濱州學院化學反應工程期末復習題及參考答案

第/\*Arabic1頁2023年下學期化學反應工程復習資料一、多項選擇題1.對付瞬時收率與總收率，以下精確得判定為(1分)A.對付全混流回聲器，回聲得瞬時收率與總收率相稱;B.對付平推流回聲器，回聲得瞬時收率與總收率相稱;C.對付平推流回聲器，回聲得瞬時收率與總收率之間為積分干系;D.對付全混流回聲器，回聲得瞬時收率與總收率之間為積分干系;答案：AC2.某一液相反應A+B→R，反應物初始濃度分別為CA0、CB0，物質的量為nA0、nB0，反應一段時間后A的轉化率為xA,濃度為CA，B的濃度為CB；物質的量為nA、nB，下列關系正確的為（）。(1分)A.CA0-CA=CB-CB0；B.CA=CA0（1-xA）；C.nA0-nA=nB0-nB；D.nA=nA0（1-xA）。答案：BCD3.對于瞬時不可逆反應，反應速度很快，若用雙膜理論解釋，它具備（）這些點。(1分)A.屬于傳質控制過程；B.反應區(qū)域為液膜中的一個面；C.屬于動力學控制；D.液膜中存在反應物的濃度梯度。答案：ABD4.固定床反應器中由于固體催化劑固定不動，所以在操作時存在（）這些特點。(1分)A.床層不能過高；B.粒子直徑不能太??；C.床層溫度難于控制；D.多制成多段式的。答案：ABCD5.關于抱負得間歇式回聲器、平推流回聲器與全混流回聲器，以下形貌精確選項(1分)A.三者同為抱負回聲器，但抱負得內涵為差別得;B.抱負得間歇式回聲器與全混流回聲器得抱負得內涵為一樣得，都為回聲器內溫度與

構成到處雷同;C.抱負得間歇式回聲器與全混流回聲器得抱負得內涵為不一樣得，固然都為回聲器內溫度與構成到處雷同，但前者隨著時間得變革溫度與構成大概都產(chǎn)生變革，爾后者就不隨時間變革D.平推流與全混流回聲器都為連續(xù)活動式回聲器，前者得返混為零，后者為無窮大答案：ACD6.關于積分法與微分法，認識精確選項(1分)A.積分法與微分法為兩種求取動力學參數(shù)得數(shù)據(jù)處理要領，前者對數(shù)據(jù)得精度要求比后者低;B.積分法不能處理動力學較為巨大得（回聲物與產(chǎn)物不止一種、正回聲與逆回聲得反應級數(shù)差別)可逆回聲;C.積分法得到得動力學參數(shù)比微分法可靠答案：AB二、簡答題7.鼓泡反應器的型式，按結構可分為哪四種？(1分)答案：工業(yè)上所遇到的鼓泡反應器，按期結構可以分為（2分）：

①空心式鼓泡反應器（2分）；②多段鼓泡反應器（2分）；③氣體提升式鼓泡反應器（2分）；④液體噴射式鼓泡反應器（2分）。8.化學反應器的設計、分析、開發(fā)一般包括哪些內容？(1分)答案：①根據(jù)反應過程的化學基礎和生產(chǎn)上藝的基本要求，進行反應器的選型設計。（2分）

②根據(jù)化學反應與有關流體力學、熱量、質量傳遞過程綜合的宏觀反應動力學，計算反應器的結構尺寸。（2分）

③反應器的機械設計。（2分）

④反應器投產(chǎn)后，還要綜合生產(chǎn)實踐反饋來的效果改進今后同一類型化學反應器的設計。（2分）

⑤開發(fā)新型反應器。（2分）9.簡述流固非催化反應的分類及特點。(1分)答案：流-固相非催化反應可分為氣-固相非催化反應和液-固相非催化反應兩大類。

特點：1）反應類型的多樣性；（2分）2)固相物料的多樣性；（2分）3)反應器形式的多樣性；（2分）4)固體顆粒的轉化率高；（2分）5）氣-固相非催化反應的反應溫度高。（2分）10.流化床反應器的有哪些優(yōu)點？(1分)答案：①有利于非均相反應的進行，提高了催化劑的利用率。而固定床與移動床所使用的固體顆粒要大得多〔大約大2個數(shù)量級)，因此單位質量催化劑的生產(chǎn)強度要低于流化床。（2分）

②由于顆粒在床內混合激烈，使顆粒在全床內的溫度和濃度均勻一致，床層與內浸換熱表面間的傳熱系數(shù)很高，全床熱容量大，熱穩(wěn)定性高，有利于強放熱反應的等溫操作。（2分）

③流化床內的顆粒群有類似流體的性質?？梢源笞畹貜难b置中移出、引入，并可以在兩個流化床之間大量循環(huán)；這使得一些反應-再生、吸熱-放熱等反應耦合過程和反應-分離耦合過程得以實現(xiàn)。（2分）

④流體與顆粒之間傳熱、傳質速率也較其他接觸方式為高。（2分）

⑤由于流一固體系中空隙率的變化可以引起顆粒曳力系數(shù)的大幅度變化，在很寬的范圍內均能形成較濃密的床層.流態(tài)化技術的操作彈性范圍寬，沒備生產(chǎn)能力大，造價低，符合現(xiàn)代化大生產(chǎn)的需要。（2分）11.氣—液—固三相反應器有哪些類型？(1分)答案：氣-液-固三相反應器按反應物系的性質區(qū)分主要有下列類型:

①固相或是反應物或是產(chǎn)物的反應;（2分）

②固體為催化劑而液相為反應物或產(chǎn)物的氣-液-固反應;（2分）

③液相為惰性相的氣-液-固催化反應，液相作為熱載體；（2分）

④氣體.為惰性相的液一固反應，空氣起攪拌作用。（2分）

工業(yè)上采用的氣-液-固反應器按床層的性質主要分成兩種類型，即固體處于固定床和懸浮床。（2分）12.乙烯氧化生成環(huán)氧乙烷。進料：乙烯15mol，氧氣8mol，出料中乙烯為12mol,氧氣為4.76mol,試計算乙烯的轉化率，環(huán)氧乙烷的收率及選擇率。(1分)答案：

C2H4＋0.5O2→C2H4OC2H4＋3O2→2CO2＋2H2O（2分）

XA=(15mol－12mol)/15mol=0.2（2分）

第一個反應所消耗的乙烯＝轉化的乙烯×S

第二個反應所消耗的乙烯＝轉化的乙烯×（1－S）

故有：3×S×0.5+3×(1－S)×3=8－4.76

1.5S+9(1-S)=3.24

S=0.768（2分）

Y=第一個反應所消耗的乙烯÷加入的乙烯總量（15mol）

故Y＝3×0.768÷15=0.1536

或Y＝XAS=0.2×0.768=0.1536（2分）

乙烯的轉化率為20%，環(huán)氧乙烷的收率15.36%及選擇率76.8%。（2分）13.為何要采用活性不均勻分布的催化劑和異形催化劑？(1分)答案：催化劑的本征活性越大，反應溫度越高，顆粒越大，內擴散有效因子越低，催化劑中的死區(qū)越大（2分）。即催化劑的有效活性層愈薄，大部分催化劑未得到充分利用（2分）。如果采用的催化劑活性組分是責金屬，則催化劑制造費用和產(chǎn)品成本劇增（2分）。如果采用小穎粒催化劑以提高有效因子，對于固定床反應器則受到床層許可壓力降和能耗過高的限制（2分）。為了提高催化劑的利用率，降低用于催化劑的成本和床層壓降（2分）。14.氣-液-固三相反應顆粒宏觀反應動力學中，過程機理由哪七個步驟組成？簡要說明。(1分)答案：

①氣相反應物從氣相主體擴散氣-液界面的傳質過程;（1.5分）

②氣相反應物從氣一液界面擴散到液相主體的傳質過程（1.5分）

③氣相反應物從液相主體擴散到催化劑顆粒外表面的傳質過程;（1.5分）

④顆粒催化劑內同時進行反應和內擴散的宏觀反應過程（1.5分）

⑤產(chǎn)物從催化劑顆粒外表面擴散到液相主體的傳質過程（1.5分）

⑥產(chǎn)物從液主體擴一散到氣液界面的傳質過程;（1.5分）

⑦產(chǎn)物從氣一液界面擴散到氣相主體的傳質過程。（1分）15.簡述在多孔催化劑上進行的氣-固相催化反應包括哪幾個步驟？(1分)答案：

①反應物從氣流主體擴散到催化劑顆粒的外表面;（2分）

②反應物從外表面向催化劑的孔道內部擴散;（2分）

③在催化劑內部孔道所組成的內表面上進行催化反應;（2分）

④產(chǎn)物從內表面擴散到外表面;（2分）

⑤產(chǎn)物從外表面擴散到氣流主體。（2分）

第一個和第五個步驟稱為外擴散過程，第二個和第四個步驟稱為內擴散過程，第二個步驟即本征動力學過程。三、單項選擇題16.屬于液-固相非催化反應的為（）(1分)A.CaCO3(s)→CaO(s)+CO2(g)；B.FeTiO3(s)+H2SO4(l)→TiOSO4(s)+FeSO4·2H2O(s)；C.NaOH(l)+CO2(g)→NaCO3(l)D.F–T合成方法將煤制成油。答案：B17.當反應級數(shù)n

時，宏觀流體具有比微觀流體低的出口轉化率。（）(1分)A.

=0

B.

=1

C.

＞1

D.

＜1答案：D18.對反應（1）A+B→C+D（活化能E1=60kJ/mol）,反應（2）P+R→S+L（活化能E2=100kJ/mol），當溫度由于300K升高到500K時，反應速度增加的大小程度為（）。(1分)A.（-rA）1>（-rA）2；B.（-rA）1<（-rA）2；C.（-rA）1=（-rA）2；D.不能確定。答案：B19.全混流釜式反應器最多可能有

個定常態(tài)操作點。（）(1分)A.

1

B.

2

C.

3

D.

4答案：C20.下列不屬于Langmuir型等溫吸附的假定的是

。（）(1分)A.

均勻表面

B.

多分子層吸附

C.

分子間無作用

D.

吸附機理相同答案：B21.脈沖示蹤法測定停留時間分布對應曲線為

。（）(1分)A.

E（t）曲線

B.

F（t）曲線

C.

I（t）曲線

D.

y（t）曲線答案：A22.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

。（）(1分)A.

溶蝕法

B.

熱熔法

C.

沉淀法

D.

混合法答案：A23.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

。（）(1分)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答案：B24.下列屬于理想吸附等溫方程的是

。（）(1分)A.

Langmuir型

B.

Freundlich型

C.

Temkin型

D.

BET型答案：A25.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

。（）(1分)A.

＜0

B.

=0

C.

≥0

D.

＞0答案：B26.(1分)A.COB.CH4C.H2D.H2O答案：A27.對平行反應A→P（n1,E1），A→S（n2,E2）若n1>n2，E1<E2，當溫度升高時，中間產(chǎn)物P的收率（）(1分)A.隨CA的增大而減?。籅.隨CA的增大而增大；C.隨CA的增大先增加而后減??；D.隨CA的增大先增加較多而后增加減慢；E.不能確定。答案：E28.“三傳一反”是化學反應工程的基礎，下列不屬于三傳的是

。（）(1分)A.

能量傳遞

B.

質量傳遞

C.

熱量傳遞

D.

動量傳遞答案：A29.下列屬于均勻表面吸附等溫方程的是（）(1分)A.LangmuirB.FreundlichC.TemkinD.BET答案：D30.下列屬于均相反應的是

。（B）(1分)A.

煤炭燃燒

B.

氫氣燃燒

C.

離子交換

D.

加氫裂解答案：B31.下列屬于非均相反應的是（）(1分)A.乙酸丙酯水解B.氫氣燃燒C.HCl與NaOH的中和D.催化裂解答案：D32.下列屬于均相反應的是

。（）(1分)A.

催化重整

B.

催化裂解

C.

HCl與NaOH的中和

D.

水泥制造答案：C33.軸向分散模型的物料衡算方程在

式邊界條件下有解析解。（）(1分)A.

閉—閉

B.

開—閉

C.

閉—開

D.

開—開答案：D34.當反應級數(shù)n

時，宏觀流體具有比微觀流體高的出口轉化率。（）(1分)A.

=0

B.

=1

C.

＞1

D.

＜1答案：C35.下列哪種物質屬于絕緣體催化劑

。（）(1分)A.

金屬

B.

金屬氧化物

C.

金屬鹽類

D.酸性催化劑答案：D36.屬于氣-固相非催化反應的為（）(1分)A.CaCO3(s)→CaO(s)+CO2(g)；B.FeTiO3(s)+H2SO4(l)→TiOSO4(s)+FeSO4·2H2O(s)；C.NaOH(l)+CO2(g)→NaCO3(l)D.F–T合成方法將煤制成油。答案：A37.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。（）(1分)A.

間歇式反應器

B.全混流反應器

C.

攪拌釜式反應器

D.

平推流管式反應器答案：D38.下列非催化氣—固相反應，屬于粒徑縮小的縮粒模型的是（）(1分)A.硫化礦的焙燒B.分子篩的焙燒C.氧化鐵的還原D.煤炭的燃燒答案：D39.固定床中催化劑不易磨損是一大優(yōu)點，但更主要的是床層內流體的流動接近于平推流，因此與返混式的反應器相比，可用___的催化劑和___的反應器容積來獲得較大的生產(chǎn)能力（）(1分)A.較少量、較小B.較少量、較大C.較大量、較小D.較大量、較大答案：A40.當反應級數(shù)n

時，微觀流體具有比宏觀流體高的出口轉化率。（）(1分)A.

=0

B.

=1

C.

＞1

D.

＜1答案：D41.全混流反應器的容積效率η小于1.0時，且隨著XA的增大而減小，此時該反應的反應級數(shù)n

。（D）(1分)A.

＜0

B.

=0

C.

≥0

D.

＞0答案：D42.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。（）(1分)A.

示蹤劑的種類

B.

示蹤劑的輸入方式

C.

管內的流動狀態(tài)

D.

檢測位置答案：C43.下列非催化氣—固相反應，屬于粒徑縮小的縮粒模型的是()。(1分)A.硫化礦的焙燒B.分子篩的焙燒C.氧化鐵的還原D.煤炭的燃燒答案：D44.對于可逆放熱反應，為提高反應速率應

。（）(1分)A.

提高壓力

B.

降低壓力

C.

提高溫度

D.

降低溫度答案：C45.當反應級數(shù)n

時，微觀流體具有比宏觀流體低的出口轉化率。（）(1分)A.

=0

B.

=1

C.

＞1

D.

＜1答案：C46.對于絕熱操作的放熱反應，最合適的反應器為

。（）(1分)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答案：D47.固定床反應器中由于固體催化劑固定不動，所以在操作時存在（）這些特點。(1分)A.床層不能過高；B.粒子直徑能太小；C.床層溫度易于控制；D.可制成一段式的。答案：A48.全混流反應器的容積效率η大于1.0時，且隨著xA的增大而增大，此時該反應的反應級數(shù)n

。（）(1分)A.

＜0

B.

=0

C.

≥0

D.

＞0答案：A49.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。（）(1分)A.

0.01um

B.

0.1um

C.

1um

D.

1nm答案：B50.下列哪種物質屬于半導體催化劑

。（）(1分)A.

金屬

B.

金屬硫化物

C.

金屬鹽類

D.酸性催化劑答案：B51.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

。（）(1分)A.

空時τ

B.

反應時間t

C.

停留時間t

D.

平均停留時間t`答案：A52.反應級數(shù)n=

時微觀流體和宏觀流體具有相同的反應結果。()(1分)A.

0

B.

0.5

C.

1

D.

2答案：C53.全混流反應器中有

個穩(wěn)定的定常態(tài)操作點。（）(1分)A.

1

B.

2

C.

3

D.

4答案：B54.下列屬于非均相反應的是

。（）(1分)A.

乙酸乙酯水解

B.

氫氣燃燒

C.

HCl與NaOH的中和

D.

催化裂解答案：D55.“三傳一反”是化學反應工程的基礎，其中所謂的一反是指

。（）(1分)A.化學反應

B.

反應工程

C.

反應熱力學

D.

反應動力學答案：D56.下列屬于平行反應的是（）(1分)A.氨與氧反應生成一氧化氮，氧化亞氮，氮；B.一氧化碳加氫生成甲醇，甲醇繼續(xù)反應生成二甲醚；C.乙烯催化氧化生成環(huán)氧乙烷，同時乙烯和環(huán)氧乙烷深度氧化生成二氧化碳和水；D.醋酸與正丁醇在硫酸催化下生成乙酸正丁酯的反應。答案：A57.下列屬于理想吸附等溫方程的是()。(1分)A.Langmuir型B.Freundlich型C.Temkin型D.BET型答案：A58.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

。（）(1分)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答案：A59.階躍示蹤法測定停留時間分布對應曲線為

。（）(1分)A.

E（t）曲線

B.

F（t）曲線

C.

I（t）曲線

D.

y（t）曲線答案：B60.對于自催化反應，最合適的反應器為

。（）(1分)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答案：D61.下列屬于連串反應的是（）(1分)A.氨與氧反應生成一氧化氮，氧化亞氮，氮；B.一氧化碳加氫生成甲醇，甲醇繼續(xù)反應生成二甲醚；C.乙烯催化氧化生成環(huán)氧乙烷，同時乙烯和環(huán)氧乙烷深度氧化生成二氧化碳和水；D.醋酸與正丁醇在硫酸催化下生成乙酸正丁酯的反應。答案：B62.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。（）(1分)A.

催化劑裝置

B.

催化劑裝量

C.

進料流量

D.

W/F40答案：D四、判斷題63.溫度能影響反應速率，是因為它能改變反應的活化能。(1分)答案：錯誤64.反應的活化能大，在一定溫度下反應速率也越大。(1分)答案：錯誤65.反應速率常數(shù)k

與反應物A

的濃度有關。(1分)答案：錯誤66.質量作用定律只適用于反應物與生成物之間有確定計量關系的化學反應。(1分)答案：錯誤67.由Arrhenius

公式可知，加快反應速率的惟一方法是升高反應溫度。(1分)答案：錯誤68.-13-1速率常數(shù)k的單位為moldm·s的反應級數(shù)是2。(1分)答案：正確69.反應速率常數(shù)僅與溫度有關，與濃度、催化劑等均無關系。(1分)答案：錯誤70.質量作用定律適用于任何實際上能進行的反應。(1分)答案：錯誤71.阿侖尼烏斯活化能是反應物中活化分子的平均摩爾能量與反應物分子的平均摩爾能

量之差。(1分)答案：錯誤72.一定溫度下，簡單反應的反應速率與反應速率常數(shù)和反應物的積成正比。(1分)答案：錯誤73.溫度一定，活化能越大的反應其反應速率常數(shù)越大。(1分)答案：錯誤五、填空題74.三相床體系根據(jù)顆粒運動狀態(tài)可分為滴流床、________、________三種基本形式。(1分)答案：機械攪拌鼓泡懸浮式;鼓泡淤漿床75.某反應的化學計量方程式為A+2B=L+4M，其速率式為-rA=0.5CACB2，假如化學計量式寫成A+B=L+2M，該反應的速率式是________。(1分)答案：-rA=0.5CACB276.描述停留時間分布的規(guī)律主要是________、________。(1分)答案：停留時間分布函數(shù);停留時間分布密度77.固體催化劑中氣體組分的擴散過程主要有________、________和________及________幾種形式。(1分)答案：分子擴散;Knudsen擴散;構型擴散;表面擴散78.反應物能同時分別進行兩個或多個獨立的反應，稱平行反應。當初始反應物所生成的產(chǎn)物能進一步反應生成次級產(chǎn)物時，稱________。(1分)答案：連串反應79.反應物能同時分別進行兩個或多個獨立的反應，稱________。當初始反應物所生成的產(chǎn)物能進一步反應生成次級產(chǎn)物時，稱連串反應。(1分)答案：平行反應80.化工生產(chǎn)中應用于均相反應過程的化學反應器主要有釜式反應器和________反應器。(1分)答案：管式81.分批式完全混合反應器操作的優(yōu)化分析是以________、生產(chǎn)經(jīng)費最低為目標進行優(yōu)化的。(1分)答案：單位時間產(chǎn)量最大82.對于平行反應，提高反應物濃度，有利于級數(shù)高的反應，降低反應物濃度有利于________的反應。(1分)答案：級數(shù)低83.活化能的大小直接反映了________對溫度的敏感程度。(1分)答案：反應速率84.氣液鼓泡反應器根據(jù)氣泡流動的行為，可劃分為安________、________、________三個區(qū)域。(1分)答案：安靜鼓泡區(qū);湍流鼓泡區(qū);柱塞氣泡流動區(qū)85.催化劑的組成和結構直接影響其性能，其主要組成有________、載體、助催化劑和抑制劑四部分，一個好的催化劑必須具備高的選擇性、________、高強度和長壽命等特點。(1分)答案：活性成分;高活性86.生成主產(chǎn)物的反應稱為主反應，其它的均為________。(1分)答案：副反應87.描述停留時間分布的規(guī)律測定方法主要是________和________。(1分)答案：階躍法;脈沖法88.化學反應工程中的“三傳一反”是指傳質、傳熱、________