化学反应工程作业解答

6. 气相基元反应A+2B →2P 在30℃和常压下的反应速率常数k c =2.65×104m 6kmol -2s -1。现

以气相分压来表示速率方程，即(?r A )=k P p A p B 2，求k P =?（假定气体为理想气体）解

()

-1-363

111

2643c P 2

A p A 2

B A c 2

B A c A 1264c kPa s m kmol 10655.1K

303K kmol kJ 314.8s kmol m 1065.2)(s kmol m 1065.2K 30330273--------??=???=

==-?

? ??==-=

?==+=RT k k p p k r RT p RT p k c c k r RT

p c k T

10.考虑反应3P A →，其动力学方程为V

n k t n V r A A A d d 1=?-=-试推导在恒容下以总压表示的动力学方程。解

()()

()()()()总总

总总总

总总总p p t

p V RT V p p k t p RT V V p RT V

n RT

V p p n p p p p p p p p n n n t t p p n t p -=-=??? ??---=-=-=

---==A0A0A A0A A0A A

A0A A0A A A0A A0A0A03d d 23d d 21d 2d 23321

2333000P A

14.在间歇搅拌槽式反应器中，用醋酸与丁醇生产醋酸丁酯，反应式为：

()()()()

S R B A O H H COOC CH OH H C COOH CH 2943SO H 9434

2+??→?+

反应物配比为：A(mol):B(mol)=1:4.97，反应在100℃下进行。A 转化率达50％需要时间为24.6min ，辅助生产时间为30min ，每天生产2400kg 醋酸丁酯（忽略分离损失），计算反应器体积。混合物密度为750kg·m -3，反应器装填系数为0.75。解

111

i 1.2m 0.75

0.8949

总体积

反应0.8949m 0.910.9834有效体积反应0.91hr

6054.6

折合54.6min 3024.6总生产时间hr 0.9834m 750

737.5换算成体积流量hr 737.5kg 634.1103.4总投料量hr 634.1kg 744.97724.1B 4.97:1B :A hr 103.4kg 601.724折算成质hr 1.724kmol 0.5

0.862

的投料量A ，则50%转化率hr 0.862kmol 116100

hr 100kg 2400/24R 116

74 60 M S R B A ==?==+=?=+?=??=?=??=?=?=+→+-------器器投料量则量流量产量

19. 有如下化学反应

CH 4+C 2H 2+H 2=C 2H 4+CH 4 (I) (A) (B) (P) (I)

在反应前各组分的摩尔数分别为n I0=1mol ；n A0=2mol ；n B0=3mol ；n P0=0，求化学膨胀率（用两种方法）。解方法一

321211

11A A0A A A0A -

++=

-=--=

=εδδεy y 方法二

()()3

32132122301001A -=++++-+-++=-=

===x x x V V V ε

20.在555K 及0.3MPa 下，在平推流管式反应器中进行气相反应A →P ，已知进料中含A 30%

（摩尔分数），其余为惰性物料，加料流量为6.3mol·s -1

，动力学方程式为?r A =0.27c A mol·m -3s -1为了达到95％转化率，试求：

(1) 所需空速为多少? (2) 反应器容积大小? 解

()1R 000VNO 3

0R 1

11V 95.00A A 95.00A A

A01

330s 131.0075

.11013.015.5553.015.2730969.0m 075.110.110969.0s 09.010.11s

10.1195.011ln 27.01127.0d d s m 0969.0300

15.555314.8103.6------=??===?======-=-=-==???=??V p p T T V S V V S x x r x c V 标准空速为：τττ

20. 液相一级不可逆分解反应A →B+C 于常温下在一个2m 3全混流反应器（CSTR ，MFR ，连续搅拌槽式反应器）中等温进行。进口反应物浓度为1 kmol·m -3，体积流量为1m 3hr -1，出口转化率为80%。因后续工段设备故障，出口物流中断。操作人员为此紧急停止反应器进料。半小时后故障排除，生产恢复。试计算生产恢复时反应器内物料的转化率为多少？解

9264.01

0736

.01m kmol 0736.02.0hr 22.02

.01120A A A0A 3A 5.02A

0A A 1

A00=-=-=

?====-=--=-?---c c c x c e c e c c k k

r c c V V kt 料即为间歇反应器

全混流反应器切断进出首先求反应速率常数

23.反应A+B →R+S ，已知V R =0.001m 3，物料进料速率V 0=0.5×10-3m 3min -1，c A0=c B0=5mol·m 3，动力学方程式为?r A =kc A c B ，其中k =100m 3kmol -1min -1。求：(1)反应在平推流反应器中进行时出口转化率为多少？(2)欲用全混流反应器得到相同的出口转化率，反应器体积应多大?(3)若全混流反应器体积V R =0.001m 3，可达到的转化率为多少?

已知k =1m 3kmol -1hr -1，c B0=3kmol·m -3，c A 饱和=0.02kmol·m -3，水溶液流量为10m 3hr -1。解平推流

.00005

.011

1111)111

(1)1(d 10A0R Af Af

0A 0

A A 0A 0R Af

-=+-

=--=-=?

V x x kc x x kc V V x (1) 全混流

330R 2B A A A0A A A00R m 1024105.040025.01000025.0005.0--?=??===?-=-=--=τV V c kc c c r c c V V (2) ()()

()3820

.0111005.0100105.0m 001.01A 2

A A 2

A A

R 2A 20A A A0B A A A0A A A00R =-=

-??==-=-=--=-x x x x x V x kc x

c c kc c c r c c V V

24.在全混流反应器中进行如下等温液相反应：

2A →B ＋C r c =k 1c A 2 A ＋B →2D

r D =2k 2c A c B

A 的初始浓度为2.5kmol·m -3，A 和C 的出口浓度分别为0.45和0.75kmol·m -3。假设进口物流中不含

B 、

C 、

D ，反应时间为1250sec ，求： 1. 出口物流中B 和D 的浓度； 2. k 1和k 2 。解

13322D

D 1

133121C C 3

s kmol m 10889.42

.045.0201.11250s kmol m 10963.245.0075.01250m kmol 2.01.15.075.0B B 5.0D 1B 1C 1m 1.1kmol 20.55D D 2A 1m kmol 55.05.105.2A D m kmol 5.175.02A C C 1A 2m kmol 05.245.05.2A -----------?=??-=

?=?=?-=

?=?=?-?=??=-?=??=-k k r C k k r C ττ的浓度为，所以，个又消耗个，但每生成个伴生个每生成的出口浓度为，因此个将生成个每消耗为所消耗的生成为所消耗的，生成个生成个每消耗反应共消耗

5.可逆一级液相反应P

A ??←?→?，已知0,m kmol 5.0P030=?=-c c A ；当此反应在间歇反应器

中进行，经过8min 后，A 的转化率为33.3%，而平衡转化率是66.7%，求此反应的动力学

方程式。解

()()x c k x c k t

c t c x c c x c c c c k c k c k c k t

c r A02A01A0A A0P A0A A A02A 1P 2A 1A

A 1d d d d )1(d d --==-

=-=--=-=-=-

?=====+-+-=x

x t t x t t

k k k x

x k k k t

,0,0d )(d )(d d 211211

333

.022667.01667

.01)1()(ln 12

e e e 0A e 0A Ae Pe 21121121====

=-=-=-====+-+-t x k k K x x x c x c c c k k K t k x

k k k k k ()P

A A A 121

1212121212102888.005776.0d d min

02888.0min 05776.02/08664.086931.05.0ln 18333.02111ln 1

c c t

r k k k k k k k k k k k k -=-=-???==?

?==+=+=+-=???? ?????? ??+-+---

8.在两个串联的全混流反应器中进行一级反应，进出口条件一定时，试证明当反应器大小相同时，两个反应器的总容积最小。证

A0A1Af

0A 2A1Af

2A101A 21Af 1A Af Af 1A 21A 0A 1A 1A 0A 1f

A Af A0010

d )

(d 1

)(c c c c c c kc kc c c k

kc c kc c c k

kc c kc c c r c c A ===+-=+-=-=

-=-=

--=

τττττ

R121Af

Af Af A02Af A0

Af 0A 0A 1111111V V c c k k kc c c c c k k c c k c ==???

? ??-=-=???

? ??-=-=ττττ

10.A 进行平行分解反应，其速率式为

↗R r R =1 kmol·m -3min -1 A →S r S =2c A kmol·m -3min -1 ↘T r T =c A kmol·m -3min -1

其中R 是所要求的目的产物，c A0=1kmol·m -3。试问在下述反应器进行等温操作时，预计最大的c R 为多少?(1)全混流反应器；(2)平推流反应器。解

低浓度操作对生成目的产物R 有利，对全混流反应器，可在极低的浓度下操作

011

)

01(211)()(Af

Af Af A0p Af A0R =++-=++-=-=c c c c S c c c

对平推流反应器，则尽量使其转化率提高。

()3A

p Af A0R m mol 462.00

ln 31d 311

Af ?=+=+=-=?

c c c c c c c

15.一级不可逆连串反应C B A 21?→??→?

k ，k 1=0.25hr -1，k 2=0.05hr -1，进料流率V 0为1m 3hr -1，c A0=1kmol·m -3，c B0=c C0=0。试求：采用两个V R =1m 3的全混流反应器串联时，反应

器出口产物B 的浓度。解

()

()()

()

()()()()3

R 20B10R A21B2B2R B22A21B10B203

A23

B13

1A 0R m m 2m 1m

1A0

B m 1A0

A m kmol 3338.005

.011905

.064.025.0B m kmol 64.025.018

.0m kmol 1905.005.0125.0125

.01m kmol 8.025.011

hr 11

1111----?=++?=++=

-=-?=+=?=++?=?=+====

++=+=V k V c V V c k c c V c k c k c V c V c c c V V k k k c c k c c ：从中解出作物料衡算：就第二个反应器对第二个反应器出口：第一个反应器出口：第一个反应器出口：τττττ

17.已知常压气相反应

S R B 2A 2

1+??←?→?+k k

动力学方程为s r b a c c k c c k r S R 2B A 1A -=-，试用下列三种方式表达动力学方程：

(1)组分分压； (2)组分摩尔分率；

(3)组分初始浓度和A 的转化率。解

()()()()s

r s r b

a b a s r s r b a b a s

r s r b a b a s r b a RT P y y k RT P y y k RT p p k RT p p k r y P p RT p p k

RT p p k c c k c c k r RT

c p ++++++??

? ??-??

? ??=-=-=-=-=-=总总总S R 2B A 1S R 2B A 1A A

A S

R 2B A 1S

R 2B

A 1A A A

x x c c x x c c k x x c c x x c k r x x c c c x x c c c x x c c c x x c c ?

??++???

? ??++-?

??+-?

???

??+-=-+-=

++=

+-=

+-=A A A A0S0A A A A0R02A A A A0B0A A A A01A A

A A

A0S0S A

A A

A0R0R A

A A

A0B0B A

A A A0A 15.015.015.01115.015.015.011εεεεεεεε

19.均相气相反应A →3P ，服从二级反应动力学。在0.5MPa 、350℃和V 0=4m 3hr -1下，采用—个25mm 内径，长2m 的实验反应器，能获得60％转化率。设计一个工业平推流反应器，当处理量为320m 3hr -1，进料中含50%A ，50%惰性物料时，在2.5MPa 和350℃下反应，为获得80%的转化率．求需用25mm 内径，长2m 的管子多少根?这些管子应并联还是串联？解

(1) 求速率常数k

2A A 2

A02A A A A0A 3

42R 30A A0)

211(2

121

13m 10817.92025.04

m kmol 0965.015.623314.8500

x x kc kc r y V RT p c +-==-===-=?=??=?=?==

--εδ

()()905.41

96.0196.01ln 126.041919

1ln 1241d 1211211d A0

A0A A A A00

A A 0A 0

A A 2

0A A

??? ??--+-+?=???? ??--+-+=????

?-+=?

??? ?

?+-=?

kc kc x x x kc x

x x kc x x kc x c x x τ

130A 440R s kmol m 52.570965

.08836.0905.41905.4s

8836.0hr 10454.2410817.9----=?=?==?=?==c k V V ττ

(2)求反应器体积和管数

0A 0

A 100A 0A 13130A A 0A A 0A m kmol 2334.015

.623314.825005.0s kmol 01985.015.673314.808889

.025005.0s m 08889.0hr m 3208

.0,225.0,5.0----?=??==?=???======?===RT p c RT V p F V x y y δε ()x

x x kc F x x x kc F x x kc x F kc x F r x F V x x A A x x x d 11414d 1111d d d Af

Af Af Af 0

A 2A 20

A 0A

20A 0

0A A 2A0A

A002A

0A 0

A A 0A R ?

????

???

? ??+---=????

?-+=?

??? ?

?+-==-=

()()6710

817.906564

.0m 06564.048.08.01ln 48.0142334.052.5701985.01ln 414

328

.00A A A 20A A0=?=

=???

??-+-+-?=

???? ??+-+-=-N x x x kc F

管子的串并联要从流体阻力和流型考虑，在保持平推流的前提下尽量并联。

20. 有一气相分解反应，其化学反应式为A →R+S ，反应速率方程为?r A =kc A 2，反应温度为500℃。这时测得的反应速率常数为k =0.25m 3kmol -1s -1。反应在内径为25mm 、长为1m 的管式反应器中进行，器内压强维持在101.3kPa （绝），进料中仅含组分A ，当其转化率为20%，空间速度为45hr -1（反应条件下的计算值）。试求反应条件下的平均停留时间和空间时间。解

()

s 26.28hr 007851.050015.2734515.273m kmol 01576.0)

50015.273(314.83

.1011111

21V 00V ON 0R 3A00A A 0

A A A0

A ==+?====

?=+?==

+-==-?

==-T S T V S V V V RT p c x x c c y A

A A τεδε

()()()()()s

3.7022.01ln 2.01201576.025.0101ln 012

1ln 121d 11121d 111

)1)((d Af Af A0A

2A A0A

2A A

0A 0A A A A A0Af

Af =???

??--+-?=

???

? ??-----+-=???? ?

?---=-+=

+-=?

?x x kc x x x kc x

x x kc x r x c t x A x x ε

非理想流动

1．有一有效容积V R =1m 3，送入液体的流量为1.8m 3hr -1的反应器，现用脉冲示踪法测得其

出口液体中示踪剂质量浓度变化关系为：

t /min 0 10 20 30 40 50 60 70 80 c /kg·m -3

求其停留时间分布规律，即F (t )，E (t )，t ，2t σ 解

∑c 0 0 0 0 0 0 0

10 3 3 0.125 0.0125 30 300 20 6 9 0.3750 0.0250 120 2400 30 5 14 0.5833 0.0208 150 4500 40

18 0.75 0.0167 160

6400

50 3 21 0.875 0.0125 150 7500 60 2 23 0.9583 0.0083 120 7200 70 1 24 1.0 0.0042 70 4900 80 0 24 1.0 0 0 0 ∑ 24 80 33200

t min 2.27233.332433200min

33.3324

800=-=-====

∑

∑∑∑t c c t c tc t σ

2．对某一反应器用阶跃法测得出口处不同时间的示踪剂质量浓度变化关系为：

t /min 0 2

c /kg·m -3

0.05 0.11 0.2

0.31 0.43 0.48 0.50 0.50

求其停留时间分布规律，即F (t )，E (t )，t ，2t σ 0-3t /min c/kg·m -3 ∑c F (t ) E (t )

0c c t ? 02c c t ? 0

0 0 0 0 0 0 2 0.05 0.05 0.1 0.05 0.2 0.4 4 0.11 0.16 0.22 0.06 0.48 1.92 6 0.2 0.36 0.4 0.09 1.08 6.48 8 0.31 0.67 0.62 0.11 1.76 14.08 10 0.43 1.1 0.86 0.12 2.4 24 12 0.48 1.58 0.96 0.05 1.2 14.4 14 0.5 2.08 1.0 0.02 0.56 7.84 16 0.5 2.58 1.0 0 0 0 ∑

7.68

69.12

220

min 14.1068.712.69min 68.7=-=-?==?=∑∑

t c c t c c

t t t σ

3．请将习题一中停留时间分布规律用对比时间θ作变量，求F (θ)，E (θ)，θ，2

θσ。

解

()()()()

min 33.335

.110R 0

R 2

2t 2θ===

===V V V V t

t E E t F F t

τττ

στ

θτθθτ

t/min 0 10 20 30 40 50 60 70 80 c A /kg·m -3

0 3 6 5

4 3 2 1 0 ()()t E E τθ= 0 0.4166 0.833 0.694

0.5556 0.4166 0.2766

0.139

()()t F F =θ

0 0.0625

0.25

0.4792 0.6667 0.8125 0.9167 0.9792 1.0

133

.3333

.33==

θt

245.033

.3322.2722

22t 2θ

===τσσ

4．应用习题一的反应器，进行A+B →D 反应，已知c A0=c B0=20mol·m -3，动力学方程为

?r A =0.005c A c B mol·m -3min -1，请用凝集流模型计算反应器出口物料中A 组分的转化率，并求c A ，c B ，c D 值。

本题若用PFR 及CSTR 模型计算时，物料出口中A 组分的转化率是多少? 解

① 凝集流模型：

()

()()10

1101d 101d 005.0005.0d d A A A A

2A A 0

2A A 20

A A00

B A A 0

A A A00

A A A A A A

-=-==-=?=????∑∞

i i i x x x x i t t x t t

x x x x x x x c c c c x r x c t t F x x

时间t /min c /kg·m -3

F (t )

A +=

i i

i t t x ()i t F ? ()i i t F x ?A

0 0 0 0 0 0 10 3 0.125 0.5 0.125 0.0625 20 6 0.375 0.667 0.25 0.16675 30 5 0.5833 0.75 0.2083 0.156225 40 4 0.75 0.8 0.1667 0.13336 50 3 0.875 0.833 0.125 0.104125 60 2 0.9583 0.857 0.0833 0.0713881 70 1 1.0 0.875 0.0417 0.0364875 80 0 1.0 0.889 0 0 ∑

24 0.7308356

()()()3

A A0D 3A A0

B A 0

A A m mol 616.147308.020m mol 384.57308.012017308

.0--∞?=?==?=-?=-===?=∑x c c x c c c t F x x i

② PFR 模型计算时：

()()7692

.033.331101d 101d 005.01

d min 33.33A A

A A 0

2A A

A A A00

A A

A ==-=-=-=

-===

x x x x x x x c r x c V V x x x R

ττ

③CSTR 模型计算

()

()5821

.033.331101005.0min 33.33A 2A A

2A 2

0A A A0Af A A00

==-=-=--=

==x x x x c x c r c c V V ττ

化学反应工程试题集

化学反应工程考试总结一、填空题： 1.所谓“三传一反”是化学反应工程学的基础，其中“三传”是指质量传递、热量传递和动量传递，“一反”是指反应动力学。 2.各种操作因素对于复杂反应的影响虽然各不相同，但通常温度升高有利于活化能高的反应的选择性，反应物浓度升高有利于反应级数大的反应的选择性。 3.测定非理想流动的停留时间分布函数时，两种最常见的示踪物输入方法为脉冲示踪法和阶跃示踪法。 4.在均相反应动力学中，利用实验数据求取化学反应速度方程式的两种最主要的方法为积分法和微分法。 5.多级混合模型的唯一模型参数为串联的全混区的个数N ，轴向扩散模型的唯一模型参数为Pe（或Ez / uL）。 6.工业催化剂性能优劣的三种最主要的性质是活性、选择性和稳定性。 7.平推流反应器的E函数表达式为 , () 0, t t E t t t ?∞= ? =? ≠ ?? ，其无因次方差2θσ= 0 ，而全混流反应器的无因次方差2θσ＝ 1 。 8.某反应速率常数的单位为m3 / (mol? hr )，该反应为 2 级反应。 9.对于反应22 A B R +→，各物质反应速率之间的关系为(-r A)：(-r B)：r R＝1：2：2 。 10.平推流反应器和全混流反应器中平推流更适合于目的产物是中间产物的串联反应。 11.某反应的计量方程为A R S →+，则其反应速率表达式不能确定。 12.物质A按一级不可逆反应在一间歇反应器中分解，在67℃时转化50％需要30 min, 而在80 ℃时达到同样的转化率仅需20秒，该反应的活化能为 3.46×105(J / mol ) 。 13.反应级数不可能（可能/不可能）大于3。 14.对于单一反应，在相同的处理量和最终转化率条件下，选择反应器时主要考虑反应器的大小；而对于复合反应，选择反应器时主要考虑的则是目的产物的收率；15.完全混合反应器（全混流反应器）内物料的温度和浓度均一，并且等于（大于/小于/等于）反应器出口物料的温度和浓度。

化学反应工程作业

49. 现有一有效容积为0.75m 3 的搅拌釜反应器，其内设置有换热面积为5.0m 2 的冷却盘管。欲利用改反应器来进行A →R 的一级不可逆的液相反应，其速率常数)(9.5525exp 100788.11 9-??????-?=h T k ，反应热molA J H r /20921)(=?-，原料液中A 的浓度l mol C A /2.00=，但不含反应产物R 。此原料液的密度ρ=1050g/l ；定压比热929 .2=P C （J/g ·℃）。要求原料液的进料流率为h m v /33 =，反应器出口的反应液中l mol C A /04.0=。总传热系数U=209.2（KJ/m 2 ·h ·℃）。所用的冷却介质的温度为25℃。试求满足上述反应要求所需的反应温度以及料液的起始温度T 0。解： 50. (CH 3CO)2 (A) + H 2O(B)2CH 3COOH(C) 乙酸酐发生水解，反应温度25℃，k=0.1556 min -1 ，采用三个等体积的串联全混流釜进行反应，每个釜体积为1800 cm 3 ，求使乙酸酐的总转化率为60%时，进料速度0v 。解： 51. 串联全混流反应器进行一级不可逆反应，假定各釜容积、温度相同， ,9.0,10),(92.0301===-A x h m h k γ试计算N 为1，

2，3的反应有效容积，如不考虑非生产性操作时间的条件下分批式反应器的有效容积。解： 52.应用两个按最优容积比串联的全混流釜进行不可逆的一级液相反应，假定各釜的容积和操作温度都相同，已知此时的速率常数k=0.92h -1 ，原料液的进料速度0v =10m 3 /h ，要求最终转化率 =A x 0.9，试求 V 1、V 2和总容积V 。解：对于一级不可逆反应应有 210101 11) 1(1)1(1)1( A A A A A A A x kC x kC x x r -=??????-?? =?-? 代入 ???? ????----= ?-?+-i A i A i A i A i A i A r r x x x r ,1,1 ,,,,111)1 ( 得 ? ?????----=-)1(1 )1(11 )1(110200 12 10A A A A A A A A x kC x kC x x x kC 整理得 02212 1=+-A A A x x x ∵9.02=A x ， ∴6838.01=A x ∴ ) (35.2)6838.01(92.06838 .0)1(111h x k x A A =-=-= τ )(5.233101m v V ==τ ) (35.2)9.01(92.06838 .09.0)1(2122h x k x x A A A =--=--= τ )(5.233202m v V ==τ 总容积)(473 21m V V V =+= 53. 用两串联全混流反应器进行一个二级不可逆等温反应，已知

(完整版)化学反应工程习题

化学反应工程习题第一部分：均相反应器基本理论 1、试分别写出N 2+3H 2=2NH 3中用N 2、H 2、NH 3的浓度对时间的变化率来表示的该反应的速率；并写出这三种反应速率表达式之间的关系。 2、已知某化学计量式为 S R B A 2 121+=+的反应，其反应速率表达式为B A A C C r 5 .02=，试求反应速率B r =？；若反应的化学计量式写成S R B A +=+22，则此时反应速率A r =？为什么？ 3、某气相反应在400 o K 时的反应速率方程式为2 21061.3A A P d dP -?=- τ h kPa /，问反应速率常数的单位是什么？若将反应速率方程改写为2 1A A A kC d dn V r =?-=τ h l mol ./，该反应速率常数k 的数值、单位如何？ 4、在973 o K 和294.3×103Pa 恒压下发生下列反应：C 4H 10→2C 2H 4+H 2 。反应开始时，系统中含丁烷为116kg ，当反应完成50%时，丁烷分压以235.4×103Pa /s 的速率发生变化，试求下列项次的变化速率：（1）乙烯分压；（2）H 2的摩尔数；（3）丁烷的摩尔分率。 5、某溶液反应：A+B →C ，开始时A 与B 摩尔数相等，没有C ，1小时后A 的转化率为75%，当在下列三种情况下，2小时后反应物A 尚有百分之几未反应掉？（1）对A 为一级、B 为零级反应；（2）对A 、B 皆为一级反应；（3）对A 、B 皆为零级反应。 6、在一间歇反应器中进行下列液相反应： A + B = R A + R = S 已知原料组成为C A0 = 2 kmol/m 3，C B0 = 4 kmol/m 3，C R0 = C S0 = 0。反应混合物体积的变化忽略不计。反应一段时间后测得C A = 0 .3 kmol/m 3，C R = 1.5 kmol/m 3。计算这时B 和S 的浓度，并确定A 的转化率、生成R 的选择性和收率。 7、一级可逆反应A = R 在等温下进行。已知C A0 = 500mol/m 3，C R0 = 0。若该反应在一间歇反应器中进行，且在反应温度下667.0=Ae x 。经480 s 后测得333.0=A x 。（1）试确定此反应的动力学方程；（2）计算A x 分别达到0.6和0.65所需的反应时间；（3）比较计算结果，你有什么体会？

化学反应工程网上作业四套答案全

作业名称：2015年春季网上作业2 出卷人：SA 作业总分：100 通过分数：60 起止时间：学员成绩：95 标准题总分：100 标准题得分：95 详细信息：题号:1 题型:单选题（请在以下几个选项中选择唯一正确答案）本题分数:5 内容: 图形: A、 B、 C、 D、标准答案:B 学员答案:D 本题得分:0 题号:2 题型:单选题（请在以下几个选项中选择唯一正确答案）本题分数:5 内容: 对简单不可逆二级反应，根据要求的处理量、初浓度和转化率，所需的（）反应器体积最小。 A、间歇釜 B、平推流 C、全混流 D、循环反应器（β=1）标准答案:B 学员答案:B 本题得分:5

题号:3 题型:单选题（请在以下几个选项中选择唯一正确答案）本题分数:5 内容: 在CSTR中，停留时间小于平均停留时间的流体粒子占全部粒子的百分比为（）%。 A、36.8% B、 32.6% C、 67.4% D、 63.2% 标准答案:D 学员答案:D 本题得分:5 题号:4 题型:单选题（请在以下几个选项中选择唯一正确答案）本题分数:5 内容: 可逆放热反应最优温度序列的实施，可采用多段绝热，（）的方法。 A、段间蒸发 B、段间加热 C、段间出料 D、段间冷激标准答案:D 学员答案:D 本题得分:5 题号:5 题型:单选题（请在以下几个选项中选择唯一正确答案）本题分数:5 内容: CSTR中进行放热反应，其热平衡条件是（）。 A、Qg=0 B、 Qg<> C、 Qg>Qr D、 Qg=Qr 标准答案:D

学员答案:D 本题得分:5 题号:6 题型:单选题（请在以下几个选项中选择唯一正确答案）本题分数:5 内容: 若一气固相催化反应过程，本征级数为n级。当内扩散影响严重时，则其表观反应级数表现为（）。 A、n/2级 B、 n级 C、 (n+1)/2级 D、(n+1)级标准答案:C 学员答案:C 本题得分:5 题号:7 题型:单选题（请在以下几个选项中选择唯一正确答案）本题分数:5 内容: 下列不存在返混的反应器是（ )。 A、间歇釜 B、流化床 C、全混釜 D、循环反应器标准答案:A 学员答案:A 本题得分:5 题号:8 题型:单选题（请在以下几个选项中选择唯一正确答案）本题分数:5 内容: 图形: A、

化学反应工程复习题 (1)

第一章绪论 1. 化学反应工程是一门研究______________的科学。（化学反应的工程问题） 2. 化学反应工程是一门研究化学反应的工程问题的科学，既以_______作为研究对象，又以_______为研究对象的学科体系。（化学反应、工程问题） 3. _______是化学反应工程的基础。（三传一反） 4. 化学反应过程按操作方法分为_______、_______、_______操作。（分批式操作、连续式操作、半分批式） 5. 化学反应工程中的“三传一反”中的三传是指_______、_______、_______。（传质、传热、动量传递） 6. 不论是设计、放大或控制，都需要对研究对象作出定量的描述，也就要用数学式来表达个参数间的关系，简称_______。（数学模型） 7. 在建立数学模型时，根据基础资料建立物料、热量和动量衡算式的一般式为_______。（累积量=输入量-输出量）第二章均相反应动力学 1. 均相反应是指_。（参与反应的物质均处于同一相） 2. aA + bB pP + sS 对于反应，则=P r _______)(A r -。（a p ） 3.着眼反应组分K 的转化率的定义式为_______。（ 00 K K K K n n n -=χ） 4.当计量方程中计量系数的代数和等于零时，这种反应称为_______，否则称为_______。（等分子反应、非等分子反应） 5. 化学反应速率式为βαB A C A C C K r =-，用浓度表示的速率常数为C K ，假定符合理想气体状态方程，如用压力表示的速率常数P K ，则C K =_______P K 。（)()(βα+RT ） 6. 化学反应的总级数为n ，如用浓度表示的速率常数为C K ，用逸度表示的速率常数f K ，则 C K =_______f K 。（n RT )(） 7. 化学反应的总级数为n ，如用浓度表示的速率常数为C K ，用气体摩尔分率表示的速率常数y K ，则 C K =_______y K 。（n p RT ???? ??） 10. 活化能的大小直接反映了______________对温度的敏感程度。（反应速率） 12.生成主产物的反应称为_______，其它的均为_______。（主反应、副反应） 13. 平行反应A P(主) S(副)均为一级不可逆反应，若主E ＞副E ，选择性S p 与_______无关，仅是_______

中国石油大学远程教育化学反应工程第一阶段作业答案

视窗 × 第一阶段在线作业单选题 (共40道题) 展开收起 1.（ 2.5分） ?A、. ?B、. ?C、. ?D、. 我的答案：C 此题得分：2.5分 2.（2.5分）对于反应级数n＞0的不可逆气相等温反应，为降低反应器体积，应选用_______。 ?A、平推流反应器 ?B、全混流反应器 ?C、平推流串接全混流反应器 ?D、全混流串接平推流反应器

我的答案：A 此题得分：2.5分 3.（2.5分）对反应级数大于零的单一反应，对同一转化率，其反应级数越小，全混流反应器与平推流反应器的体积比_______。 ?A、不变 ?B、越大 ?C、越小 ?D、不一定我的答案：C 此题得分：2.5分 4.（2.5分）下面哪种反应器组合形式可以最大程度降低反应器体积_______。 ?A、平推流反应器串联 ?B、全混流反应器串联 ?C、平推流反应器并联 ?D、全混流反应器并联我的答案：B 此题得分：2.5分 5.（2.5分） ?A、. ?B、. ?C、. ?D、. 我的答案：A 此题得分：2.5分 6.（2.5分）

?A、. ?B、. ?C、. ?D、. 我的答案：B 此题得分：2.5分 7.（2.5分）下列反应其中，_______的返混程度最小。 ?A、平推流反应器 ?B、全混流反应器 ?C、间歇反应器 ?D、流化床反应器我的答案：A 此题得分：2.5分 8.（2.5分） ?A、. ?B、. ?C、. ?D、. 我的答案：A 此题得分：2.5分

?A、. ?B、. ?C、. ?D、. 我的答案：C 此题得分：2.5分 10.（2.5分）分批式操作的完全混合反应器非生产性时间不包括下列哪一项__ _____。 ?A、加料时间 ?B、反应时间 ?C、物料冷却时间 ?D、清洗釜所用时间我的答案：B 此题得分：2.5分 11.（2.5分）对于可逆放热反应，为提高反应速率应_______。 ?A、提高压力 ?B、降低压力 ?C、提高温度 ?D、降低温度我的答案：C 此题得分：2.5分

《化学反应工程》试题和答案基础部分

《化学反应工程》试题库一、填空题 1. 质量传递、热量传递、动量传递和和化学反应称为三传一反? 2. 物料衡算和能量衡算的一般表达式为输入-输出二累积_____________ 。 3. 着眼组分A 转化率X A的定义式为 X A=( n A—n A)/ _____________ 。 4. 总反应级数不可能大于￡—。 5. 反应速率-r A=kC A C B的单位为kmol/(m3? h).速率常数k的因次为 nV(kmol ? h ) 。 6. 反应速率-r A=kC A的单位为kmol/kg ? h.速率常数k的因次为mVkg ? h 。 7. 反应速率.kc A/2的单位为mol/L ? s.速率常数k的因次为 (mol) 1/2? L-1/2? s 。 8. 反应速率常数k与温度T的关系为lnk 10000 102.其活化能为 T mol 。 9. 某反应在500K时的反应速率常数k是400K时的103倍.则600K

时的反应速率常数k时是400K时的10 5倍。 10. 某反应在450C时的反应速率是400C时的10倍.则该反应的活化能为（设浓度不变）mol 。 11. 非等分子反应2SO+Q==2SQ的膨胀因子sq等于________ 。 12. 非等分子反应N2+3H2==2NH的膨胀因子H2等于-2/3 。 13. 反应N b+3H2==2NH中（& ）= 1/3 （仏）二1/2 扁3 14. 在平推流反应器中进行等温一级不可逆反应.反应物初浓度为G°. 转化率为X A.当反应器体积增大到n倍时.反应物A的出口浓度为 C A0（1-X A）n . 转化率为1-（1- X A”。 15. 在全混流反应器中进行等温一级不可逆反应.反应物初浓度为C A0. 转化率为X A.当反应器体积增大到n倍时.反应物A的出口浓度为匚些.转化率为nxA—。 1 （n 1）X A 1 （n 1）X A 16. 反应活化能E越大.反应速率对温度越敏感。 17. 对于特定的活化能.温度越低温度对反应速率的影响越大。 18. 某平行反应主副产物分别为P和S选择性S的定义为（n P-g）/ (n s- n s0)

化学反应工程纸质作业答案

第一章（摩尔衡算）作业答案： P1-11A 在一个连续流动的反应器中反应： A B 等温进行，计算当进料的摩尔流率为5mol/h, 假设反应速率-r A 为：（a ） -r A =k ， k=0.05mol/h.L 时（b ） -r A =kC A ， k=0.0001s -1 时（c ） -r A =kC A 2， k=3 L/mol.h 时消耗99%的组分A （即C A =0.01C A0）时，对CSTR 和PFR 反应器需要的反应器体积。进料的体积流量为10L/h 。[注意：F A =C A v 。当体积流量恒定时，v=v 0, 因此，F A =C A v 0。故C A0=F A0/v 0=（5 mol/h ）/(10L/h)=0.5mol/L 。] 解：（a ）在CSTR 中，组分A 的摩尔平衡方程为：Ao A A F F V r -= - 00.0110/0.5/0.990.99990.05/.--?= ===?=Ao A Ao A Ao C v C v C v C v vC L h mol L V L k k k mol h L 对PFR ，组分Ａ的摩尔平衡方程为：A A dF r dV = 摩尔流率与体积流率之间的关系：A A F C v = 由于体积流率v 恒定，故有： A A A dF dC v dC v dV dV dV == 对零级不可逆反应，反应速率可写为：A r k -= 将r A 代入方程得到：A A dC v r k dV ==- 整理得：A v dC dV k -= 反应器入口的条件：当V=0 时 C A =C A0 对上式子积分：0 A A C V A C v dC dV k -=?? 给出方程：0()A A v V C C k = - 将C A0、C A 、v 和k 的数值代入方程，得：

西工大2020年4月《化学反应工程》作业机考参考题答案

西工大2020年4月《化学反应工程》作业机考参考答案试卷总分:100 得分:92 要答案：wangjiaofudao 一、单选题 (共 20 道试题,共 40 分) 1.塔式反应器，一般高径比在（）之间。 A.1—3 B.3—10 C.1—30 D.3—30 正确答案:D 2.不论是设计、放大或控制，都需要对研究对象作出定量的描述，也就要用数学式来表达个参数间的关系，简称（）。 A.数学函数 B.数学模型 C.数学变量 D.数学参数正确答案:B 3.固定床催化反应器中，催化剂颗粒、外各步传递过程的重要性顺序为：按传热重要性递增依次为（）。 A.层、粒、流体与粒子间 B.粒、流体与粒子间、层 C.层、流体与粒子间、粒 D.流体与粒子间、粒、层正确答案:B 4.当床层厚度（）颗粒直径时，轴向热质扩散（轴向返混）对出口转化率所造成的影响可以忽略不计。 A.大于50倍 B.小于50倍 C.大于10倍 D.小于10倍正确答案:A 5.若现有反应速率与浓度关系为单调递增，现有全混釜、小全混釜和平推流三个反应器，其最优组合先后次序为（）。 A.小全混釜、全混釜、平推流 B.全混釜、平推流、小全混釜 C.全混釜、小全混釜、平推流

D.平推流、小全混釜、全混釜正确答案: 6.气液相反应的基本理论是（）。 A.吸附理论 B.双膜理论 C.渗流理论 D.不平衡增长理论正确答案: 7.槽式反应器，一般高径比为（）。 A.大于3 B.大于30 C.1—3 D.3—30 正确答案: 8.化学反应工程中的“三传一反”中，一反是指（）。 A.传质 B.传热 C.动量传递 D.反应动力学正确答案: 9.半衰期为20小时的放射性流体以hr-1的流量通过两个串联的全混流反应器后，其放射性衰减了（）。 A.0.9327 B.0.9534 C.0.9955 D.0.9988 正确答案: 10.在建立数学模型时，根据基础资料建立物料、热量和动量恒算式的一般式为（）。 A.累积量＝输入量 B.累积量＝输出量 C.累积量＝输入量－输出量 D.累积量＝输入量+出量正确答案:

化学反应工程基本概念

第一章 1. 化学反应工程是一门研究 (化学反应个工程问题)的科学。 2. 所谓数学模型是指 (用数学方法表达各变量间的关系)。 3. 化学反应器的数学模型包括（动力学方程式、物料横算式子、热量衡算式、动量衡算式和参数计算式） 4. 所谓控制体积是指（能把反应速率视作定值的最大空间范围）。 5. 模型参数随空间而变化的数学模型称为（分布参数模型）。 6. 模型参数随时间而变化的数学模型称为（非定态模型）。 7. 建立物料、热量和动量衡算方程的一般式为 (累积量=输入量-输出量)。第二章 1. 均相反应是指 (在均一的液相或气相中进行的反应)。 2. 对于反应aA + bB → pP + sS ，则r P =( p/a )r A 。 3.着眼反应物A 的转化率的定义式为(转化率Xa=转化了的物料A 的量/反应开始的物料A 的量)。 4. 产物P 的收率ΦP 与得率ХP 和转化率x A 间的关系为( Xp/Xa )。 5. 化学反应速率式为r A =k C C A αC B β，用浓度表示的速率常数为k C ，假定符合理想气体状态方程，如用压力表示的速率常数k P ，则k C =[ (RT)的a+B 次方]k P 。 6.对反应aA + bB → pP + sS 的膨胀因子的定义式为（P+S ）-(A+B))/A 。 7.膨胀率的物理意义为 (反应物A 全部转化后系统的体积变化率)。 8. 活化能的大小直接反映了 (反应速率) 对温度变化的敏感程度。 9. 反应级数的大小直接反映了(反应速率) 对浓度变化的敏感程度。 10.对复合反应，生成主产物的反应称为 (主反应)，其它的均为(副反应)。 11. 平行反应A → P 、A → S 均为一级不可逆反应，若E 1＞E 2，选择性S p 与 (A 的浓度) 无关，仅是 (A 的浓度) 的函数。 12. 如果平行反应A → P 、A → S 均为一级不可逆反应，若E 1＞E 2，提高选择性S P 应(提到温度)。 13. 一级连串反应A → P → S 在平推流反应器中，为提高目的产物P 的收率，应(降低)k 2/k 1。 14. 产物P 的收率的定义式为 (生成的全部P 的物质的量/反应掉的全部A 的物质的量) 15. 产物P 的瞬时收率φP 的定义式为(生成的物质的量/反应的A 的物质的量) 16. 产物P 的选择性S P 的定义式为(单位时间内产物P 的物质的量/单位时间内生成产物S 的物质的量) 17. 由A 和B 进行均相二级不可逆反应αA A+αB B = αS S ，速率方程为： r A =－dC A /dt=kC A C b 。求：（1）当C A0/C B0=αA /αB 时的积分式（2）当C A0/C B0=λ≠αA /αB 时的积分式 18. 反应A → B 为n 级不可逆反应。已知在300K 时要使A 的转化率达到20%需12.6min ，而在340K 时达到同样的转化率仅需3.20min ，求该反应的活化能E 。第三章 1. 理想反应器是指(理想混合反应器平推流反应器)。 2. 全混流反应器的空时τ是 (反应器容积) 与(进料的体积流量)之比。 3. 全混流反应器的放热速率Q G ={ 00()A A Hr Ft y x ? }。 4. 全混流反应器的移热速率Q r ={ 012()pm Ft C T T - } 5. 全混流反应器的定常态操作点的判据为{ G r Q Q = }。 6. 全混流反应器处于热稳定的定常态操作点的判据为{ G r Q Q = G r dQ dQ dT dT > }。

化学反应工程考试题

第一章绪论 1.“三传一反”是化学反应工程的基础，其中所谓的一反是指__反应动力学__。 2.“三传一反”是化学反应工程的基础，下列不属于三传的是_______。 “三传”指的是质量传递、流量传递、动量传递 3. 一级连串反应在全混流釜式反应器中，则目的产物P 的最大浓度_____、 _ _。 4. 一级连串反应在平推流反应器中，则目的产物 P 的最大浓度__、 ____。 5. 一级连串反应在间歇式全混流反应器中，则目的产物P 的最大浓度_ 、 _。 6. 一级连串反应在平推流反应器中，为提高目的产物P 的收率，应__降低__。 7. 化学反应速率式为，如用浓度表示的速率常数为，用压力表示的速率常数为，则=__D__。 A. B. C. D. 8.反应，，则反应级数n=__B___。 A. 0 B. 1 C. 2 D. 3 9.反应A + B → C ，已知，则反应级数n=___B____。 A S K 1 K 2 P =max ,P C 2 2/1120 ]1)/[(+K K C A = opt τ2 11K K A S K 1 K 2 P =max ,P C 1 22 )(2 10K K K A K K C -= opt t 1 221) /ln(K K K K -A S K 1 K 2 P =max ,P C 1 22 )(2 10K K K A K K C -=opt t 1 221)/ln(K K K K -A S K 1 K 2 P 12/k k β αB A C A C C K r =-C K P K P K C K β α+-)(RT ) ()(βα+RT ) ()(βα-RT )()(βα+-RT C 4H 2C 2H 4 + H 2 1 0.2-=s k 1 15.0-=s k

化学反应工程纸质作业

化学反应工程纸质作业第一章（摩尔衡算）作业： P1-11A 在一个连续流动的反应器中反应： A B 等温进行，计算当进料的摩尔流率为5mol/h, 假设反应速率-r A 为：（a ） -r A =k ， k=0.05mol/h.L 时（b ） -r A =kC A ， k=0.0001s -1 时（c ） -r A =kC A 2， k=3 L/mol.h 时消耗99%的组分A （即C A =0.01C A0）时，对CSTR 和PFR 反应器需要的反应器体积。进料的体积流量为10L/h 。[注意：F A =C A v 。当体积流量恒定时，v=v 0, 因此，F A =C A v 0。故C A0=F A0/v 0=（5 mol/h ）/(10L/h)=0.5mol/L 。] 第二章（转化率和反应器尺寸）作业：在体积为2.5 m 3的理想BR 中进行液相反应：A B P +→，反应温度维持在75℃，实验测定反应速率方程为：A A B r k C C -=，32.7810/.-=?k l mol s ，004/==A B C C mol l ， 0684/min =A F mol 求：（1）反应器中A 的转化率达80%时所需的时间。（2）上述反应在PFR 中进行，A 的转化率达80%时所需反应器体积。（3）上述反应在CSTR 中进行，A 的转化率达80%时所需反应器体积。（4）上述反应在两个串联的PFR 中进行，A 的转化率分别为50％和80%时所需反应器体积。（5）上述反应在两个串联的CSTR 中进行，A 的转化率分别为50％和80%时所需反应器体积。

化学反应工程作业答案

3-2 在等温间歇反应器中进行皂化反应325325CH COOC H NaOH CH CHCOONa C H OH +→+ 该反应对乙酸乙酯和氢氧化钠均为一致，反应开始时乙酸乙酯和氢氧化钠的浓度均为0.02mol/L ，反应速率常数为5.6L/（min ·mol ），要求最终转化率为0.95，试求当反应器体积为31m 、32m 时，所需的反应时间是多少？解： A B C D +=+ A A B r k C C =?? 设A 的转化率为A x ，B 的转化率为B x 000A A A A A A n n n x n n --?= = 000 B B B B B B n n n x n n --?== ∵ 00A B n n = ， A B n n ?=? ， ∴ A B C C = t=0 Af x A A a dx C r ? =020 Af x A A A dx C k C ?? =01(1)A Af kC x --0 1A k C =169.6 min t 与反应体积无关。 ∴31m 、所需反应时间均为169.6min 3-3 在平推流反应器中进行等温一级反应，出口转化率为0.9，现将该反应移到一个等体积的全混流反应器中进行，且操作条件不变，问出口转化率是多少？解：对于平推流反应器： 1ln 1Af k x τ=- 0 B v v τ= 对于全混流反应器： '' 1Af Af x k x τ= - 0 R v v τ= ∴ 1ln 1Af x -=' 1Af Af x x -=2.3 ∴ ' Af x =0.697

3-6 已知某均相反应，反应速率2 ,17.4A A r kC k ml ==/（mol ﹒min ），物料密度恒定为0.75g/ml ，加料流量为7.14L/min ，0A C =7.14mol/L ，反应在等温下进行，试计算下列方案的转化率各为多少？ (1) 串联两个体积0.253m 的全混流反应器。（2）一个0.253m 的全混流反应器，后接一个0.253m 的平推流反应器。（3）一个0.253m 的平推流反应器，后接一个0.253m 的全混流反应器。（4）两个0.253m 的平推流反应器串联。解：（1） 0R v v τ== 3 0.251027.14 ?=35mm ，设转化率为12,f f x x 12011 (1)f A f x k C x τ=-?121(1)f f x x -=4.35 ?1f x =0.622 ∴ 101(1)A A f C C x =-=7.14×（1-0.622）=2.7mol/L 2222 1221 (1)(1)f f A f f x x k C x x τ= ?--=1.64 ∴ 20.467f x = 12(1)Af A f C C x =-=1.44 ∴ 0(1)0.80Af A Af Af C C x x =-?= （2） 00.251000 7.14 R V V τ?= ==35min 12011 (1)f A f x k C x τ=-?121(1)f f x x -=4.35 ?1f x =0.622 ∴ 101(1)A A f C C x =-=7.14×（1-0.622）=2.7mol/L 221221 1.64(1)(1)f f A f f x x k C x x τ=?=-- ∴ 20.62 f x = 12(1)Af A f C C x =-=2.7×（1-0.62）=1.026

化学反应工程习题课(0527)

化学反应工程习题课 1：[填空题]平推流管式反应器t≥t 时，F （t ）=_1__。平推流管式反应器t = t 时，E （t ）=_∞___。 2：[填空题]在轴向扩散模型中，模型的唯一参数贝克莱数Pe= uL r /Da ，物理意义是对流流动和扩散传递的相对大小（对流传递速率与扩散传递速率之比），Pe 准数愈大轴向返混程度就愈小_。 3：[填空题] 对于反应级数n ＞0的反应，为降低反应器容积，应选用平推流__反应器为宜。对于反应级数n ＜0的反应，为降低反应器容积，应选用_全混流_反应器为宜。 4：[填空题]气―固相催化反应的内扩散模数参数为_梯尔模数φ_，表达式是，它是表征内扩散影响的重要参数，数值平方的大小反映了表面反应速率与内扩散速率之比。无论何种形状催化剂颗粒，当φ<时，η=1，即内扩散的影响可忽略，当φ>时，即内扩散影响严重，内扩散因子η=1/φ。如何提高多相催化反应的反应速率，以强化反应器的生产强度，办法之一就是使内扩散有效因子增大。减小催化剂颗粒的尺寸，φ值减小，η值可增大，此外，增大催化剂的孔容和孔半径，可提高有效扩散系数De 的值，从而使φ值减小，η值增大。 5：[填空题] 对于多孔性的催化剂，分子扩散很复杂，当λ/2r a ≤时，属于分子扩散，此时扩散速率主要受分子间碰撞的影响所致与孔半径尺寸无关。当λ/2r a ≥10时，属于努森扩散分子，此时主要是气体分子与孔壁的碰撞，与孔半径r a 无关，则努森扩散系数为D K = 39.710×r 。对于多孔颗粒中的颗粒有效扩散系数为D ei =εp D i /τm 6：[填空题] 气固相催化反应的7个步骤、3个过程，其中三个过程分别是_外扩散、_内扩散和化学动力学_过程。固体催化剂的比表面积的经典测定方法是基于BET 方程。 7：[填空题]外扩散对多相催化反应的影响时，一级不可逆反应的外扩散有效因子 η=1/（1+Da ），其中Da 称为丹克莱尔数，物理意义是化学反应速率与外扩散速率之比。 8：[填空题] 反应级数n= 1时，微观流体和宏观流体具有相同的反应结果。 9：[填空题] 活化能的大小直接反映了反应速率对温度的敏感程度。 10：[填空题]在建立数学模型时，根据基础资料建立物料、热量和动量衡算式的一般式为累积量=输入量-输出量。 11：[填空题]反应器物料的停留时间分布曲线是通过物理示踪法测定的，目前采用示踪剂的主要输入方式有阶跃输入法和脉冲输入法。物料在反应器内停留时间是一个随机过程，通常用二个函数及二个特征值予以描述；这二个函数分别是停留时间分布函数F (t ) 和停留时间分布密度函数E(t) ，二个特征值则是平均停留时间和停留时间分布的方差。 12：[填空题] 理想反应器中，平推流反应器的返混为___0___，全混流反应器的返混最大_。当完全没有返混时，2θδ=1，当返混达到极大程度时，2θδ=0，当返混介于二者之间时，即非理想流动时，2θδ介于__0_和__1_之间。 13：[填空题]全混流反应器的容积效率η为反应时间t 与_空时τ___之比。 14：[填空题]具有良好搅拌装置的釜式反应器按理想混合反应器处理，而管径小，管子较长和流速较大的管式反应器按平推流反应器处理。 15：[填空题]理想反应器是指理想混合（完全混合）反应器、平推流（活塞流或挤出流）反应器。 16：[填空题]催化剂在使用过程中，可能因晶体结构变化、融合等导致表面积减少造成的物理失活，也可能由于化学物质造成的中毒或物料发生分解而造成的化学失活。

《化学反应工程》简答题

（1）简述活塞流模型和全混流模型的基本特征。（2）根据缩芯模型，描述S H 2和ZnO 反应的宏观步骤（3）对于快速的一级不可逆的气液反应，写出其宏观反应速率的表达式（指明式中各参数的含义）。（4）对于一级不可逆的气固相催化反应，写出其宏观反应速率的表达式（指明式中各参数的含义）。 1.简述理想反应器的种类答：通常所指的理想反应器有两类：理想混合（完全混合）反应器和平推流（活塞流或挤出流）反应器。所谓完全混合流反应器是指器内的反应流体瞬间达到完全混合，器内物料与反应器出口物料具有相同的温度和浓度。所谓平推流反应器是指器内反应物料以相同的流速和一致的方向进行移动，不存在不同停留时间的物料的混合，所有的物料在器内具有相同的停留时间。 2.简述分批式操作的完全混合反应器答：反应物料一次性投入反应器内，在反应过程中，不再向器内投料，也不出料，待达到反应要求的转化率后，一次性出料，每批操作所需生产时间为反应时间与非生产性时间之和，非生产性时间包括加料、排料和物料加热、冷却等用于非反应的一切辅助时间。 3.简述等温恒容平推流反应器空时、反应时间、停留时间三者关系答：空时是反应器的有效容积与进料流体的容积流速之比。反应时间是反应物料进入反应器后从实际发生反应的时刻起到反应达某一程度所需的反应时间。停留时间是指反应物进入反应器的时刻算起到离开反应器内共停留了多少时间。由于平推流反应器内物料不发生返混，具有相同的停留时间且等于反应时间，恒容时的空时等于体积流速之比，所以三者相等。 4.对于可逆放热反应如何选择操作温度答：1）对于放热反应，要使反应速率尽可能保持最大，必须随转化率的提高，按最优温度曲线相应降低温度； 2）这是由于可逆放热反应，由于逆反应速率也随反应温度的提高而提高，净反应速率出现一极大值； 3）而温度的进一步提高将导致正逆反应速率相等而达到化学平衡。 5.对于反应，21A R C k r =，1E ；A S C k r 2=，2E ，当1E ＞2E 时如何选择操作温度可以提高产物的收率答：对于平行反应A RT E E A RT E RT E S R R C e k k C e k e k r r S 12212010/20/10---===，所以，当1E ＞2E 时应尽可能提高反应温度，方可提高R 的选择性，提高R 的收率。

《化学反应工程》第一阶段在线作业(自测)试卷(47540)

《化学反应工程》第一阶段在线作业（自测）试卷(47540) 1．第1题单选题关于基元反应，下述表述正确的是（） A、基元反应的分子数可以是小数； B、基元反应的计量方程可以反映反应机理； C、对于基元反应，和表示的是同一个反应标准答案：B 2．第2题单选题某反应的计量方程为，关于此反应，下述说法正确的是() A、我们可以根据该计量方程直接写出速率方程式。 B、根据该计量方程可以知道该反应为级数2级。 C、仅仅给出计量方程难以确定其反应级数。标准答案：C 3．第3题单选题对于气固相催化反应的反应机理难以确定的主要原因，错误的是（） A、中间物种的浓度低； B、中间物种的寿命短； C、中间物种虽然具有正常化合物的结构和性质，但由于仪器灵敏度的原因难以进行检测； D、中间物种往往不具有正常化合物的结构和性质标准答案：C 4．第4题单选题对于一个均相变容反应，针对反应物A的反应速率，下面表述正确的是（）A、 B、 C、标准答案：C 5．第5题单选题关于反应级数，下述正确的是（） A、反应级数仅仅是一个经验值，可以是任何数值。 B、反应级数不可能是0。 C、反应级数不能大于3，但可以是小数。

标准答案：C 6．第6题单选题对于一级不可逆反应，产物R的最大浓度通常（） A、只与速率常数的大小有关； B、与A的初始浓度和速率常数的大小有关； C、只与A的初始浓度有关标准答案：B 7．第7题单选题对于幂数型反应速率方程，下述正确的是（） A、速率常数k的大小与温度无关，只与反应物的浓度有关； B、反应级数的大小反映了反应速率对于反应物浓度的依赖关系； C、反应速率常数不仅与温度有关也与反应物浓度有关。标准答案：B 8．第8题单选题关于指前因子和活化能描述正确的是（） A、指前因子理论上与温度无关，活化能的取值永远都是正的，活化能大、温度低，反应速率对温度的变化更敏感； B、指前因子理论上与温度有关，但与指数项相比其随温度的变化可以忽略，活化能的取值永远都是正的，活化能大、温度低，反应速率对温度的变化更敏感； C、指前因子理论上与温度有关，活化能的取值不可能永远都是正的，活化能小、温度高，反应速率对温度的变化更敏感；标准答案：B 9．第9题单选题对于平行反应，活化能E1>E2，反应级数n1n2，如果目的产物是R的话，我们应该在（）条件下操作。 A、高温、反应物A高浓度； B、高温、反应物A低浓度； C、低温、反应物A高浓度； D、低温、反应物A低浓度标准答案：B

《化学反应工程》复习题及答案 (1)

化学反应工程单选题 1. 对于反应级数n ＞0的不可逆气相等温反应，为降低反应器体积，应选用_______。（A ）（A ）平推流反应器（B ）全混流反应器（C ）平推流串接全混流反应器（D ）全混流串接平推流反应器 2. 分批式操作的完全混合反应器非生产性时间不包括下列哪一项_______。（P22）（A ）加料时间（B ）反应时间（C ）物料冷却时间（D ）清洗釜所用时间 3. 下列单位不属于反应速率的是_______。（P13）（A ）mol/(g ﹒s) （B ）m 3/s （C ）mol/(m 2﹒s) （D ）mol/(m 3﹒s) 4．反应 A B C →+，12.50 k s -=，则反应级数为_______。（P 13） A ． 0 （ B ）1 （ C ）2 （ D ）3 5. 反应NaOH + HCl NaCl + H 2O ，已知mol s l k /1.0?=，则反应级数 n=_______。（P 13）（A ）0 （B ）1 （C ）2 （D ）3 6. 气相基元反应 B A →2，进料时反应物A 和稀释剂C 以等摩尔比加入，则膨胀率为_______。（P58）（A ）-1 （B ）-0.25 （C ）0.25 （D ）0.5 7. 下面反应器中不属于理想反应器的是_______。（P21）（A ）间歇反应器（B ）全混流反应器（C ）平推流反应器（D ）膜反应器 8. 下面哪种反应器组合形式可以最大程度降低反应器体积_______。（B ）（A ）平推流反应器串联（B ）全混流反应器串联（C ）平推流反应器并联（D ）全混流反应器并联 9. 在间歇反应器中进行等温一级反应A → B ，0.01 /A A r C mol L s -=?，当C A0=1 mol/L 时，求反应至C A0=0.01 mol/L 所需时间t=_______秒。（P43）（A ）400 （B ）460 （C ）500 （D ）560

(0751)《化学反应工程》网上作业题及答案

[0751]《化学反应工程》第一次作业 [论述题] 计算题反应A → B为n级不可逆反应。已知在300K时要使A的转化率达到20% 需12.6分钟，而在340K时达到同样的转化率仅需3.20分钟，求该反应的活化能E。参考答案：E=29.06kJ/mol，详细计算过程见附件1253762549155.doc [论述题]简述全混流模型的基本特征。参考答案：全混流模型，亦称理想混合模型或连续搅拌糟式反应器模型，是一种返混程度为无穷大的理想化流动模型。它假定反应物料以稳定流量流人反应器，在反应器中，刚进人反应器的新鲜物料与存留在反应器中的物料瞬间达到完全混合。反应器中所有空间位置的物料参数都是均匀的，而且等于反应器出口处的物料性质，即反应器内物料浓度和温度均匀，与出口处物料浓度和温度相等。物料质点在反应器中的停留时间参差不齐，有的很短，有的很长，形成一个停留时间分布。搅拌十分强烈的连续搅拌槽式反应器中的流体流动可视为全混流。 [填空题] 1. 化学反应工程中的"三传一反”中的三传是指。 2．气―固相催化反应的内扩散模数（Thiele模数）Φ=(V p/S p)(k v/D eff)1/2，它是表征内扩散影响的重要参数，数值平方的大小反映了与之比。 3.对于反应aA+bB-->pP+sS，则r P =__ ___(-r A )。 4. 平行反应A-->P（主），A-->S（副）均为一级不可逆反应，若E 主 >E 副，选择性S p 与_______无关，仅是_______的函数。 5. 平推流反应器内返混为_______。 6. 全混流反应器t=0时,E（t）=_______。 7. 阶跃示踪法测定停留时间分布对应曲线为_______。参考答案：