化學(xué)反應(yīng)工程復(fù)習(xí)題期末復(fù)習(xí)題

1、氣相反應(yīng)8+3H2取+為。進(jìn)料時(shí)無惰性氣體，CO與82以1：2摩爾比進(jìn)料,

則膨脹因子出。=A。

A.-2B.-1C.1D.2

KiK

2、一級(jí)連串反應(yīng)A----AP—?2S在間歇式反應(yīng)器中，則目的產(chǎn)物P的最大濃度

D［（&/&y+中

3、反應(yīng)速率表達(dá)式中的溫度效應(yīng)項(xiàng)通常用B表示。

A、反應(yīng)級(jí)數(shù)nB、反應(yīng)速率常數(shù)k

C、反應(yīng)活化能ED、氣體常數(shù)R

4、若氣相反應(yīng)A+2B-P,則膨脹因子6,等于D。

A、1B、-1

C、2D、-2

5.化學(xué)反應(yīng)工程的研究對(duì)象是Co

A、轉(zhuǎn)化率B、實(shí)驗(yàn)室試管

C、工業(yè)反應(yīng)器D、熱穩(wěn)定性

6、顆粒催化劑上進(jìn)行一放熱反應(yīng)，熄火狀態(tài)下催化劑表面溫度為B

A、氣相溫度B、氣相溫度+最大溫升

C、最大溫升-氣相溫度D、氣相溫度-最大溫升

7、串聯(lián)反應(yīng)A-P(目的)-R+S,目的產(chǎn)物P與副產(chǎn)物S的選擇性程=C。

.尸一Rpo幾p一幾p。rip—npo幾P—〃尸0

nn

A.A0~AB.孔40C.ns-nsoD.〃R-

8、全混流反應(yīng)器的容積效率n=L0時(shí)，該反應(yīng)的反應(yīng)級(jí)數(shù)nB

A.<0B.=0C.20D.>0

P（主）

A

9、對(duì)于單一反應(yīng)組分的平行反應(yīng)S(副，其瞬間收率"p隨增大而單調(diào)下

降，則最適合的反應(yīng)器為—B_o

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

10、有一實(shí)驗(yàn)室反應(yīng)器，催化劑裝填高度50cm,操作線速度2.5cm/s。若工業(yè)反應(yīng)器催

化劑高度為2m,空速與實(shí)驗(yàn)室反應(yīng)器相同,則工業(yè)反應(yīng)器流體線速度為—D—o

A.2.5cm/sB.5cm/sC.7.5cm/sD.10cm/s

11、一級(jí)串聯(lián)反應(yīng)klR.4O(l/min),k2=0.10(l/min),則間歇反應(yīng)器中的最優(yōu)反應(yīng)時(shí)間為_

Bo

A、0.2B、4.62

C、5D、0.22

12、在一定轉(zhuǎn)化率下，可逆放熱反應(yīng)都存在一個(gè)最優(yōu)反應(yīng)溫度使C最大。

1

A、反應(yīng)時(shí)間B、反應(yīng)收率

C、反應(yīng)速率D、反應(yīng)選擇率

13、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

14、一級(jí)不可逆液相反應(yīng)A=>2R,O'。=2.30而。//加3,出口轉(zhuǎn)化率盯=0.7,每

批操作時(shí)間’+'。=2?06〃，裝置的生產(chǎn)能力為50000kg產(chǎn)物R/天，MR=60,則反應(yīng)器的體

3

積v為q加o

A.19.6B.20.2C.22.2D.23.4

r

15、在間歇反應(yīng)器中進(jìn)行等溫一級(jí)反應(yīng)A-B,~A=^^CAmol/l-sf當(dāng)0蜀=1加?！?時(shí)，

求反應(yīng)至04=601冽°/〃所需時(shí)間土=B—秒。

A.400B.460C.500D.560

16、以下不屬于理想管式反應(yīng)器PFR的特點(diǎn)是B。

A.定態(tài)操作B.反應(yīng)器內(nèi)濃度處處相同

C.徑向不存在濃度變化D.反應(yīng)速率隨軸向空間位置而變化

17、一級(jí)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(shí)的最優(yōu)

空時(shí)"，=D_。

皿//房)111(&/g)ln(Q/KJ1_

KKDJKJK?

A.K〔-KtB.2~ic.J—￡

18、分批式操作的完全混合反應(yīng)器非生產(chǎn)性時(shí)間’。不包括下列哪一項(xiàng)—B—。

A.加料時(shí)間B.反應(yīng)時(shí)間C.物料冷卻時(shí)間D.清洗釜所用時(shí)間

19、一級(jí)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(shí)的最優(yōu)

空時(shí)工則=_Do

儂//()111(&/烙)ln(g/KJ]

AK?-&gK2-KtcJKJK?口J&K?

20、全混流反應(yīng)器的容積效率n小于i.o時(shí)，且隨著力，4的增大而減小，此時(shí)該反應(yīng)的反應(yīng)

級(jí)數(shù)n_D_。

A.<0B.=0C.20D.>0

21、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

22、對(duì)簡單不可逆二級(jí)反應(yīng)，根據(jù)要求的處理量、初濃度和轉(zhuǎn)化率,所需的B反

應(yīng)器體積最小。

2

A.間歇反應(yīng)器B.平推流反應(yīng)器

C.全混流反應(yīng)器D.循環(huán)管式反應(yīng)器(R=3)

23、當(dāng)反應(yīng)級(jí)數(shù)n2時(shí)，微觀流體具有比宏觀流體高的出口轉(zhuǎn)化率。

A.=0B.=1C.>1D.<1

24、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(guān)。

A.示蹤劑的種類B.示蹤劑的輸入方式C.管內(nèi)的流動(dòng)狀態(tài)D.檢測位置

25、對(duì)于氣-液相反應(yīng)幾乎全部在液相中進(jìn)行的極慢反應(yīng)，為提高反應(yīng)速率，應(yīng)選用—C—

裝置。

A.填料塔B.噴灑塔C.鼓泡塔D.攪拌釜

26、工業(yè)反應(yīng)過程優(yōu)化的技術(shù)指標(biāo)包括A,B,Do

A.反應(yīng)速率B.反應(yīng)選擇率C.反應(yīng)工藝D.能量消耗

md

_包乙=kdCi//

27、催化劑在使用過程中會(huì)逐漸失活，其失活速率式為力"當(dāng)平行失活對(duì)反

應(yīng)物有強(qiáng)內(nèi)擴(kuò)散阻力時(shí)，d為C。

A.仁0B.=1C.-3D.仁1

28、不屬于氣固相催化反應(yīng)固定床反應(yīng)器擬均相二維模型的特點(diǎn)是

A.粒子與流體間有溫度差B.粒子與流體間無溫度差

C.床層徑向有溫度梯度D.床層軸向有溫度梯度

29、不屬于氣固相催化反應(yīng)固定床反應(yīng)器擬均相二維模型的特點(diǎn)是

A.粒子與流體間有濃度差B.粒子與流體間無濃度差

C.床層徑向有溫度梯度D.床層徑向有濃度梯度

30、在PFR中進(jìn)行氣相反應(yīng)A-B+C,則組分B的膨脹因子等于—D—。

A.-1B.0C.0.5D.1

31、下列哪一項(xiàng)不屬于流化床反應(yīng)器按深度而分的第II級(jí)模型的特點(diǎn)C。

A.各參數(shù)均為恒值B.參數(shù)值不隨床高而變

C.參數(shù)值與氣泡大小無關(guān)D.參數(shù)值與氣泡大小有關(guān)

32.連續(xù)流動(dòng)釜式反應(yīng)器(CSTR)中的流動(dòng)狀態(tài)簡稱為Ao

A、全混流B、平推流

C、層流D、凝集流

33,催化劑顆粒內(nèi)擴(kuò)散對(duì)A是有利的。

A、平行反應(yīng)(nKn2)B、簡單不可逆反應(yīng)

C、一級(jí)可逆反應(yīng)D、串聯(lián)反應(yīng)

34、對(duì)于自催化反應(yīng)，最合適的反應(yīng)器或組合方式為__D__o

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、下列BCD屬于包含了傳遞過程影響的動(dòng)力學(xué)。

A、本征動(dòng)力學(xué)B、顆粒動(dòng)力學(xué)

C、床層動(dòng)力學(xué)D、宏觀動(dòng)力學(xué)

36、顆粒催化劑的臨界著火溫度主要和AB有關(guān)。

A、線速度B、流體濃度

C、絕熱溫升D、顆粒直徑

37、對(duì)于一級(jí)串聯(lián)反應(yīng)A-P-S,若主反應(yīng)活化能較小，則下列AD條件對(duì)主反應(yīng)有利。

A、控制在較高的反應(yīng)物濃度B、控制在較低的反應(yīng)物濃度

3

C、控制在較高的溫度水平D、控制在較低的溫度水平

38、停留時(shí)間分布的數(shù)字特征包括A,Co

A、方差B、對(duì)比時(shí)間C、數(shù)學(xué)期望D、分布函數(shù)

39、串聯(lián)反應(yīng)的最優(yōu)化問題是指存在C,D。

A.最大反應(yīng)速率B.最優(yōu)反應(yīng)溫度C.最優(yōu)反應(yīng)時(shí)間D.最大收率

40、流化床反應(yīng)器中的操作氣速。。是根據(jù)具體情況定的，一般取流化數(shù)°。/。的在_B—范

圍內(nèi)。

A.0.1?0.4B.1.5-10C.10-15D.0.4?1.5

41、停留時(shí)間分布的實(shí)驗(yàn)測定方法包括O-

A.積分法B.微分法C.脈沖示蹤法D.階躍示蹤法

42、流固相反應(yīng)模型包括B,Co

A.平推流模型B.收縮未反應(yīng)芯模型C.整體反應(yīng)模型D.全混流模型

43、顆粒催化劑上進(jìn)行放熱反應(yīng)，其定態(tài)熱穩(wěn)定要求同時(shí)滿足B,Do

A.Qg=0B.Qg=QrC.dQg/dT>dQr/dTD.dQg/dT<

dQr/dT

44、對(duì)于平行反應(yīng)，若主反應(yīng)活化能較小，而反應(yīng)級(jí)數(shù)較高，則下列AD條件對(duì)主反應(yīng)

有利。

A、控制在較高的反應(yīng)物濃度B、控制在較低的反應(yīng)物濃度

C、控制在較高的溫度水平D、控制在較低的溫度水平

45、表征反應(yīng)前后分子數(shù)變化程度的方法有CD。

A、效率因子法B、積分法

C、膨脹率法D、膨脹因子法

46、催化劑活性組分分布方式主要有ABCD。

A、均勻型B、蛋黃型

C、蛋殼型D、蛋白型

47、返混造成了反應(yīng)器BC___O

A、反應(yīng)物濃度上升B、產(chǎn)物濃度上升

C、反應(yīng)物濃度下降D、產(chǎn)物濃度下降

二、填空題

1、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)。

2、化學(xué)反應(yīng)速率式為-如用濃度表示的速率常數(shù)為*c,用壓力表示的速率

常數(shù)右，則Kc=(依嚴(yán)⑶勺。

3、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)選用平推流反應(yīng)器為宜。

4、對(duì)干恒容的平推流管式反應(yīng)器平均停留時(shí)間、反應(yīng)時(shí)間、空時(shí)一致。

5、化學(xué)反應(yīng)工程的研究方法主要采用數(shù)學(xué)模型方法。

6、若流體是分子尺度作為獨(dú)立運(yùn)動(dòng)單元來進(jìn)行混合，這種流體稱為微觀流體。

7、流體的混合程度常用調(diào)勻度S、流體的混合態(tài)來描述。

8、催化劑在使用過程中，可能因晶體結(jié)構(gòu)變化、融合等導(dǎo)致表面積減少造成的飽理失活,

也可能由于化學(xué)物質(zhì)造成的中毒或物料發(fā)生分解而造成的“箋失活。

9、對(duì)于多孔性的催化劑，分子擴(kuò)散很復(fù)雜，當(dāng)微孔孔徑在約0.lum時(shí),分子與孔壁的碰

撞為擴(kuò)散阻力的主要因素。

10、一級(jí)串連反應(yīng)(kl=9hr-1,k2=lhr-1)在CSTR中最優(yōu)空時(shí)為l/3hr。

6、對(duì)于分子數(shù)變大的氣相反應(yīng)，反應(yīng)器空時(shí)大于物料通過反應(yīng)器的實(shí)際停留時(shí)間。

4

11、放熱反應(yīng)的反應(yīng)熱越大，則反應(yīng)器絕熱溫升越大。

12、空速200（1/hr）的含義是每小時(shí)能處理的進(jìn)口物料是反應(yīng)器體積的200倍。

13、自催化反應(yīng)的優(yōu)化通?？刹捎靡粋€(gè)CSTR串聯(lián)一個(gè)PFRo

14、微觀混合對(duì)小于一級(jí)的不可逆反應(yīng)是有利的。

15、可逆放熱反應(yīng)最優(yōu)溫度分布可通過多段絕熱、段間冷卻的方法實(shí)施。（J）

16、提高過量比是改善高級(jí)數(shù)反應(yīng)后期轉(zhuǎn)化問題的有效方法。

17、相同情況下，串聯(lián)反應(yīng)在CSTR反應(yīng)器中的選擇率高于在PFR中的選擇率。

18、為滿足強(qiáng)放熱反應(yīng)的熱穩(wěn)定性要求，管式固定床反應(yīng)器的存在最大容許溫差。

19、非理想流動(dòng)模型包括多釜串聯(lián)模型和軸向擴(kuò)散模型等。（）

20、絕熱床反應(yīng)器由于沒有徑向床壁傳熱，一般可以當(dāng)作平推流處理，只考慮流體流動(dòng)方向

上有溫度和濃度的變化，因此一般可用擬均相一維模型來計(jì)算。

21、描述流化床的數(shù)學(xué)模型，對(duì)于氣、乳兩相的流動(dòng)模式一般認(rèn)為相為平推流，而對(duì)—

乳相則有種種不同的流型。

22、在判斷外擴(kuò)散影響時(shí)，當(dāng)Da小于1,則外擴(kuò)散對(duì)反應(yīng)的影響可忽略。

23、多相反應(yīng)過程是指同時(shí)存在兩個(gè)或更多相態(tài)的反應(yīng)系統(tǒng)所進(jìn)行的反應(yīng)過程。

24、三傳一反是化學(xué)反應(yīng)工程的基礎(chǔ)。

25、串聯(lián)反應(yīng)的選擇率隨反應(yīng)進(jìn)程的進(jìn)行不斷下降,也即凡是使CP/CA增大的因素對(duì)串聯(lián)反

應(yīng)選擇率總是不利的。

26、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，簡稱數(shù)學(xué)模型。

27、對(duì)催化劑顆粒的熱穩(wěn)定性，提高顆粒周圍流體線速度，臨界著火溫度變大。

四、計(jì)算題

1、（12分）一級(jí)不可逆反應(yīng)A-P在等溫PFR反應(yīng)器中進(jìn)行，180℃下轉(zhuǎn)化率為0.8。

現(xiàn)改用等體積的CSTR反應(yīng)器，其他操作條件不變，問（1）此時(shí)CSTR出口轉(zhuǎn)化率為多

少？（2）若希望CSTR中反應(yīng)轉(zhuǎn)化率還是0.8,反應(yīng)溫度應(yīng)提高到多少？已知反應(yīng)活化

能E=70000J/molo

5

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2、（12分）在間歇釜式反應(yīng)器中進(jìn)行一平行反應(yīng)，設(shè)主反應(yīng)A-P,副反應(yīng)A-S,主副反

應(yīng)速率常數(shù)分別為kl,k2。實(shí)驗(yàn)測得50℃時(shí)Cp/Cs恒為5,當(dāng)反應(yīng)5分鐘后，A的轉(zhuǎn)化率為

0.50,反應(yīng)時(shí)間延長一倍，轉(zhuǎn)化率為0.75。（1）求kl和k2的值。（2）又當(dāng)溫度提高10℃,

測得Cp/Cs恒為3,試根據(jù)活化能的本質(zhì)說明哪個(gè)反應(yīng)活化能大？

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E5三.4分

3、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:

CH3coOH—CH,=CO+H2OCH3COOH—CH,+CO,

已知在916℃時(shí)/=4.65$T,左2=3.74s,試計(jì)算:

1）99%的醋酸反應(yīng)掉的時(shí)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(shí)間t時(shí)乙烯酮和甲烷的濃度分別為x和y,初始為C，。，則

dx

工=后—x—y）

dt

，=右（C/o-%—y）

at

d(x+y),7c\

-------=(左i+k2)(。40-x-y)

相加得出

或―n）dt

將其積分a?！ǎ?y）

1)當(dāng)轉(zhuǎn)化率為99%時(shí)

x+y=O.99CAO

----i----In---=0.549s

4.65+3.741-0.99

<_dx

SP=~T

2)瞬時(shí)選擇性為⑦

x__4.65

積分得丁心3.74

x

5=-=55.4%

y

7

4、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%需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。

達(dá)20%時(shí)，C/=0-8G?

(1.25"-1-l)x-=A/x-

式中M為常數(shù)

717”1

左300=MX——后340=M義—

12.6

ln5,M/3.2E,1

=In-M-/-1-2-.--68.314'300一擊)

左300

E=29.06(kj/mol)

5、有一個(gè)反應(yīng)器測其方差0：=U2.5min2,‘=15min,如果這個(gè)反應(yīng)器可以用等體積多

釜串聯(lián)模型來描述，并在這個(gè)反應(yīng)器中進(jìn)行液相反應(yīng)A+B-2R,已知一〃=履入。3,

C/o=CBO=12，〃。///,k=11/mol-mmt求反應(yīng)器的出口轉(zhuǎn)化率？

2

2_^_112.5_

o°--7_7_-U.5

解：/15-①分

,1

CF；=—=>N=2

N②分

i15「?

T=—=—=7.5mm

則每個(gè)反應(yīng)器的停留時(shí)間為N2①分

對(duì)第一個(gè)釜進(jìn)行物料衡算

go=Ci+（-〃）%=。①分

整理得7.5C：+Cn-1=°①分

解得Qi=0.30mo///①分

同理對(duì)第二個(gè)釜進(jìn)行物料衡算

Co=C42+（―廠/2）72=CA2+kCA2T2①分

解得CA2=QAAAmol/1①分

8

6、現(xiàn)有一有效容積為0.7511?的攪拌釜反應(yīng)器，其內(nèi)設(shè)置有換熱面積為5.0m?的冷卻盤管。欲

利用該反應(yīng)器來進(jìn)行A-R的一級(jí)不可逆的液相反應(yīng)，其速率常數(shù)

=1.0788xlO9exp_5^5-9(/z-1),反應(yīng)熱(一中)=2092V7加oM,原料液中A的

濃度。，。二0,2加。但不含反應(yīng)產(chǎn)物R。此原料液的密度P=1050g/l；定壓比熱

Cp=2.929(j/g.c)。要求原料液的進(jìn)料流率為%=3加3/',反應(yīng)器出口的反應(yīng)液中

Q=0.04加。/〃?？倐鳠嵯禂?shù)u=209.2(KJ/m2-h-℃)o所用的冷卻介質(zhì)的溫度為25℃。

試全混流反應(yīng)器的熱穩(wěn)定性的判據(jù)來確定定常態(tài)操作是否穩(wěn)定。