反應(yīng)工程復(fù)習(xí)題庫及答案

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_______作為研究對象，又以_______為研究對象的學(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、動量傳遞）6.不論是設(shè)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(xué)式來表達(dá)個參數(shù)間的關(guān)系，簡稱_______。（數(shù)學(xué)模型）7.在建立數(shù)學(xué)模型時，根據(jù)基礎(chǔ)資料建立物料、熱量和動量衡算式的一般式為_______。（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.動量傳遞第二章均相反應(yīng)動力學(xué)1.均相反應(yīng)是指_。（參與反應(yīng)的物質(zhì)均處于同一相）3.著眼反應(yīng)組分K的轉(zhuǎn)化率的定義式為_______。（）4.當(dāng)計量方程中計量系數(shù)的代數(shù)和等于零時，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，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，如用壓力表示的速率常數(shù)，則=_______。（）6.化學(xué)反應(yīng)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(xué)反應(yīng)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(gòu)成反應(yīng)機(jī)理的諸個基元反應(yīng)中，如果有一個基元反應(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)理的諸個基元反應(yīng)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(yīng)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(yīng)速率）11.一個可逆的均相化學(xué)反應(yīng)，如果正、逆兩向反應(yīng)級數(shù)為未知時，采用______________法來求反應(yīng)級數(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)）13.平行反應(yīng)均為一級不可逆反應(yīng)，若＞，選擇性Sp與_______無關(guān)，僅是_______的函數(shù)。（濃度、溫度）14.如果平行反應(yīng)均為一級不可逆反應(yīng)，若＞，提高選擇性應(yīng)_____。(提高溫度)15.一級連串反應(yīng)在全混流釜式反應(yīng)器中，則目的產(chǎn)物P的最大濃度______、______。（、）16.一級連串反應(yīng)在平推流反應(yīng)器中，則目的產(chǎn)物P的最大濃度_______、______。（、）17.一級連串反應(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_______、______。（、）18.一級連串反應(yīng)在平推流反應(yīng)器中，為提高目的產(chǎn)物P的收率，應(yīng)______。（降低）19.鏈反應(yīng)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(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的中和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的中和D.催化裂解24.下列屬于非均相反應(yīng)的是___B____。A.乙酸和乙醇的酯化B.加氫脫硫C.氫氣燃燒D.烴類氣相裂解27.對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__A_____。A.B.C.D.28.對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___B___。A.B.C.D.34.氣相反應(yīng)2A+B→3P+S進(jìn)料時無惰性氣體，A與B以3∶2摩爾比進(jìn)料，則膨脹因子=___D____。A.–1B.1/3C.2/3D.138.化學(xué)反應(yīng)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.40.反應(yīng)，，則反應(yīng)級數(shù)n=____B___。A.0B.1C.2D.341.反應(yīng)A+B→C，已知，則反應(yīng)級數(shù)n=__B_____。A.0B.1C.2D.342.反應(yīng)3A→P，已知，則反應(yīng)級數(shù)n=____A___。A.0B.1C.2D.343.反應(yīng)，已知，則反應(yīng)級數(shù)n=___C____。A.0B.1C.2D.344.反應(yīng)，已知，則反應(yīng)級數(shù)n=___C____。A.0B.1C.2D.345.反應(yīng)，已知，則反應(yīng)級數(shù)n=__C_____。A.0B.1C.2D.346.反應(yīng)A+B→C，已知，則反應(yīng)級數(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=___B____。A.B.C.D.49.串聯(lián)反應(yīng)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(yīng)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(yīng)均為一級不可逆反應(yīng)，若＞，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53.一級連串反應(yīng)A→P→S在全混流釜式反應(yīng)器中進(jìn)行，使目的產(chǎn)物P濃度最大時的最優(yōu)空時__D_____。A.B.C.D.54.一級連串反應(yīng)在全混流釜式反應(yīng)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(yīng)在間歇式反應(yīng)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(yīng)在平推流管式反應(yīng)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(yīng)A→P→S在間歇式反應(yīng)器中進(jìn)行，使目的產(chǎn)物P濃度最大時的反應(yīng)時間__D_____。A.B.C.D.58.一級連串反應(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濃度最大時的反應(yīng)時間___C____。A.B.C.D.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.烴類氧化D.聚合反應(yīng)60.簡述均相反應(yīng)及其動力學(xué)的研究內(nèi)容？答：參與反應(yīng)的各物質(zhì)均處于同一個相內(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)物組成和壓力等對反應(yīng)速率、反應(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.簡述鏈鎖反應(yīng)所具有的基本特征？答：1）鏈反應(yīng)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(yīng)終止。62.反應(yīng)2NO+2H2=N2+2H2O，實驗測得速率方程為：。試設(shè)定能滿足實驗結(jié)果的反應(yīng)機(jī)理。解：機(jī)理（1）：（慢）①（快）②所以與實驗結(jié)果相同機(jī)理（2）：（快速）③（慢速）④（快）⑤③達(dá)擬平衡態(tài)，④為速控步驟由③得代入此機(jī)理與實驗結(jié)果相同，選機(jī)理（2），因其無叁分子反應(yīng)，而機(jī)理（1）是。63.由A和B進(jìn)行均相二級不可逆反應(yīng)A+B=S，速率方程：=。求：（1）當(dāng)時的積分式（2）當(dāng)時的積分式解：（1）CA與CB之比保持恒定所以積分得寫成轉(zhuǎn)化率時（2）式中：積分得64.反應(yīng)A→B為n級不可逆反應(yīng)。已知在300K時要使A的轉(zhuǎn)化率達(dá)到20%需12.6分鐘，而在340K時達(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：即達(dá)20%時，式中M為常數(shù)∴E=29.06（kJ/mol）65.考慮下述連串反應(yīng):，已知上述反應(yīng)中每一步均為一級反應(yīng)，試求A、B和C的濃度隨間變化的函數(shù)式。解:對于反應(yīng)物A，應(yīng)有:積分得對于B,應(yīng)有將上式兩端乘以可得即將上式積分得,第三章理想反應(yīng)器1.理想反應(yīng)器是指_______、_______。[理想混合（完全混合）反應(yīng)器、平推流（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)速率最大、生產(chǎn)經(jīng)費最低）4.全混流反應(yīng)器的空時τ是_______與_______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η為_______與_______之比。（反應(yīng)時間t、空時τ）6.全混流反應(yīng)器的放熱速率=______________。（）7.全混流反應(yīng)器的移熱速率=______________。（）8.全混流反應(yīng)器的定常態(tài)操作點的判據(jù)為_______。（）9.全混流反應(yīng)器穩(wěn)定的定常態(tài)操作點的判據(jù)為_______、_______。（、）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.對于恒容的平推流管式反應(yīng)器_______、_______、_______一致。（平均停留時間、反應(yīng)時間、空時）13.對于恒容的_______管式反應(yīng)器平均停留時間、反應(yīng)時間、空時一致。（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對于循環(huán)操作的平推流反應(yīng)器，當(dāng)循環(huán)比β→0時為_______反應(yīng)器，而當(dāng)β→∞時則相當(dāng)于_______反應(yīng)器。（平推流、全混流）16.對于循環(huán)操作的平推流反應(yīng)器，當(dāng)循環(huán)比β→0時反應(yīng)器內(nèi)返混為_______，而當(dāng)β→∞時則反應(yīng)器內(nèi)返混為_______。（零、最大）17.對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.對于反應(yīng)級數(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.對于反應(yīng)級數(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.對于自催化反應(yīng)，最合適的反應(yīng)器為_______。（全混流串平推流）21.對于可逆的放熱反應(yīng)，使反應(yīng)速率最大的反應(yīng)溫度_______。（）22.對于可逆的放熱反應(yīng)，達(dá)到化學(xué)反應(yīng)平衡時的溫度_______。（）23.分批式操作的完全混合反應(yīng)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(yīng)時間C.物料冷卻時間D.清洗釜所用時間

24.在間歇反應(yīng)器中進(jìn)行等溫二級反應(yīng)A→B，，當(dāng)時，求反應(yīng)至所需時間t=_______秒。（D）A.8500B.8900C.9000D.990025.在間歇反應(yīng)器中進(jìn)行等溫一級反應(yīng)A→B，，當(dāng)時，求反應(yīng)至所需時間t=_______秒。（B）A.400B.460C.500D.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_______。（A）A.空時τB.反應(yīng)時間tC.停留時間tD.平均停留時間27.全混流反應(yīng)器的容積效率η大于1.0時，且隨著的增大而增大，此時該反應(yīng)的反應(yīng)級數(shù)n_______。（A）A.＜0B.=0C.≥0D.＞028.全混流反應(yīng)器的容積效率η小于1.0時，且隨著的增大而減小，此時該反應(yīng)的反應(yīng)級數(shù)n_______。（D）A.＜0B.=0C.≥0D.＞029.全混流反應(yīng)器的容積效率η=1.0時，該反應(yīng)的反應(yīng)級數(shù)n_______。（B）A.＜0B.=0C.≥0D.＞030.全混流釜式反應(yīng)器最多可能有_______個定常態(tài)操作點。（C）A.1B.2C.3D.431.全混流反應(yīng)器中有_______個穩(wěn)定的定常態(tài)操作點。（B）A.1B.2C.3D.432.對于_______的反應(yīng)器在恒容反應(yīng)過程的平均停留時間、反應(yīng)時間、空時是一致的。（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33.一級不可逆液相反應(yīng)，，出口轉(zhuǎn)化率，每批操作時間，裝置的生產(chǎn)能力為50000kg產(chǎn)物R/天，=60，則反應(yīng)器的體積V為_______。（C）A.19.6B.20.2C.22.2D.23.434.對于自催化反應(yīng)，最合適的反應(yīng)器為_______。（D）A.全混流反應(yīng)器B.平推流反應(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35.對于絕熱操作的放熱反應(yīng)，最合適的反應(yīng)器為_______。（D）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36.對于反應(yīng)級數(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)操作的平推流反應(yīng)器D.全混流串接平推流反應(yīng)器37.對于反應(yīng)級數(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

39.對于單一反應(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_______。（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

40.對于單一反應(yīng)組分的平行反應(yīng)，其瞬間收率隨增大而單調(diào)下降，則最適合的反應(yīng)器為_______。（B）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41.簡述理想反應(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，不存在不同停留時間的物料的混合，所有的物料在器內(nèi)具有相同的停留時間。42.簡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)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)時間為反應(yīng)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(yīng)的一切輔助時間。43.簡述等溫恒容平推流反應(yīng)器空時、反應(yīng)時間、停留時間三者關(guān)系？答：空時是反應(yīng)器的有效容積與進(jìn)料流體的容積流速之比。反應(yīng)時間是反應(yīng)物料進(jìn)入反應(yīng)器后從實際發(fā)生反應(yīng)的時刻起到反應(yīng)達(dá)某一程度所需的反應(yīng)時間。停留時間是指反應(yīng)物進(jìn)入反應(yīng)器的時刻算起到離開反應(yīng)器內(nèi)共停留了多少時間。由于平推流反應(yīng)器內(nèi)物料不發(fā)生返混，具有相同的停留時間且等于反應(yīng)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(yīng)如何選擇操作溫度？答：1）對于放熱反應(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。45.對于反應(yīng)，，；，，當(dāng)＞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(yīng)，所以，當(dāng)＞時應(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.在間歇釜中一級不可逆反應(yīng)，液相反應(yīng)A→2R，kmol/m3·h，k=9.52×109exp[-7448.4/T]h-1，2.3kmol/m3，60，0，若轉(zhuǎn)化率0.7，裝置的生產(chǎn)能力為50000kg產(chǎn)物R/天。求50℃等溫操作所需反應(yīng)器的有效容積？（用于非生產(chǎn)性操作時間t0=0.75h）解：反應(yīng)終了時R的濃度為47.該反應(yīng)在全混流反應(yīng)器中進(jìn)行，以AlCl3為催化劑，反應(yīng)溫度20℃，液料的體積流速為0.5m3/h，丁二烯和丙烯酸甲酯的初始濃度分別為96.5mol/m3，184mol/m3，催化劑的濃度為6.63mol/m3。速率方程，式中k=1.15×10-3m3/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η。解：1）A+B→C對于全混流反應(yīng)器∵∴∵∴2）在分批式反應(yīng)器內(nèi)的反應(yīng)時間為48.在全混流反應(yīng)器中一級不可逆反應(yīng)，液相反應(yīng)A→2R，kmol/m3·h，k=9.52×109exp[-7448.4/T]h-1，2.3kmol/m3，60，0，若轉(zhuǎn)化率0.7，裝置的生產(chǎn)能力為50000kg產(chǎn)物R/天。求50℃等溫操作所需反應(yīng)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=0.75h）解：（1）進(jìn)料速度v0 （2）反應(yīng)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(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的一級不可逆的液相反應(yīng)，其速率常數(shù)，反應(yīng)熱，原料液中A的濃度，但不含反應(yīng)產(chǎn)物R。此原料液的密度ρ=1050g/l；定壓比熱（J/g·℃）。要求原料液的進(jìn)料流率為，反應(yīng)器出口的反應(yīng)液中?？倐鳠嵯禂?shù)U=209.2（KJ/m2·h·℃）。所用的冷卻介質(zhì)的溫度為25℃。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T0。解：1)計算反應(yīng)溫度T根據(jù)2）50.乙酸酐發(fā)生水解，反應(yīng)溫度25℃，k=0.1556min-1，采用三個等體積的串聯(lián)全混流釜進(jìn)行反應(yīng)，每個釜體積為1800cm3，求使乙酸酐的總轉(zhuǎn)化率為60%時，進(jìn)料速度。解：初始濃度為，離開第一釜為，依次為、?！摺鄬Φ诙獙τ诘润w積釜串聯(lián)同理∴τ=2.3（min）51.串聯(lián)全混流反應(yīng)器進(jìn)行一級不可逆反應(yīng)，假定各釜容積、溫度相同，試計算N為1，2，3的反應(yīng)有效容積，如不考慮非生產(chǎn)性操作時間的條件下分批式反應(yīng)器的有效容積。解：利用N(個)123V（）97.847.037.6若采用分批式52.應(yīng)用兩個按最優(yōu)容積比串聯(lián)的全混流釜進(jìn)行不可逆的一級液相反應(yīng)，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(jìn)料速度=10m3/h，要求最終轉(zhuǎn)化率0.9，試求V1、V2和總?cè)莘eV。解：對于一級不可逆反應(yīng)應(yīng)有代入得整理得∵，∴∴總?cè)莘e53.用兩串聯(lián)全混流反應(yīng)器進(jìn)行一個二級不可逆等溫反應(yīng)，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?cè)莘eV。解：代入 總?cè)莘e54.應(yīng)用管徑為D=12.6cm的管式反應(yīng)器來進(jìn)行一級不可逆的氣體A的熱分解反應(yīng)，其計量方程為A=R+S；速率方程為；而k=7.8×109exp[-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=5000C。0.9,=1.55kmol/h,求所需反應(yīng)器的管長L,停留時間t，空時τ（理想氣體）。解：反應(yīng)氣體的進(jìn)料體積流速為：反應(yīng)流體在管內(nèi)的體積流速為：此處：（純氣體）；，，∴而∴55.液相原料中反應(yīng)物A進(jìn)入平推流反應(yīng)器中進(jìn)行的反應(yīng)，已知。求：1）當(dāng)出口濃度時的進(jìn)料流。2)當(dāng)進(jìn)料流量時出口濃度。解：1）2）56.自催化反應(yīng)A+R→2R，其速率方程為：，在70℃下等溫地進(jìn)行此反應(yīng)，在此溫度下k=1.512m3/kmol·h；其它數(shù)據(jù)如下：0.99kmol/m3；0.01kmol/m3；10m3/h；要求反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率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∴1）全混流反應(yīng)器所需的容積2）平推流反應(yīng)器所需的容積57.(A)(P)(S)反應(yīng)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=2.058.(A)(P)(S)反應(yīng)速度；，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,求目的產(chǎn)物P的選擇性，其中,,。解：等容積釜串聯(lián)應(yīng)有對第二個全混流反應(yīng)器作物料衡算∴=對于P:∴+=0.444mol/l+∴=1-(0.444+0.391)=0.165mol/l==2.3759.醋酸甲酯的水解反應(yīng)如下：CH3COOCH3+H2O→CH3COOH+CH3OH，產(chǎn)物CH3COOH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）

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。實驗測得當(dāng)反應(yīng)時間為5400s時，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）

如果反應(yīng)改在連續(xù)攪拌釜中進(jìn)行，=0.8時停留時間應(yīng)為多少。（3）

如果采用管式流動反應(yīng)器，=0.8時停留時間。解：A+B→C+D（1）=對求導(dǎo)（2）（3）對于PFR60.在一定的反應(yīng)溫度下A發(fā)生下述平行反應(yīng)：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/m3。在反應(yīng)器出口A的轉(zhuǎn)化率為80%。反應(yīng)在連續(xù)攪拌釜中進(jìn)行時，A轉(zhuǎn)化為R的選擇性、R的收率以及反應(yīng)物的停留時間。解：1）使用連續(xù)攪拌釜∵∴∴當(dāng)時，有V恒定，停留時間與空時相等61.已知的反應(yīng)速率式分別為：；；，且在反應(yīng)的操作溫度下=1.0，1.5；5mol/l，，要求反應(yīng)流體的進(jìn)料速率為5m3/h，出口轉(zhuǎn)化率0.9。試求用單一的全混流反應(yīng)器在等溫下進(jìn)行此反應(yīng)時所能獲得的產(chǎn)物P的濃度以及所需的反應(yīng)容積V。解：62.環(huán)氧乙烷在450℃的氣相分解反應(yīng)如下：C2H4O（g）→CH4（g）+CO（g）已知在此反應(yīng)溫度下反應(yīng)的速率常數(shù)為0.0212min-1，反應(yīng)在恒溫恒容反應(yīng)器中完成，初始時原料為純的環(huán)氧乙烷，初始壓力為2.026×105Pa，試求在反應(yīng)時間為50min時反應(yīng)器的總壓力。解：由k=0.0212min-1可知該反應(yīng)為一級反應(yīng)t時反應(yīng)物分壓為PAC2H4O（g）→CH4（g）+CO（g）PA000PAPA0-PAPA0-PA總壓∴即當(dāng)t=50min時63.醋酸在高溫下可分解為乙烯酮和水，而副反應(yīng)生成甲烷和二氧化碳：已知在916℃時，試計算：1）

99%的醋酸反應(yīng)掉的時間；2）

在此反應(yīng)條件下醋酸轉(zhuǎn)化成乙烯酮的選擇性。解：設(shè)在時間t時乙烯酮和甲烷的濃度分別為x和y，初始為，則相加得將其積分1）

當(dāng)轉(zhuǎn)化率為99%時2）64.在1000K于恒溫恒壓反應(yīng)器中進(jìn)行下述分解反應(yīng)：反應(yīng)速率常數(shù)0.082l/mol·min，初始時含純的RCH2OH，其初始壓力為2.026×105Pa，求1）

將20%的RCH2OH分解所需時間；2）

RCH2OH的濃度降低20%所需的時間。解：ABCt=0nA000t=tnA0-xxx由k可知該反應(yīng)為二級反應(yīng)理想氣體∴將其積分當(dāng)，帶入得t=138min對于，應(yīng)有當(dāng)，帶入得t=66.1min①分65.等溫間歇反應(yīng)器反應(yīng)時間與反應(yīng)物濃度的關(guān)系在間歇反應(yīng)器中進(jìn)行等溫二級反應(yīng)當(dāng)為1時，求反應(yīng)至所需時間。解:t=9900s66.對于aA+bB→cC反應(yīng)，以濃度則其二者關(guān)系如何？解：理想氣體67.平行反應(yīng)，其中，，已知，，求在平推流反應(yīng)器中的？解：對上式進(jìn)行積分得當(dāng)時，產(chǎn)物P的濃度最大∴68.一級連串反應(yīng)，，，進(jìn)料流率為，，反應(yīng)在恒溫恒容的條件下進(jìn)行，求在全混流釜式反應(yīng)器中目的產(chǎn)物P的最大濃度？解：全混釜對物料P作物料衡算則有當(dāng)時，產(chǎn)物P有極大值69.液相反應(yīng)A→R在一全混釜中進(jìn)行，，反應(yīng)速率常數(shù)求：1）

平均停留時間為1S時該反應(yīng)器的；2）

若A的，，求反應(yīng)器的體積。解：1）∴2）帶入得70.液相反應(yīng)A+B→P+S在一全混釜中進(jìn)行，速率常數(shù)，求：1）時，反應(yīng)器的容積；2）若進(jìn)料流量為，求進(jìn)口料液中A的濃度。解：1）由可知該反應(yīng)為二級反應(yīng)且二者的反應(yīng)按1：1的比例進(jìn)行反應(yīng)2）帶入得71.磷化氫的均相氣相分解4PH3→P4+6H2，在310℃時2atm時速率方程，磷化氫以200kg/h的速率在平推流反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)，求轉(zhuǎn)化率為80%時所需反應(yīng)器體積？解：∴

第四章非理想流動1.停留時間分布的密度函數(shù)在t＜0時，E（t）=_______。（0）2.停留時間分布的密度函數(shù)在t≥0時，E（t）_______。（＞0）3.當(dāng)t=0時，停留時間分布函數(shù)F（t）=_______。（0）4.當(dāng)t=∞時，停留時間分布函數(shù)F（t）=_______。（1）5.停留時間分布的密度函數(shù)E（θ）=_______E（t）。（）6.表示停留時間分布的分散程度的量_______。（）7.反應(yīng)器物料的停留時間的分布曲線是通過物理示蹤法來測定的，根據(jù)示蹤劑的輸入方式不同分為_______、_______、_______、_______。（脈沖法、階躍法、周期示蹤法、隨機(jī)輸入示蹤法）8.平推流管式反應(yīng)器時，E（t）=_______。（∞）9.平推流管式反應(yīng)器時，E（t）=_______。（0）10.平推流管式反應(yīng)器時，F(xiàn)（t）=_______。（1）11.平推流管式反應(yīng)器＜時，F(xiàn)（t）=_______。（0）12.平推流管式反應(yīng)器其E（θ）曲線的方差_______。（0）13.平推流管式反應(yīng)器其E（t）曲線的方差_______。（0）14.全混流反應(yīng)器t=0時E（t）=_______。（）15.全混流反應(yīng)器其E（θ）曲線的方差_______。（1）16.全混流反應(yīng)器其E（t）曲線的方差_______。（）17.偏離全混流、平推流這兩種理想流動的非理想流動，E（θ）曲線的方差為