期末复习题——《化学反应工程》

《化学反应工程》期末复习题

一、单选题（30分，每小题3分）

1. 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_______。《化学反应工程简明教程》P23~ P24

（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

2. 对于反应aA+bB pP+sS →，则P r =_______A r -。《化学反应工程简明教程》P11

（A ）||a p （B ）a p

（C ）p a （D ）p a ||

3．反应A B C →+ ，12.50 k s -= ，则反应级数为_______。《化学反应工程简明教程》P13

A ． 0 （

B ）1 （

C ）2 （

D ）3

4. 反应2NaOH+HCl NaCl+H O →，已知0.1 /()k l mol s =?，则反应级数n=_______。《化学反应工程简明教程》P13

（A ）0 （B ）1 （C ）2 （D ）3

5. 下面反应器中不属于理想反应器的是_______。《化学反应工程简明教程》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

6. 在式-r A =kC A n 中，负号意味着_______。《化学反应工程简明教程》P11

（A ）反应速率常数为负值 （B ）反应速率随浓度的下降而减小

（C ）公式表示的是A 的消耗速率 （D ）dc A /dt 为正值

7. 下列单位不属于反应速率的是_______。《化学反应工程简明教程》P12

（A ）mol/(g ﹒s) （B ）m 3/s （C ）mol/(m 2﹒s) （D ）mol/(m 3﹒s)

8. 反应3A → P ，已知0.15/k mol l s =?，则反应级数n=_______。 教材P13

（A ）0 （B ）1 （C ）2 （D ）3

9. 下列不属于间歇反应器特点的是_______。 教材P23

（A ）反应器内某一时刻各处物料反应速率相等

（B ）反应器内某一时刻各处物料温度相等

（C ）反应器内某一时刻各处物料浓度相等

（D ）反应器内各个时刻反应速率相等

10. 下列不属于全混流反应器特点的是_______。 教材P25

（A ）反应器内某一时刻各处物料反应速率相等

（B ）物料在反应器内的停留时间相等

（C ）反应器内某一时刻各处物料浓度相等

（D ）反应器内各个时刻反应速率相等

11. 下列反应其中，_______的返混程度最大。 教材P25

（A ）平推流反应器 （B ）全混流反应器

（C ）间歇反应器 （D ）填充床反应器

12. 下列反应其中，_______的返混程度最小。 教材P27

（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

13. 下列不属于平推流反应器特点的是_______。 教材P25

（A ）某一时刻反应器轴向上反应速率相等

（B ）物料在反应器内的停留时间相等

（C ）反应器径向上物料浓度相等

（D ）反应器内不存在返混现象

14. 下列步骤中不属于化学过程的是_______。 教材P139

（A ）反应物吸附 （B ）内扩散 （C ）表面反应 （D ）产物脱附

15. 全混流反应器内物料的温度和浓度均一，并且_______反应器出口物料的温度和浓度。 教材P25

（A ）大于 （B ）等于 （C ）小于 （D ）不一定

16. 基元反应和非基元反应之间的区别在于 。 教材P15

（A ）计量方程是否反映了实际的反应历程

（B ）表示反应所需的计量方程数不同

（C ）参与反应的相数不同

（D ）有无催化剂的存在

17. 对于一级不可逆反应S R A 21k

k ?→??→?，产物R 的最大浓度通常_______。 教材 P89

（A ）只与速率常数的大小有关

（B ）只与反应温度有关

（C ）与A 的初始浓度和速率常数的大小有关

（D ）只与A 的初始浓度有关

18. 脉冲示踪法测定停留时间分布特征所对应的曲线为_______。 教材P112

（A ）E （t ）曲线 （B ）F （t ）曲线 （C ）I （t ）曲线 （D ）y （t ）曲线

19. 平推流流动的E （t ）曲线的方差2=σ_______。 教材P116

（A ）0 （B ）0～1 （C ）1 （D ）＞1

20. 催化剂不可以_______。 教材P138

（A ）改变反应速率 （B ）改变反应平衡

（C ）改变反应产物 （D ）抑制副反应

21. 对于连串反应：A→B→C ，内扩散使目的产物B 的选择性_______。 教材P152

（A ）提高 （B ）下降 （C ）不变 （D ）为零

22. 对于在同一催化剂发生的两个不同反应，1A B k ????→1 ， n ，2A C k ????→2 ， n ，如果n 1>n 2，则内扩

散的存在造成目的产物的反应选择性_______。 教材P151

（A ）提高 （B ）下降 （C ）无影响 （D ）先增后减

23. 对于平行反应，如果主反应的级数小于副反应的级数，当外扩散阻力存在时，则反应的选择性会_______。 教材P144

（A ）降低 （B ）不变 （C ）增大 （D ）不一定

24. t /t e t 1

)t (E -=是_______（其中t 是平均停留时间）。 教材第九章

（A ）平推流的E 函数 （B ）全混流的E 函数

（C ）平推流串联全混流的E 函数 （D ）全混流串联平推流的E 函数

25. 对于气—固相催化反应，要测定真实的反应速率，必须首先排除___ _的影响。 教材P154

（A ）内扩散 （B ）外扩散 （C ）内、外扩散 （D ）吸附

26. 对于不同的反应，当Thiele 模数相同时，_______的内扩散有效因子最大。 教材P150

（A ）1级 （B ）0级 （C ）2级 （D ）0.5级

27. 测量气固相非均相反应速率，为了判断有无内扩散影响，应在改变_______条件下进行实验。 教材P157

（A ）催化剂装置 （B ）催化剂装量 （C ）进料流量 （D ）催化剂粒径大小

28. 下列催化剂的密度中，_______数值最大。 教材P138

（A ）颗粒密度 （B ）真密度 （C ）堆密度 （D ）床层密度

29. 下列不属于催化剂的特点的是_______。 教材P138

（A ）改变化学平衡 （B ）加速热力学可行的反应

（C ）改变反应历程 （D ）降低活化能

30. 如下图所示，在全混流反应器的操作曲线中，不稳定的操作点为 。 教材P104

二、判断题（20分，每小题2分，正确打“√”，错误打“×”）

1. 全混流连续操作反应器，反应器内温度、浓度处处均匀一致，故所有物料粒子在反应器内的停留时间相同。 教材P25

2. 理想连续流动模型是指平推流模型和全混流模型。 教材P24

3. 均相反应器的型式主要为釜式、管式、塔式、固定床和流化床。 教材P4

4. 膨胀率为每转化1 mol 关键组分造成反应体系内物料的改变量。 教材P12

5. 在一端连有活塞的反应器中发生的一级反应，反应速率可表示成：

A A A d d 1d d N C r V t t

-=?=。 T X

A

6. 对于反应

22A B R +→，各物质反应速率之间的关系为：(-r A ):(-r B ):r R ＝2:1:1。 教材P11

7. 根据阿伦尼乌斯定律，活化能越大，反应对温度越不敏感。 教材P14

8. 某反应速率常数的单位为mol /( m 3.hr)，该反应为二级级反应。 教材P25

9. 平推流反应器串联，串联的级数越多，越接近与全混流。 教材P31

10. 全混流反应器并联，串联的级数越多，越接近于平推流。 教材P45

11. 对于一级不可逆反应，在给定的处理量，在某平推流反应器和全混流反应器组成的串联式反应器中进行反应，其反应转化率会受到两个反应器排列顺序的影响。 教材 P31

12. 对于一级不可逆反应，多个全混流反应器串联，可大幅度提高反应的转化率。 教材P45

13. 对于一级不可逆反应，多个全混流反应器并联，可大幅度提高反应的转化率。 教材P46

14. 化学计量方程时化学反应动力学的基本方程之一，表示了化学反应的历程。 教材P10

15. 空时是物料在反应器中的停留时间。 教材P17

16. 反应的选择性定义式。 教材P84

y=

的摩尔数

进入反应系统关键组分组分的摩尔数生成目的产物消耗关键

17. 对于吸热反应体系，不论如何改变实验操作条件（如进料温度或进料摩尔流率等），都不可能观察到多态现象。 教材 P105

18. 复合反应中，反应物的转化率愈高，目的产物获得愈多。 教材第七章

19. 对于平行反应，提高反应物浓度，有利于级数高的反应，降低反应物浓度有利于级数低的反应。教材P85

20. 一个PFR 反应器等同于∞个小的CSTR 反应器串联。 教材P45

21. PFR 反应器的特点是有返混。 教材P27

22. 气固非均相催化反应过程可分解为七个步骤，速率控制步骤是指速率最快的一步。 教材P140

23. 减小催化剂粒径可以降低非均相催化反应中内扩散的影响。 教材P157

24. 对于全混流反应器，反应的瞬时收率与总收率相等； 教材P83

25. Thiele 模数的物理意义是最大反应速率与最大扩散速率的比值。 教材P147

26. 对于在同一催化剂发生的两个不同反应，1A B k ????→1 ， n ，2A C k ????→2 ， n

，如果n 1

27. 对于同一反应，内扩散有效因子随Thiele 模数的增大而增大。 教材P150

28. 对于非均相催化反应，可以通过增大催化剂孔径来降低内扩散对反应的影响。 教材P140

29. 对于反应级数大于0的反应，随着Da （丹克莱尔准数）的增大，外扩散有效因子逐渐增大。教材P143

30. 对于反应级数小于0的反应，随着Da （丹克莱尔准数）的增大，外扩散有效因子逐渐增大。教材P143

三、概念题（20分，每小题5分）

1. 请写出膨胀率的定义及表达式。（教材p12）

2. 请写出0、1和2级反应速率常数的国际单位。（教材p13）

3. 请写出反应器设计的通用摩尔方程。（教材p20）

4. 请写出复合反应中收率的定义及表达式。（教材p83）

5. 请写出复合反应中瞬时收率的定义及表达式。（教材p84）

6. 请写出复合反应中选择性的定义及表达式。（教材p84）

7. 请写出复合反应中瞬时选择性的定义及表达式。（教材p84）

8. 请写出反应转化率的定义及表达式。（教材p16）

9. 请写出复合反应的基本类型。（教材p82）

10. 请写出化学反应速率的定义及表达式。（教材P10）

11. 请写出非均相催化反应中外扩散有效因子的定义及表达式。（教材P141）

12. 请写出非均相催化反应中内扩散有效因子的定义及表达式。（教材P149）

四、计算题（30分，每小题15分）

1. 在等温下进行液相反应A+B→C+D，在该条件下的反应速率方程为：

1.50.5

0.8/min

r C C mol l

=?

A A B

若将A和B的初始浓度均为3 mol/l的原料混合进行反应，求反应4 min时A的转化率。

（教材P15）

2. 对于一级反应：A→R，k=2.78*10-3s-1，纯A进料，反应物A的初始浓度C A0=4 mol/L，反应器中A 的转化率为80%。请计算：

（1）若在体积为2.5 m3的理想BR中进行，则所需的时间？

（2）若在CSTR中进行，进口摩尔流率F A0=0.684 kmol/min，所需的反应器体积？

（3）若在PFR中进行，进口摩尔流率F A0=0.684 kmol/min，所需的反应器体积？

（教材P30）

3. 体系中发生如下一级不可逆反应：

→

A R

该反应的速率常数k为0.6 min-1，物料以10 L/s 的体积流率进入体系，组分A的起始浓度为15 mol/L。当应用两个反应器进行串联操作时，组分A在两个反应器的转化率分别达到0.4和0.8。

试求单独应用一个全混流反应器时体积多大，以及应用两个全混流串联时各个反应器的体积？

（教材P32）

4. 体系中发生如下一级不可逆反应：

A R

→

该反应的速率常数k为0.6 min-1，物料以1 L/s 的体积流率进入体系，组分A的起始浓度为15 mol/L。当应用两个反应器进行串联操作时，组分A在两个反应器的转化率分别达到0.4和0.8。

试求单独应用一个平推流反应器时体积多大，以及应用两个平推流串联时各个反应器的体积？ 教材P34

5. 体系中发生如下一级不可逆反应：

A R →

该反应的速率常数k 为0.6 min -1，物料以10 L/s 的体积流率进入体系，组分A 的起始浓度为15 mol/L 。当应用两个反应器进行串联操作时，组分A 在两个反应器的转化率分别达到0.4和0.8。

试求应用先全混流后平推流两个反应器串联和先平推流后全混流两个反应器串联时各个反应器的体积？

（教材P36）

6. 应用醋酸（A ）和正丁醇（B ）为原料在间歇反应器中生产醋酸丁酯，已知操作温度为373 K ，每批进料为醋酸1 kmol （密度为960 kg/m 3）和正丁醇（密度为740kg/m 3）4.96 kmol ，已知反应速率为： 231.045/()A A r C kmol m h -= ，试求醋酸转化率分别达到0.5、0.9和0.99时所需要的时间。 （教材P43）

对于反应：2A B →，试求：

（1）若体系起始时为纯A 进料，膨胀因子δ和膨胀率ε？

（2）若体系起始进料为组分A 和惰性气体各50%，膨胀因子δ和膨胀率ε？

（教材P61）

7. 在等温间歇反应釜中进行如下液相复合反应：

A+B→P ， r P =2C A kmol/(m 3?h)

2A→Q ， r Q =0.5C A 2 kmol/(m 3?h)

其中组分P 为目的产物，反应起始时反应物A 和B 浓度均为2 kmol/m 3。试计算反应3小时后A 的转化率，P 的选择性和收率。

（教材P90）