18秋-西南大學(xué)0751《化學(xué)反應(yīng)工程》習(xí)題答案

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=_______。12033、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。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、測量氣—固相催化反應(yīng)速率，在確定有無外擴(kuò)散影響時(shí)是在沒有改變_______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=0.8L/(s·mol)，則反應(yīng)級(jí)數(shù)n=。312017、氣相反應(yīng)進(jìn)料時(shí)無惰性氣體，與以2∶3摩爾比進(jìn)料，則膨脹因子=_______。C.-1-2/32/3118、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。00.51224、如果平行反應(yīng)均為一級(jí)不可逆反應(yīng)，若E主>E副，提高選擇性Sp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_______。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)無惰性氣體，與以1∶3摩爾比進(jìn)料，則膨脹因子=_______。2/31-1-2/329、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)無惰性氣體，與以1∶2摩爾比進(jìn)料，則膨脹因子=_______。-1/2-111/234、反應(yīng)，已知，則反應(yīng)級(jí)數(shù)n=_______。132035、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不同假定，吸附等溫線的方程形式亦因此而異，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)散相來加以修正，并認(rèn)為的假定該軸向返混過程可以用費(fèi)克定律加以定量描述，所以，該模型稱為_______。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（θ）曲線的方差為_______。參考答案：

0～150、固定床中顆粒的體積當(dāng)量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：

–2/356、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、1/258、描述固定床反應(yīng)器的數(shù)學(xué)模型，考慮了粒子與流體之間溫度與濃度的差別的模型稱之為_______。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)式來表達(dá)個(gè)參數(shù)間的關(guān)系，簡稱_______。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、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（θ）曲線的方差_______。參考答案：

169、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_______。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”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)中測定本征動(dòng)力學(xué)可以通過提高氣體流速消除、通過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：

076、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)過程的動(dòng)力學(xué)方程實(shí)驗(yàn)測定采用間歇反應(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)器大小和投料量無關(guān)。79、簡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？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)?；磻?yīng)符合質(zhì)量作用定律。

基元反應(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輸送，對(duì)于催化劑迅速失活而需隨時(shí)再生的過程來說，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、簡述固定床反應(yīng)器的優(yōu)缺點(diǎn)？參考答案：

凡是流體通過不動(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，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)A→B+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1kmol·m-3，體積流量為1m3hr-1，出口轉(zhuǎn)化率為80%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-1t/min01020304050607080c/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-3∑cF(t)E(t)t·ct2000000010330.1250.01253030020690.37500.02501202400305140.58330.02081504500404180.750.01671606400503210.8750.01251507500602230.95830.00831207200701241.00.0042704900800241.0000∑24803320088、催化劑的效率因子常壓下正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=1.1╳10-8m，孔容為0.35cm3g-1，空隙率為解：89、計(jì)算轉(zhuǎn)化率和反應(yīng)器體積

反應(yīng)A+B→R+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=100m3km