反應工程考試習題庫

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(zhì)、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_______。（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(zhì)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(zhì)均處于同一相）2.對于反應，則_______。（）3.著眼反應組分K的轉(zhuǎn)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(gòu)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(gòu)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）19.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.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(zhì)______。（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(zhì)______。（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3∶1的摩爾比進料，則膨脹因子=_______。（C）A.1/4B.2/3C.–1/4D.–2/332.氣相反應A+B→3P+S進料時無惰性氣體，A與B以1∶1摩爾比進料，則膨脹因子=_______。（D）A.–2B.–1C33.氣相反應2A+B→3P+S進料時無惰性氣體，A與B以2∶1摩爾比進料，則膨脹因子=_______。（C）A.–1B.–1/2C.1/2D.134.氣相反應2A+B→3P+S進料時無惰性氣體，A與B以3∶2摩爾比進料，則膨脹因子=_______。（D）A.–1B.1/3C35.氣相反應進料時無惰性氣體，與以1∶2摩爾比進料，則膨脹因子=_______。（A）A.–2B.-1C.1D.236.氣相反應進料時無惰性氣體，與以1∶2摩爾比進料，則膨脹因子=_______。（B）A.–1B.–1/2C.1/2D.137.氣相反應進料時無惰性氣體，與以2∶3摩爾比進料，則膨脹因子=_______。（B）A.–1B.–2/3C.2/3D.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.0B.1C.2D.341.反應A+B→C，已知，則反應級數(shù)n=_______。（B）A.0B.1C.2D.342.反應3A→P，已知，則反應級數(shù)n=_______。（A）A.0B.1C.2D.343.反應，已知，則反應級數(shù)n=_______。（C）A.0B.1C.2D.344.反應，已知，則反應級數(shù)n=_______。（C）A.0B.1C.2D.345.反應，已知，則反應級數(shù)n=_______。（C）A.0B.1C.2D.346.反應A+B→C，已知，則反應級數(shù)n=_______。（A）A.0B.1C.2D.347.下列屬于平行反應的是_______。（C）A.A+B→PB.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.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(nèi)容？答：參與反應的各物質(zhì)均處于同一個相內(nèi)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，實驗測得速率方程為：。試設定能滿足實驗結(jié)果的反應機理。解：機理（1）：（慢）①（快）②所以與實驗結(jié)果相同機理（2）：（快速）③（慢速）④（快）⑤③達擬平衡態(tài)，④為速控步驟由③得代入此機理與實驗結(jié)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(zhuǎn)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(zhuǎn)化率達到20%需12.6分鐘，而在340K時達到同樣的轉(zhuǎn)化率僅需3.20分鐘，求該反應的活化能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.全混流反應器的空時τ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η為_______與_______之比。（反應時間t、空時τ）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，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β→0時為_______反應器，而當β→∞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β→0時反應器內(nèi)返混為_______，而當β→∞時則反應器內(nèi)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)n＜0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)n＞0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.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.8500B.8900C.9000D.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.400B.460C.500D.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τB.反應時間tC.停留時間tD.平均停留時間27.全混流反應器的容積效率η大于1.0時，且隨著的增大而增大，此時該反應的反應級數(shù)n_______。（A）A.＜0B.=0C.≥0D.＞028.全混流反應器的容積效率η小于1.0時，且隨著的增大而減小，此時該反應的反應級數(shù)n_______。（D）A.＜0B.=0C.≥0D.＞029.全混流反應器的容積效率η=1.0時，該反應的反應級數(shù)n_______。（B）A.＜0B.=0C.≥0D.＞030.全混流釜式反應器最多可能有_______個定常態(tài)操作點。（C）A.1B.2C31.全混流反應器中有_______個穩(wěn)定的定常態(tài)操作點。（B）A.1B.2C.3D.432.對于_______的反應器在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(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，則反應器的體積V為_______。（C）A.19.6B.20.2C.22.2D.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)操作的平推流反應器D.全混流串接平推流反應器36.對于反應級數(shù)n＜0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)n＞0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(diào)增大，則最適合的反應器為_______。（A）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(diào)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(nèi)的反應流體瞬間達到完全混合，器內(nèi)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(nèi)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(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器？答：反應物料一次性投入反應器內(nèi)，在反應過程中，不再向器內(nèi)投料，也不出料，待達到反應要求的轉(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(nèi)共停留了多少時間。由于平推流反應器內(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(zhuǎn)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/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℃等溫操作所需反應器的有效容積？（用于非生產(chǎn)性操作時間t0=0.75h）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0.5m3/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）反應器的體積V；2）容積效率η。解：1）A+B→C對于全混流反應器∵∴∵∴2）在分批式反應器內(nèi)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/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(nèi)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A→R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，但不含反應產(chǎn)物R。此原料液的密度ρ=1050g/l；定壓比熱（J/g·℃）。要求原料液的進料流率為，反應器出口的反應液中?？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=0.1556min-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1800cm3，求使乙酸酐的總轉(zhuǎn)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∴τ=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)123V（）97.847.037.6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(zhuǎn)化率0.9，試求V1、V2和總?cè)莘eV。解：對于一級不可逆反應應有代入得整理得∵，∴∴總?cè)莘e53.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?cè)莘eV。解：代入總?cè)莘e54.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=7.8×109exp[-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τ（理想氣體）。解：反應氣體的進料體積流速為：反應流體在管內(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，其速率方程為：，在70℃下等溫地進行此反應，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；要求反應的轉(zhuǎn)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=2.058.(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(nèi)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==2.3759.醋酸甲酯的水解反應如下：CH3COOCH3+H2O→CH3COOH+CH3OH，產(chǎn)物CH3COOH在反應中起催化劑的作用，已知反應速度與醋酸甲酯和醋酸的濃度積成正比。（1）

在間歇反應器中進行上述反應。醋酸甲酯和醋酸的初始濃度分別為500和50mol/m3。實驗測得當反應時間為5400s時，醋酸甲酯的轉(zhuǎn)化率為70%，求反應速率數(shù)和最大反應速度。（5分）（2）

如果反應改在連續(xù)攪拌釜中進行，=0.8時停留時間應為多少。（3）

如果采用管式流動反應器，=0.8時停留時間。解：A+B→C+D（1）=對求導（2）（3）對于PFR60.在一定的反應溫度下A發(fā)生下述平行反應：其中R是主產(chǎn)物，S是副產(chǎn)物。反應原料為純的反應物A，其初始濃度為10kmol/m3。在反應器出口A的轉(zhuǎn)化率為80%。反應在連續(xù)攪拌釜中進行時，A轉(zhuǎn)化為R的選擇性、R的收率以及反應物的停留時間。解：1）使用連續(xù)攪拌釜∵∴∴當時，有V恒定，停留時間與空時相等61.已知的反應速率式分別為：；；，且在反應的操作溫度下=1.0，1.5；5mol/l，，要求反應流體的進料速率為5m3/h，出口轉(zhuǎn)化率0.9。試求用單一的全混流反應器在等溫下進行此反應時所能獲得的產(chǎn)物P的濃度以及所需的反應容積V。解：62.環(huán)氧乙烷在450℃的氣相分解反應如下：C2H4O（g）→CH4（g）+CO（g溫度下反應的速率常數(shù)為0.0212min-1，反應在恒溫恒容反應器中完成，初始時原料為純的環(huán)氧乙烷，初始壓力為2.026×105Pa，試求在反應時間為50min時反應器的總壓力。解：由k=0.0212min-1可知該反應為一級反應t時反應物分壓為PAC2H4O（g）→CH4（g）+CO（g）PA000PAPA0-PAPA0-PA總壓∴即當t=50min時63.醋酸在高溫下可分解為乙烯酮和水，而副反應生成甲烷和二氧化碳：已知在916℃時，試計算：1）

99%的醋酸反應掉的時間；2）

在此反應條件下醋酸轉(zhuǎn)化成乙烯酮的選擇性。解：設在時間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）

當轉(zhuǎn)化率為99%時2）64.在1000K于恒溫恒壓反應器中進行下述分解反應：反應速率常數(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可知該反應為二級反應理想氣體∴將其積分當，帶入得t=138min對于，應有當，帶入得t=66.1min①分65.等溫間歇反應器反應時間與反應物濃度的關系在間歇反應器中進行等溫二級反應當為1時，求反應至所需時間。解:t=9900s66.對于aA+bB→cC反應，以濃度則其二者關系如何？解：理想氣體67.平行反應，其中，，已知，，求在平推流反應器中的？解：對上式進行積分得當時，產(chǎn)物P的濃度最大∴68.一級連串反應，，，進料流率為，，反應在恒溫恒容的條件下進行，求在全混流釜式反應器中目的產(chǎn)物P的最大濃度？解：全混釜對物料P作物料衡算則有當時，產(chǎn)物P有極大值69.液相反應A→R在一全混釜中進行，，反應速率常數(shù)求：1）

平均停留時間為1S時該反應器的；2）

若A的，，求反應器的體積。解：1）∴2）帶入得70.液相反應A+B→P+S在一全混釜中進行，速率常數(shù)，求：1）時，反應器的容積；2）若進料流量為，求進口料液中A的濃度。解：1）由可知該反應為二級反應且二者的反應按1：1的比例進行反應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器內(nèi)反應，求轉(zhuǎn)化率為80%時所需反應器體積？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t=0時，停留時間分布函數(shù)F（t）=_______。（0）4.當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、隨機輸入示蹤法）8.平推流管式反應器時，E（t）=_______。（∞）9.平推流管式反應器時，E（t）=_______。（0）10.平推流管式反應器時，F(xiàn)（t）=_______。（1）11.平推流管式反應器＜時，F(xiàn)（t）=_______。（0）12.平推流管式反應器其E（θ）曲線的方差_______。（0）13.平推流管式反應器其E（t）曲線的方差_______。（0）14.全混流反應器t=0時E（t）=_______。（）15.全混流反應器其E（θ）曲線的方差_______。（1）16.全混流反應器其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_______。（0～1）18.當流體在半徑為R的管內(nèi)作層流流動時，在徑向存在流速分布，軸心處的流速以記，則距軸心處距離為r的流速_______。（）19.當流體在半徑為R的管內(nèi)作層流流動時，管壁處的流速_______。（0）20.流體在半徑為R的管內(nèi)作層流流動的停留時間分布密度函數(shù)E（t）=_______。（）21.流體在半徑為R的管內(nèi)作層流流動的停留時間分布函數(shù)F（t）=_______。（）22.脈沖示蹤法測定停留時間分布對應曲線為_______。（E（t）曲線）23.階躍示蹤法測定停留時間分布對應曲線為_______。（F(t)曲線）24.非理想流動不一定是由_______造成的。（返混）25.非理想流動不一定是由返混造成的，但返混造成了_______。（停留時間分布）26.為了模擬返混所導致流體偏離平推流效果，可借助這種軸向返混與擴散過程的相似性，在_______的基礎上疊加上軸向返混擴散相來加以修正，并認為的假定該軸向返混過程可以用費克定律加以定量描述，所以，該模型稱為_______。（平推流、軸向分散模型）27.在軸向分散模型中，模型的唯一參數(shù)彼克萊準數(shù)_______。（）28.在軸向分散模型中，模型的唯一參數(shù)彼克萊準數(shù)愈大軸向返混程度就_______。（愈?。?9.軸向分散模型的偏微分方程的初始條件和邊界條件取決于采用示蹤劑的_______、_______、_______的情況。（輸入方式、管內(nèi)的流動狀態(tài)、檢測位置）30.軸向分散模型的四種邊界條件為_______、_______、_______、_______。（閉—閉式邊界、開—閉式邊界、閉—開式邊界、開—開式邊界）31.誤差函數(shù)erf的定義式為______________。（）32.誤差函數(shù)的定義式為，則_______，_______。（、0）33.軸向分散模型的數(shù)學期望值_______，方差_______。[，]34.流體的混合程度常用_______、_______來描述。（調(diào)勻度S、流體的混合態(tài)）35.流體的混合程度常用調(diào)勻度S來衡量，如果S值偏離_______，則表明混合不均勻。（1）36.微觀流體混合的混合態(tài)稱為_______。（非凝集態(tài)）37.若流體是分子尺度作為獨立運動單元來進行混合，這種流體稱為_______。（微觀流體）38.若流體是以若干分子所組成的流體微團作為單獨的運動單元來進行微團之間的混合，且在混合時微團之間并不發(fā)生物質(zhì)的交換，微團內(nèi)部則具有均勻的組成和相同停留時間，這種流體稱為_______。（宏觀流體）39.宏觀流體混合的混合態(tài)稱為_______。（完全凝集態(tài)）40.介于非凝集態(tài)與完全凝集態(tài)之間的混合態(tài)稱為_______。（部分凝集態(tài)）41.在氣—液鼓泡攪拌裝置中，氣體以氣泡方式通過裝置，_______是宏觀流體，而_______為微觀流體。（氣體、液體）42.在氣—液噴霧塔中液體以液滴形式的分散相，_______是宏觀流體，而_______為微觀流體。（液體、氣體）43.反應級數(shù)n=_______時微觀流體和宏觀流體具有相同的反應結(jié)果。（1）44.對于_______反應器，微觀流體與宏觀流體具有相同的反應結(jié)果。（平推流）45.當反應級數(shù)n＞1時，宏觀流體具有比微觀流體_______的出口轉(zhuǎn)化率。（高）46.當反應級數(shù)n_______1時，宏觀流體具有比微觀流體高的出口轉(zhuǎn)化率。（＞）47.當反應級數(shù)n＜1時，宏觀流體具有比微觀流體_______的出口轉(zhuǎn)化率。（低）48.當反應級數(shù)n_______1時，宏觀流體具有比微觀流體低的出口轉(zhuǎn)化率。（＜〉49.脈沖示蹤法測定停留時間分布對應曲線為_______。（A）A.E（t）曲線B.F（t）曲線C.I（t）曲線D.y（t）曲線50.階躍示蹤法測定停留時間分布對應曲線為_______。（B）A.E（t）曲線B.F（t）曲線C.I（t）曲線D.y（t）曲線51.平推流流動的E（t）曲線的方差_______。（A）A.0B.0～1C.1D.＞152.全混流流動的E（t）曲線的方差_______。（C）A.0B.0～1C.1D.＞153.軸向分散模型的物料衡算方程在_______式邊界條件下有解析解。（D）A.閉—閉B.開—閉C.閉—開D.開—開54.軸向分散模型的物料衡算方程的初始條件和邊界條件與_______無關。（C）A.示蹤劑的種類B.示蹤劑的輸入方式C.管內(nèi)的流動狀態(tài)D.檢測位置55.反應級數(shù)n=_______時微觀流體和宏觀流體具有相同的反應結(jié)果。(C)A.0B.0.5C.1D.256.當反應級數(shù)n_______時，宏觀流體具有比微觀流體高的出口轉(zhuǎn)化率。（C）A.=0B.=1C.＞1D.＜157.當反應級數(shù)n_______時，宏觀流體具有比微觀流體低的出口轉(zhuǎn)化率。（D）A.=0B.=1C.＞1D.＜58.當反應級數(shù)n_______時，微觀流體具有比宏觀流體高的出口轉(zhuǎn)化率。（D）A.=0B.=1C.＞1D.＜159.當反應級數(shù)n_______時，微觀流體具有比宏觀流體低的出口轉(zhuǎn)化率。（C）A.=0B.=1C.＞1D.＜160停留時間分布密度函數(shù)E（t）的含義？答：在定常態(tài)下的連續(xù)穩(wěn)定流動系統(tǒng)中，相對于某瞬間t=0流入反應器內(nèi)的流體，在反應器出口流體的質(zhì)點中，在器內(nèi)停留了t到t+dt之間的流體的質(zhì)點所占的分率為E（t）dt（②分）。。61.停留時間分布函數(shù)F（t）的含義？答：在定常態(tài)下的連續(xù)穩(wěn)定流動系統(tǒng)中，相對于某瞬間t=0流入反應器內(nèi)的流體，在出口流體中停留時間小于t的物料所占的分率為F（t）。。62.簡述描述停留時間分布函數(shù)的特征值？答：用兩個最重要的特征值來描述——平均停留時間和方差。1）

定義式為：，平均停留時間是E（t）曲線的分布中心，是E（t）曲線對于坐標原點的一次矩，又稱E（t）的數(shù)學期望。2）

是表示停留時間分布的分散程度的量，在數(shù)學上它是指對于平均停留時間的二次矩。63.簡述尋求停留時間分布的實驗方法及其分類？答：通過物理示蹤法來測反應器物料的停留時間的分布曲線。所謂物理示蹤是指采用一種易檢測的無化學反應活性的物質(zhì)按一定的輸入方式加入穩(wěn)定的流動系統(tǒng)，通過觀測該示蹤物質(zhì)在系統(tǒng)出口的濃度隨時間的變化來確定系統(tǒng)物料的停留時間分布。根據(jù)示蹤劑輸入方式的不同大致分為四種：脈沖法、階躍法、周期示蹤法和隨機輸入法。64.簡述脈沖示蹤法測停留時間分布的實驗方法及其對應曲線？答：脈沖示蹤法是在定常態(tài)操作的連續(xù)流動系統(tǒng)的入口處在t=0的瞬間輸入一定量M克的示蹤劑A，并同時在出口處記錄出口物料中示蹤劑的濃度隨時間的變化。對應的曲線為E(t)曲線，。65.簡述階躍示蹤法測停留時間分布的實驗方法及其對應曲線？答：階躍示蹤法是對于定常態(tài)的連續(xù)流動系統(tǒng)，在某瞬間t=0將流入系統(tǒng)的流體切換為含有示蹤劑A且濃度為的流體，同時保持系統(tǒng)內(nèi)流動模式不變，并在切換的同時，在出口處測出出口流體中示蹤劑A的濃度隨時間的變化。對應的曲線為F（t），。66.簡述建立非理想流動的流動模型的步驟？答：1）通過冷態(tài)模型實驗測定實驗裝置的停留時間分布；2）

根據(jù)所得的有關E（t）或F（t）的結(jié)果通過合理的簡化提出可能的流動模型，并根據(jù)停留時間分布的實驗數(shù)據(jù)來確定所提出的模型中所引入的模型參數(shù)；3）

結(jié)合反應動力學數(shù)據(jù)通過模擬計算來預測反應結(jié)果；4）

通過一定規(guī)模的熱模實驗來驗證模型的準確性。67.簡述非理想流動軸向擴散模型的特點？答：1）在管內(nèi)徑向截面上流體具有均一的流速；2）在流動方向上流體存在擴散過程，該過程類似于分子擴散，符合Fick定律；3）軸向混合系數(shù)EZ在管內(nèi)為定值；4）徑向不存在擴散；5）管內(nèi)不存在死區(qū)或短路流。68.簡述非理想流動軸向擴散模型的定義？答：為了模擬返混所導致流體偏離平推流效果，可借助這種返混與擴散過程的相似性，在平推流的基礎上疊加上軸向返混擴散相來加以修正，并人為的假定該軸向返混過程可以用費克（Fick）定律加以定量描述。所以，該模型稱為“軸向分散模型”（或軸向擴散模型）69.簡述非理想流動多級混合模型的特點？答：把實際的工業(yè)反應器模擬成由n個容積相等串聯(lián)的全混流區(qū)所組成，來等效的描述返混和停留時間分布對反應過程內(nèi)的影響。設反應器容積為V，物料流入速率為v0，則，。70.舉例說明微觀流體和宏觀流體的區(qū)別？答；若流體是分子尺度作為獨立運動單元來進行混合，這種流體稱為微觀流體；若流體是以若干分子所組成的流體微團作為單獨的運動單元來進行微團之間的混合，且在混合時微團之間并不發(fā)生物質(zhì)的交換，微團內(nèi)部具有均勻的組成和相同的停留時間，這種流體稱為宏觀流體。如在氣—液鼓泡攪拌裝置中，氣體以氣泡方式通過裝置，此時氣體是宏觀流體，而液體為微觀流體。71.應用脈沖示蹤法測定一容積為12l的反應裝置，進入此反應器的流體流速=0.8（l/min），在定常態(tài)下脈沖的輸入80克的示蹤劑A，并同時測其出口物料中A的濃度CA隨時間的變化，實測數(shù)據(jù)如下：t（min）05101520253035CA（g/l）03554210試根據(jù)實驗數(shù)據(jù)確定E（t）曲線的方差和。解：首先對實驗數(shù)據(jù)進行一致性檢驗，此時應滿足：∴實驗數(shù)據(jù)的一致性檢驗是滿足的。∵其中由數(shù)據(jù)計算得如下表：t（min）05101520253035E（t）=CA/C000.030.050.050.040.020.010t2E（t）00.75511.251612.590∴72.有一管式反應裝置經(jīng)脈沖示蹤法實驗測得如下表所示的數(shù)：=0.8m3/min；m=80kg；∴=80/0.8=100t(分)0246810121416CA（kg/m3）06.512.512.5105.02.51.00試根據(jù)表列數(shù)據(jù)確定該裝置的有效容積V、平均停留時間、方差和。解：首先對實驗數(shù)據(jù)進行一致性檢驗：∴一致性檢驗表明，脈沖示蹤法所得的實驗數(shù)據(jù)是合理的。計算所得數(shù)據(jù)如下表所示：ti（分）024681012141600.0650.1250.1250.1000.0500.0250.010000.130.50.750.800.500.300.140000.262.04.56.45.03.601.9600∵∴∴73.某反應器用示蹤法測其流量，當邊界為開—開式時，測得，在此反應器內(nèi)進行一般不可逆反應，此反應若在活塞流反應器中進行，轉(zhuǎn)化率為99%，若用多釜串聯(lián)模型，求此反應器的出口轉(zhuǎn)化率。解：活塞流：75.用多級全混流串聯(lián)模型來模擬一管式反應裝置中的脈沖實驗，已知，，求1）

推算模型參數(shù)N；2）

推算一級不可逆等溫反應的出口轉(zhuǎn)化率。解：1）取N=42）第五章非均相反應動力學1.工業(yè)催化劑所必備的三個主要條件是：_______、_______、_______。（活性好、選擇性高、壽命長）2.氣體在固體表面上的吸附中物理吸附是靠_______結(jié)合的，而化學吸附是靠_______結(jié)合的。（范德華力、化學鍵力）3.氣體在固體表面上的吸附中物理吸附是_______分子層的，而化學吸附是_______分子層的。（多、單）4.氣體在固體表面上發(fā)生吸附時，描述在一定溫度下氣體吸附量與壓力的關系式稱為_______。（吸附等溫方程）5._______吸附等溫方程式是假定吸附熱是隨著表面覆蓋度的增加而隨冪數(shù)關系減少的。（Freundlich）6._______吸附等溫方程式是按吸附及脫附速率與覆蓋率成指數(shù)函數(shù)的關系導出的。（Temkin）7.固體催化劑的比表面積的經(jīng)典測定方法是基于_______方程。（BET）8.在氣—固相催化反應中，反應速率一般是以單位催化劑的重量為基準的，如反應A→B，A的反應速率的定義為_______。（）9.對于氣—固相催化反應，要測定真實的反應速率，必須首先排除_______和_______的影響。（內(nèi)擴散、外擴散）10.測定氣固相催化速率檢驗外擴散影響時，可以同時改變催化劑裝量和進料流量，但保持_______不變。（）11.測定氣固相催化速率檢驗外擴散影響時，可以同時改變_______和_______，但保持不變。（催化劑裝量、進料流量）12.測定氣固相催化速率檢驗內(nèi)擴散影響時，可改變催化劑的_______，在恒定的下測_______，看二者的變化關系。[粒度（直徑）、轉(zhuǎn)化率]13.測定氣固相催化速率檢驗內(nèi)擴散影響時，可改變催化劑的粒度（直徑），在恒定的_______下測轉(zhuǎn)化率，看二者的變化關系。（）14.催化劑回轉(zhuǎn)式反應器是把催化劑夾在框架中快速回轉(zhuǎn)，從而排除_______影響和達到氣相_______及反應器_______的目的。（外擴散、完全混合、等溫）15.流動循環(huán)（無梯度）式反應器是指消除_______、_______的存在，使實驗的準確性提高。（溫度梯度、濃度梯度）16.對于多孔性的催化劑，分子擴散很復雜，當孔徑較大時，擴散阻力是由_______所致。（分子間碰撞）17.對于多孔性的催化劑，分子擴散很復雜，當孔徑較大時，擴散阻力是由分子間碰撞所致，這種擴散通常稱為_______。[分子擴散（容積擴散）]18.對于多孔性的催化劑，分子擴散很復雜，當微孔孔徑在約_______時，分子與孔壁的碰撞為擴散阻力的主要因素。（0.1um）19.對于多孔性的催化劑，分子擴散很復雜，當微孔孔徑在約0.1um時，_______為擴散阻力的主要因素。（分子與孔壁的碰撞）20.對于多孔性的催化劑，分子擴散很復雜，當微孔孔徑在約0.1um時，分子與孔壁的碰撞為擴散阻力的主要因素，這種擴散稱為_______。（努森擴散）21.等溫催化劑的有效系數(shù)η為催化劑粒子的______________與催化劑內(nèi)部的_______________________________之比。（實際反應速率、濃度和溫度與其外表面上的相等時的反應速率）22.氣—固相催化反應的內(nèi)擴散模數(shù)_______，它是表征內(nèi)擴散影響的重要參數(shù)。（）23.氣—固相催化反應的內(nèi)擴散模數(shù)，它是表征內(nèi)擴散影響的重要參數(shù)，數(shù)值平方的大小反映了_______與_______之比。（表面反應速率、內(nèi)擴散速率）24.氣—固相催化反應的內(nèi)擴散模數(shù)的大小可判別內(nèi)擴散的影響程度，愈大，則粒內(nèi)的濃度梯度就_______，反之，愈小，內(nèi)外濃度愈近于_______。（愈大、均一）25.催化劑在使用過程中，可能因晶體結(jié)構(gòu)變化、融合等導致表面積減少造成的_______失活，也可能由于化學物質(zhì)造成的中毒或物料發(fā)生分解而造成的_______失活。（物理、化學）26.催化劑的失活可能是由于某些化學物質(zhì)的中毒引起的，關于中毒的兩種極端情況是_______與_______。（均勻中毒、孔口中毒）27.描述氣—固相非催化反應的模型有:_______、_______、_______。（整體均勻轉(zhuǎn)化模型、粒徑不變的縮核模型、粒徑縮小的縮粒模型）28.對于氣—固相非催化反應的縮核模型，反應從粒子外表面逐漸向內(nèi)核部分推進，但粒子體積_______。（不變）29.煤炭燃燒屬于氣—固相非催化反應，粒徑隨著反應進行而不斷的縮小，這種模型屬于粒徑縮小的_______模型。（縮粒）30.硫化礦的燃燒、氧化鐵的還原都屬于氣—固相非催化反應，反應從粒子外表面逐漸向內(nèi)核部分推進，但粒子體積不變，這種模型屬于粒徑不變的_______模型。（縮核）31.膜內(nèi)轉(zhuǎn)化系數(shù)γ值的大小反映了在膜內(nèi)進行的那部分反應可能占的比例，因而可以用來判斷_______的程度。（反應快慢）32.測定氣—液相反應速率的方法與均相反應時不同之點是實驗時要排除氣相和液相中的_______，使反應在動力學區(qū)域內(nèi)進行。（擴散阻力）33.下列哪種物質(zhì)屬于半導體催化劑_______。（B）A.金屬B.金屬硫化物C.金屬鹽類D.酸性催化劑34.下列哪種物質(zhì)屬于絕緣體催化劑_______。（D）A.金屬B.金屬氧化物C.金屬鹽類D.酸性催化劑35.骨架Ni催化劑的制備是將Ni與Al按比例混合熔煉，制成合金，粉碎以后再用苛性鈉溶液溶去合金中的Al而形成骨架，這種制備方法是_______。（A）A.溶蝕法B.熱熔法C.沉淀法D.混合法36.下列不屬于Langmuir型等溫吸附的假定的是_______。（B）A.均勻表面B.多分子層吸附C.分子間無作用D.吸附機理相同37.下列屬于理想吸附等溫方程的是_______。（A）A.Langmuir型B.Freundlich型C.Temkin型D.BET型38.測量氣—固相催化反應速率，在確定有無外擴散影響時是在沒有改變_______的條件下進行實驗的。（D）A.催化劑裝置B.催化劑裝量C.進料流量D.39.當催化劑顆粒的微孔的孔徑小于分子的自由程_______時，分子與孔壁的碰撞成了擴散阻力的主要因素，這種擴散稱為努森擴散。（B）A.0.01umB.0.1umC.1umD.1nm40.催化劑顆粒擴散的無因次擴散模數(shù)值的大小反映了表面反應速率與_______之比。（C）A.擴散速率B.外擴散速率C.內(nèi)擴散速率D.實際反應速率41.氣固催化反應的內(nèi)擴散模數(shù)，其中L為特征長度，若顆粒為圓柱形則L=_______。（C）A.厚度/2B.RC.R/2D.R/342.氣固催化反應的內(nèi)擴散模數(shù)，其中L為特征長度，若顆粒為球形則L=_______。（D）A.厚度/2B.RC.R/2D.R/343.氣固催化反應的內(nèi)擴散模數(shù)，其中L為特征長度，若顆粒為平片形則L=_______。（A）A.厚度/2B.RC.R/2