C A01kt =(Ca0 Ca =Ca0(1 -CBa= Cb0(1 aA CA0CB0A)CB0 (1 一1 A)A0式中:C B0積分得:B,AB二 AI 1-%4 ln “4.64.反應(yīng)A - B為n級(jí)不可逆反應(yīng)。已知在300K時(shí)要使A的轉(zhuǎn)化率達(dá)到20孀 12.6分鐘，而在340K時(shí)達(dá)到同樣的轉(zhuǎn)化率僅需3.20分鐘，求該反應(yīng)的活化能 E。解:一

17、rAdCAdt二 kCACA0dCAcAtdtn-1即 n T -CacAo1=kt達(dá)20%寸，ca= 0.8Cao式中(n-1)CA01M為常數(shù)(1.25n-1一 1)k300X 12.6k340 = MX 3.2k340ln 一 二k300InM /3.2M /12.6擊(300340E=29.06 (kJ/mol)65.考慮下述連串反應(yīng)：A。b-Kt c ,已知上述反應(yīng)中每一步均為一級(jí)反 應(yīng)，試求A、B和C的濃度隨間變化的函數(shù)式。解：對(duì)于反應(yīng)物A,應(yīng)有:dCAdt=k1C A積分得Ca =Cao exp(-k1t)dCB對(duì)于B,應(yīng)有 dt= KCa "bk1CAoexp(-k1

18、t) FCb將上式兩端乘以eXPltD可得exo( k2t)dCB k2cB exp( k2t)dt = k1cA0 ex3( k2 - k1 )tdt即 dCBexo( k2t) = KCao e)p( k2-K)tdt將上式積分得，CBex)( kzt)=k1k2 - k1CAoexp(k2 -k1)t-1一 k1Cb = ;CA0exp( 一kt) e)p( kzt)k2 -k1Ca - Cb Cc=Ca。Cc =Cao -(Ca Cb)第三章理想反應(yīng)器1.理想反應(yīng)器是指=Cao1 -k2k2 - k1exp( -k1t) exp( -k2t)k2 -k1理想混合(完全混合)反應(yīng)器、平推

19、流（活塞流或擠出流）反應(yīng)器2 .具有良好攪拌裝置的釜式反應(yīng)器按 反應(yīng)器處理，而管徑小，管子較長(zhǎng)和流速較大的管式反應(yīng)器按 反應(yīng)器處理。（理想混合反應(yīng)器、平推流）3 .分批式完全混合反應(yīng)器操作的優(yōu)化分析是以 > 為目標(biāo)進(jìn)行優(yōu) 化的。（平均生產(chǎn)速率yr最大、生產(chǎn)經(jīng)費(fèi)最低）4 .全混流反應(yīng)器的空時(shí)p是勺 之比。（反應(yīng)器的有效容積、進(jìn)料流體的容積流速）5 .全混流反應(yīng)器的容積效率 不為勺 之比。（反應(yīng)時(shí)間t、空時(shí)p ）V（4）（-二 Hr）6 .全混流反應(yīng)器的放熱速率QG= （ v0 Kp ）T（1 -UA-） -（To -m）7 .全混流反應(yīng)器的移熱速率Qr= （V0即V'P ）8 .全

20、混流反應(yīng)器的定常態(tài)操作點(diǎn)的判據(jù)為 。 （QG=Qr）9 .全混流反應(yīng)器穩(wěn)定的定常態(tài)操作點(diǎn)的判據(jù)為、。 dQr dQG（QG = Qr、dT dT ）10 .全混流反應(yīng)器的返混 。（最大）11 .平推流反應(yīng)器的返混為 。（零）12 .對(duì)于恒容的平推流管式反應(yīng)器 ? 、1致。（平均停留 時(shí)間、反應(yīng)時(shí)間、空時(shí)）13 .對(duì)于恒容的 管式反應(yīng)器平均停留時(shí)間、反應(yīng)時(shí)間、空時(shí)一致。（平推流）14 .如果將平推流反應(yīng)器出口的產(chǎn)物部分的返回到入口處與原始物料混合，這類反應(yīng)器為 的平推流反應(yīng)器。（循環(huán)操作）1對(duì)于循環(huán)操作的平推流反應(yīng)器，當(dāng)循環(huán)比 B-0時(shí)為反應(yīng)器，而當(dāng)B-8時(shí)則相當(dāng)于反應(yīng)器。（平推流、全混流）16

21、 .對(duì)于循環(huán)操作的平推流反應(yīng)器，當(dāng)循環(huán)比（3 -0時(shí)反應(yīng)器內(nèi)返混為,而當(dāng)B -8時(shí)則反應(yīng)器內(nèi)返混為 （零、最大）17 .對(duì)于絕熱操作的放熱反應(yīng)，最合適的反應(yīng)器類型為 。（全混流串平 推流）18 .對(duì)于反應(yīng)級(jí)數(shù)n<0的反應(yīng)，為降低反應(yīng)器容積，應(yīng)選用 反應(yīng)器為宜。（全混流）19 .對(duì)于反應(yīng)級(jí)數(shù)n>0的反應(yīng)，為降低反應(yīng)器容積，應(yīng)選用 反應(yīng)器為宜。（平推流）20 .對(duì)于自催化反應(yīng)，最合適的反應(yīng)器為 。（全混流串平推流）如對(duì)于可逆的放熱反應(yīng)，使反應(yīng)速率最大的反應(yīng)溫度Topt = 。a)A0 A )-3 - Ei)k0E1CA0(1 -Rln -r(k°E2(CR。C22 .對(duì)于可逆

22、的放熱反應(yīng)，達(dá)到化學(xué)反應(yīng)平衡時(shí)的溫度入一32 - 二)心(1 - a)Rln -t0不包括下列哪一項(xiàng)。物料冷卻時(shí)間D. 清洗釜( k0 (CR0 + CA0 Z A ) )23 .分批式操作的完全混合反應(yīng)器非生產(chǎn)性時(shí)間(8)A.加料時(shí)間 B.反應(yīng)時(shí)間C.所用時(shí)間2 2 > 2 2 I ，I _24 .在間歇反應(yīng)器中進(jìn)彳亍等溫二級(jí)反應(yīng)A - B, 一 rA = 0.01CAmol /l s , 當(dāng)CA0=1mol/l時(shí)，求反應(yīng)至ca=0.01mol川所需時(shí)間t=秒。(D)A. 8500 B.8900 C. 9000 D.990025 .在間歇反應(yīng)器中進(jìn)彳亍等溫一級(jí)反應(yīng) A - B , -r

23、A =0.01cAmol /l $ ,當(dāng)CA0 =同/l 時(shí)，求反應(yīng)至Ca=0.01mol/l所需時(shí)間t=秒。(B)A. 400 B. 460C. 500 D. 56026 .在全混流反應(yīng)器中，反應(yīng)器的有效容積與進(jìn)料流體的容積流速之比為 ° (AA.空時(shí)t B. 反應(yīng)時(shí)間t C.停留時(shí)間t D. 平均停留時(shí)間t27 .全混流反應(yīng)器的容積效率引大于1.0時(shí)，且隨著7A的增大而增大，此時(shí)該 反應(yīng)的反應(yīng)級(jí)數(shù)n。(A)A. <0 B. =0C.>0 D. >028 .全混流反應(yīng)器的容積效率不小于1.0時(shí)，且隨著 丸的增大而減小，此時(shí)該 反應(yīng)的反應(yīng)級(jí)數(shù)n。(D)A.<0

24、B. =0C.>0D.>029 .全混流反應(yīng)器的容積效率 刀=1.0時(shí)，該反應(yīng)的反應(yīng)級(jí)數(shù)n o (B)A.<0B. =0C.>0D.>030 .全混流釜式反應(yīng)器最多可能有 個(gè)定常態(tài)操作點(diǎn)。(C)A. 1B. 2C. 3D. 431 .全混流反應(yīng)器中有 個(gè)穩(wěn)定的定常態(tài)操作點(diǎn)。(B)A. 1B. 2C. 3D. 432 .對(duì)于的反應(yīng)器在恒容反應(yīng)過程的平均停留時(shí)間、反應(yīng)時(shí)間、空時(shí)是 一致的。(D)A.間歇式反應(yīng)器B.全混流反應(yīng)器C.攪拌釜式反應(yīng)器D.平推流管式反應(yīng)器 3一33 .一級(jí)不可逆液相反應(yīng)A=>2R, CA0 =2.30kmol/m ,出口轉(zhuǎn)化率Xa =

25、0.7,每 批操作時(shí)間t t。=2.06h,裝置的生產(chǎn)能力為50000 kg產(chǎn)物R/天，Mr=60,則反應(yīng)器的體積V為 m3。(C)A. 19.6 B. 20.2 C. 22.2 D. 23.434 .對(duì)于自催化反應(yīng)，最合適的反應(yīng)器為 。 (D)平推流反應(yīng)器全混流串接平推流反應(yīng)器。 (D)全混流反應(yīng)器全混流串接平推流反應(yīng)器A.全混流反應(yīng)器B.C.循環(huán)操作的平推流反應(yīng)器D.35 .對(duì)于絕熱操作的放熱反應(yīng)，最合適的反應(yīng)器為A.平推流反應(yīng)器B.C.循環(huán)操作的平推流反應(yīng)器D.36 .對(duì)于反應(yīng)級(jí)數(shù)n<0的不可逆等溫反應(yīng)，為降低反應(yīng)器容積，應(yīng)選用。(B)A.平推流反應(yīng)器B.全混流反應(yīng)器C.循環(huán)操作的

26、平推流反應(yīng)器D.全混流串接平推流反應(yīng)器37 .對(duì)于反應(yīng)級(jí)數(shù)n>0的不可逆等溫反應(yīng)，為降低反應(yīng)器容積，應(yīng)選用。(A)A.平推流反應(yīng)器B.全混流反應(yīng)器C.循環(huán)操作的平推流反應(yīng)器D.全混流串接平推流反應(yīng)器38 .對(duì)于可逆放熱反應(yīng)，為提高反應(yīng)速率應(yīng) 。 (C)A.提高壓力B.降低壓力C. 提高溫度 D. 降低溫度A - L 吁)39 .對(duì)于單一反應(yīng)組分的平行反應(yīng)S副)，其瞬間收率、隨CA增大而單調(diào)增大，則最適合的反應(yīng)器為 。(A)A.平推流反應(yīng)器B.全混流反應(yīng)器C.多釜串聯(lián)全混流反應(yīng)器D.全混流串接平推流反應(yīng)器* p隹)40 .對(duì)于單一反應(yīng)組分的平行反應(yīng)S(副)，其瞬間收率中P隨CA增大而單調(diào)下

27、降，則最適合的反應(yīng)器為 。 (B)全混流反應(yīng)器全混流串接平推流反應(yīng)器A.平推流反應(yīng)器B.C.多釜串聯(lián)全混流反應(yīng)器D.41 .簡(jiǎn)述理想反應(yīng)器的種類？答：通常所指的理想反應(yīng)器有兩類：理想混合(完全混合)反應(yīng)器和平推流(活 塞流或擠出流)反應(yīng)器。所謂完全混合流反應(yīng)器是指器內(nèi)的反應(yīng)流體瞬間達(dá)到 完全混合，器內(nèi)物料與反應(yīng)器出口物料具有相同的溫度和濃度。所謂平推流反 應(yīng)器是指器內(nèi)反應(yīng)物料以相同的流速和一致的方向進(jìn)行移動(dòng)，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(jiǎn)述分批式操作的完全混合反應(yīng)器？答：反應(yīng)物料一次性投入反應(yīng)器內(nèi)，在反應(yīng)過程中，不再向器內(nèi)投料，也不出 料，待達(dá)

28、到反應(yīng)要求的轉(zhuǎn)化率后，一次性出料，每批操作所需生產(chǎn)時(shí)間為反應(yīng) 時(shí)間與非生產(chǎn)性時(shí)間之和，非生產(chǎn)性時(shí)間包括加料、排料和物料加熱、冷卻等 用于非反應(yīng)的一切輔助時(shí)間。43 .簡(jiǎn)述等溫恒容平推流反應(yīng)器空時(shí)、反應(yīng)時(shí)間、停留時(shí)間三者關(guān)系？答：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。44 .對(duì)于可逆放熱反應(yīng)如何選擇操作溫度？答：1）

29、對(duì)于放熱反應(yīng)，要使反應(yīng)速率盡可能保持最大，必須隨轉(zhuǎn)化率的提高， 按最優(yōu)溫度曲線相應(yīng)降低溫度；2）這是由于可逆放熱反應(yīng)，由于逆反應(yīng)速率也隨反應(yīng)溫度的提高而提高，凈反應(yīng)速率出現(xiàn)一極大值；3）而溫度的進(jìn)一步提 高將導(dǎo)致正逆反應(yīng)速率相等而達(dá)到化學(xué)平衡。245 .對(duì)于反應(yīng)，rR =k1cA , E1 ； % =k2cA ,巳，當(dāng)E1 匕時(shí)如何選擇操作溫度可 以提高產(chǎn)物的收率？._E1/RTS.!rC-.SR_En / RT C A答：對(duì)于平行反應(yīng)rSk20e 2k3k10 RTek20CA,所以，當(dāng)日巳時(shí)應(yīng)盡可能提高反應(yīng)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(jí)不可逆反應(yīng)，液相反應(yīng)

30、A 一 2R, -a =kCAkmoI/m3力，k=9.52 x 109exp-7448.4/T h-1,。=2.3 kmol/m3, mr=60, %。=0,若轉(zhuǎn)化率 Xa = 0.7 , 裝置的生產(chǎn)能力為50000 kg產(chǎn)物R/天。求50c等溫操作所需反應(yīng)器的有效容積?解：（用于非生產(chǎn)性操作時(shí)間10=0.75 h ） 反應(yīng)終了時(shí)R的濃度為3、C R =2CA0xA =3.22（kmol/m ）1 XA dxA1 ,1-=lnk 0 1 -Xak 1 -Xa=0.9297448.4k =9.52 109 ex) -_ 273 5047.0- COOCH3 （C）該反應(yīng)在全混流反應(yīng)器中進(jìn)行，以

31、AICI3為催化劑，反應(yīng)溫度20C,液料的體積流速為0.5 n3/h , 丁二烯和丙烯酸甲酯的初始濃度分別為 Cao=96.5 mol/m 3, Cbo = 184 mol/m3,催 化劑的濃度為 cd =6.63 mol/m 3。速率方程-aCaCd ,式中k=1.15 x 10-3 m3/mol - ks,若要求丁二烯轉(zhuǎn)化率為40%求：1）反應(yīng)器的體積V; 2 ）容積效率刀。解：1）A + B一A 二7CdCAA =QaCd =4(1 -Xa)Cd dt對(duì)于全混流反應(yīng)器= caoXa 二一AC A0XAXAkC Ao (1 - Xa)Cdk(1 - Xa )Cd0.4.=3 =87.4(k

32、s) =24.28(h)1.15 10(1 -0.4) 6.63VT =V03八Vo =0.5m / hV =iv0 =24.28 0.5 =12.14m32 ）在分批式反應(yīng)器內(nèi)的反應(yīng)時(shí)間為t = CA0xa dxA1-rAkC D67=0.76687.40.4 dx=67(ks)0 1 一 Xa48.在全混流反應(yīng)器中一級(jí)不可逆反應(yīng)，液相反應(yīng)A 2R, -rA =kCAkmol/m3h,9k=9.52 x 109exp-7448.4/TXa =0.7 ,裝置的生產(chǎn)能力為 的有效容積和它的容積效率 解：（1）進(jìn)料速度V0Cr =2Ca°Xah-1 , Ca0 =2.3 kmol/m3,

33、 mr=60, Cr0 =0,若轉(zhuǎn)化率 50000 kg產(chǎn)物R/天。求50c等溫操作所需反應(yīng)器 ”?（用于非生產(chǎn)性操作時(shí)間10=0.75 h ）c cc50000- V0CR - 2cA0V0Xa -24 M r以CA0 =2.3, xA =0.7, M R =60v0 =50000/(24 60 2 2.3 0.7) =10.78m3 / h(2)反應(yīng)器有效容積VVCA0XAXaV0kCAk(1-XA)t =Cao Xa dxAkCA kXa dxA1 ,1二ln0 1 -Xa k 1 -Xa97448.4k =9.52 10 ex30.92_ 273 50t =In =1.31（h）0.9

34、2 1 -0.7=1 =113 =0.5162.54k =1.0788 109 exo -5525.9 , T49.現(xiàn)有一有效容積為0.75m3的攪拌釜反應(yīng)器，其內(nèi)設(shè)置有換熱面積為 5.0m2 的冷卻盤管。欲利用改反應(yīng)器來進(jìn)行 A-R的一級(jí)不可逆的液相反應(yīng)，其速率常h4）,反應(yīng)熱（-Hr）=20921J/molA,原料液中A的濃度CA0=0.2mol/l ,但不含反應(yīng)產(chǎn)物 R。此原料液的密度p =1050g/l ;定壓比熱 3 ，Cp =2.929 （j/g . C）o要求原料液的進(jìn)料流率為vo=3m /h,反應(yīng)器出口的反應(yīng)液中Ca =0.04mol/l?？倐鳠嵯禂?shù)U=209.2 （KJ/m2

35、 h C）。所用的冷卻介質(zhì)的Too溫度為25 Co試求滿足上述反應(yīng)要求所需的反應(yīng)溫度以及料液的起始溫度 解：1）計(jì)算反應(yīng)溫度TCaC A011kCA0(-1)CA 0.22. 0.75k =(- _1)y =180.04.3根據(jù)kT0788 109"竿= 7.51h篝=0.695T -308.6KT0 二 T-2)v0 ： CPV(-rA)(- Hr) -UA(T -Tm)18 0.04 0.75 20921 209.2 5 (308.6 -298.16)T0 =308.6 二 297.4K3 1050 2.92950.(ch3co)2 (a) + H2O(B)2cH3cooh(c)

36、乙酸酊發(fā)生水解，反應(yīng)溫度 25C,k=0.1556min1,采用三個(gè)等體積的串聯(lián)全混流釜進(jìn)行反應(yīng)，每個(gè)釜體積為1800 cm3,求使乙酸酊的總轉(zhuǎn)化率為60%寸，進(jìn)料速度v。解：初始濃度為CA0,離開第一釜為Cai,依次為CA2、CA3。CA0 -CA1-1 二 :；(-rA )1(-rA)i = kC aiCA0 -CA1CA11d 1-1 - Z-: 1=: XA1 = 1 一kCA1Ca01 k .11 - k.1CA2 二 1對(duì)第二釜二一不對(duì)于等體積釜串聯(lián)12=.CA2 11 二2 - ' XA2 =1 -2Ca0 (1 k.)2(1k.)21.XA3 二1 一3同理(1k )3

37、r =2.3 (min)V 18003v0 = = =782.6(cm / min)22 351.串聯(lián)全混流反應(yīng)器進(jìn)行一級(jí)不可逆反應(yīng)，假定各釜容積、溫度相同， k=0.92(h)，Y0=10m3/h，XA=0.9,試計(jì)算n為1, 2, 3的反應(yīng)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應(yīng)器的有效容積。X a n = 1 -NT解：利用(1 k i)N(個(gè))123V (m3) 97.847.037.6若采用分批式1 In = - ln = 2.503h t = k 1 - a 0.921 -0.9上=追，其中為N=1時(shí)V97.8= 9.78hVb2.5033 97.8 =25.03m3

38、9.7852.應(yīng)用兩個(gè)按最優(yōu)容積比串聯(lián)的全混流釜進(jìn)行不可逆的一級(jí)液相反應(yīng),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vo = 1On3/h ,要求最終轉(zhuǎn)化率xa=0.9 ,試求 V V和總?cè)莘eV。解：對(duì)于一級(jí)不可逆反應(yīng)應(yīng)有.z 1)二()-1rA1JXA1-z 1 、 二()-rA,i代入M:XA1 | kCA0(1 - XA1 ) J kCA0(1 -XA1)X A,i -Xa,i _1A, i +得kC A0(1 - XA1 )Xa1 - Xa0 kC A0 (1 一Xa2 ) kC A0 (1 一 Xa1 ) |整理得2XA1 - 2x A1

39、' XA2 0Xa2 =0.9XA1xA1 =0.68380.6838k(1 -Xa1)0.92(1 -0.6838)=2.35(h)3、V1 =v0 1 =23.5(m )XA2 -Xa1 0.9 -0.6838.2 = = = 2.35(h)k(1 Xa2)0.92(1 -0.9)3V2 =v。.2 =23.5(m )總?cè)莘e VV2 =47(m3)53 .用兩串聯(lián)全混流反應(yīng)器進(jìn)行一個(gè)二級(jí)不可逆等溫反應(yīng)，已知在操作溫度下k =0.92(m3kmol 'h)，Ca0 = 2.30 kmol/m3,V0 =10 m3 h,要求出 口 xa=0 9 ,計(jì)算該操作最優(yōu)容積比M/V2）

40、和總?cè)莘eV。：(-)A1解：-：XA1f1一 -22-XA1kCA0 (1 - XA1 )2kCA02(1-XA1)31、（-一） A,1代入'A，1-1-XA,1 - XA,0-,1223kCA0 (1 -Xa,1)3工122Xa,1kCA0 (1 一 XA,1)kCA02(：XA,1)23-2xA1 -'3xA1 ' 3.0僅A1 0.99 - 0xA1 -0.741XA1 - XA00.741kCA0(1 -XA1)21.92 2.3 (1 -0.741)2= 5.22hXA2 - XA10.9 -0.741_2_2kCA0(1 -XA2)0.92 2.3 (1

41、-0.9)22 =總?cè)莘eV二V1 V2 3 VoV =10 （7.51 5.22） -127.3m354 .應(yīng)用管徑為 D=12.6cm的管式反應(yīng)器來進(jìn)行一級(jí)不可逆的氣體A的熱分解反應(yīng)，其計(jì)量方程為 A=R+S;速率方程為-口=心；而k=7.8 X 109exp-19220/T（s -1）,原料為純氣體A,反應(yīng)壓力P=5atm下恒壓反應(yīng)，T=500°C Xa=0.9, FAo=1.55kmol/h,求所需反應(yīng)器的管長(zhǎng)L,停留時(shí)間t ,空時(shí)（理想氣 體）。解：反應(yīng)氣體的進(jìn)料體積流速為：_ Fa0 RT一 P1.55 0.082 773= 19.66(m3/h)反應(yīng)流體在管內(nèi)的體積流速為

42、:FRTv 二P二F0(1、AyA0XA)RT/P此處：Fo =Fa0 (純氣體)；yA0 =1.0 , V =Fa°(1Xa)/Ca0-.'-A2 -1二11 RTC A0 FA Fa0(1 -'Xa)Ca0一 V - Fa0(1 Xa)_ (1fxa)Ca0一 (1 Xa)V _1 XA (1 XA)dXA"V0 "k 0(1 -Xa)11.二 2ln -Xa =29.88(s) =0.0083(h)kL 1 -XaL .9D24V0 .4 5.46 103 29.88=2 =2 =13.0(m)D23.14 (0.126)2,1 xa dxA

43、 1 ,1t =- = ln =18.57 (s)k 0 1 -xA k 1 -xA55.液相原料中反應(yīng)物A進(jìn)入平推流反應(yīng)器中進(jìn)行Ca0 =1mol/l,V =21,a =0.05Ca2 mol. l s2At R的反應(yīng)，已知求:1）當(dāng)出口濃度CA =。.5m。l/l時(shí)的進(jìn)料流2）當(dāng)進(jìn)料流量V0 =0.5l/min時(shí)出口濃度CV Vxa dXAV。解:1)F A0CA0V0: CA00XAdX56.2)1C7CaPa1C A0Ca° dCACa 0.05Ca2111()二20 s0.05 Ca Ca0、V 2 60)=240sV00.51=12 =12 1 =13CA01.=一 =0

44、.077 mol l13自催化反應(yīng)A + R2R,其速率方程為：-aCaCr,在70c下等溫地進(jìn)行此反應(yīng)，在此溫度下k=1.512 nm/kmolh;其它數(shù)據(jù)如下：CA0 =0.99 kmol/m3;Cr0 =0.01 kmol/m 3; V0 =10 m3/h ;要求反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率 xa=0.99。試求：1）在全混流反應(yīng)器中反應(yīng)所需的容積；2）在平推流反應(yīng)器中反應(yīng)所需的容積解：令3舍=眈=。0101Ca =Cao(1 -Xa)CR =CR0 , CA0XA =CA0(a , XA)27A k kC A0 (1 -xA )(a ' x A )V0Xa1）全混流反應(yīng)器所需的容積= 661(

45、m3)10 0.99kCA0(1 xA)(a xa)1.512 0.99(1 0.99)(0.0101 0.99)2)平推流反應(yīng)器所需的容積dXAVoXa(1 -XA)(a ' Xa ) kC A0VoIn - In kCAo(a 1)1-Xa. 3、a XaaJa 1 1 xA10 dxa Xa1.512 0.99 1.0101In 100 ln1.0001V =60.8(m )57. (A)(P)(S)C6H 61 > C6H 5Cl -k3 ) C6H 4cl2-dCA 二 kCdCP 二 kC .kcC 反應(yīng)速度dt 1 A ； dt 1A 2 P ,在恒溫恒容下求(a)

46、平推流(b)全混流,11求 SP 苴中 k1 =1.0(h ) k2 0.5(h ),v/Vo t 1(h), Cpo = Cso =0 Cao = 1mol /l °解:CA -CA0exp -k1 =0.368mol /lCPk1C A0k1 -k2 (e* -e* )= 1 -0.5( e" _e0)=0.477mol/Cs =Cao -(Ca +Cp) =1 -(0.368+0.477) =0.155mol/lS _ CP 0.477Sp CS =0.155 =3.08(b)Vo(Cao -Ca)=KiCaVc Cao CaoC A ="'1 k1

47、 =1K1( K1 =k1 )VoCp =V(k1CA -k2Cp)kCA , k1cA0 ,1k2 = 1kl 1 k2CA=0.5mol/lcp =0.333mol/lS -Cp Sp 一 CS =2.058. (A)(P)(S)C6H 6 " C6H 5Cl k3 > C6H 4cl2Cs=0.167mol/l-dCA 二 kCdCP 二 kC-kC反應(yīng)速度dt 1 A; dt 1 A 2 P,在恒溫恒容下求等容積的兩釜串聯(lián)全混流反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行這一反應(yīng)時(shí)，求目的產(chǎn)物P的選擇性sp ,其中11、k1 =1.0(h.), k2 =0.5(h),V/v0 =t =1(h), Cp

48、° =Cs0 =0, Ca0 =1mol/l。解：等容積釜串聯(lián)應(yīng)有T=F1+T2T1 = ?2 = 1/21=0.5h對(duì)第二個(gè)全混流反應(yīng)器作物料衡算V0(CA1 -CA2) = k1CA2V2C A2CA1C A01k1 2 = (1 K1)2K1 =k1 1 = k12 = 0.5K1CA0對(duì)于 P： V。(C A1 -'C A2)= V2 (k1CA2 kzCp2)Cp2C A2 二K1CA0(1 K1)2(1 K2) +(1K1)(1K2)2K2 = k22 =0.251c l、2(1 0.5)=0.444mol/lCp20.50.52_2(1 0.5) (1 0.25

49、) +(1 0.5)(1 0.25)Cs2=1-(0.444+0.391)=0.165mol/lCp2 0.391CS2 =0.165 =2.3759 .醋酸甲酯的水解反應(yīng)如下：CHCOOC + H2O -CHCOO+CHOH產(chǎn)物CHCOOH 在反應(yīng)中起催化劑的作用，已知反應(yīng)速度與醋酸甲酯和醋酸的濃度積成正比。(1)(1)在間歇反應(yīng)器中進(jìn)行上述反應(yīng)。醋酸甲酯和醋酸的初始濃度分別為500和50mol/m3。實(shí)驗(yàn)測(cè)得當(dāng)反應(yīng)時(shí)間為 5400s時(shí)，醋酸甲酯的轉(zhuǎn) 化率為70%求反應(yīng)速率數(shù)和最大反應(yīng)速度。(5分)(2)(2)如果反應(yīng)改在連續(xù)攪拌釜中進(jìn)行,a=0.8時(shí)停留時(shí)間應(yīng)為多少。(3) 解：(3)如果

50、采用管式流動(dòng)反應(yīng)器,a =0.8時(shí)停留時(shí)間。-A = kC aCc(1)dCAdtA0d aA =kCA0(1 - dta)(Cc0 Ca0 a)= kCA0(1- a)( a c2)CA0kCAodt_d A一c(1- a)( AcCkC AotInC0 )A00.7 0.1-ln 1里C A01 C. +CCC0A0Cc0 Cc0 a_C A0 CA0500 5400(1 0.1)0.1 -0.1 0.7= 1.106 10”_3 ,.m / mol sA)(_.62- -rA =1.106 10500 (1 - a 磬)=0.2765( - A 0.9 a 1)CA0A 0.9) =0d

51、( -rA)A =0.45= 0.2765(-2對(duì)4求導(dǎo)d/A(-rA)max =8.364 10mol/m3 sCao - C aCao aCao(2)-rA2一 rA kCA0(1 - A)( A ' CC0 / CA0 )= 8.037 103 s(3)對(duì)于PFR- Ad A c- -Cao-Cao0 -rA一 2 一一一 一一kCA0(1 ,；”)( ACco/Cao)kCA0(1 Cco/Cao)"A KA1T R2A-K2 > S13d A = 6.258 103 sA ' CC 0 / CA060 .在一定的反應(yīng)溫度下A發(fā)生下述平行反應(yīng):_31 -2.0CA(kmol /m h)2 =0.2CA (kmol/m3 h)其中R是主產(chǎn)物，S是副產(chǎn)物。反應(yīng)原料為純的反應(yīng)物A,其初始濃度為10kmol