化学反应工程第二版课后答案第七章
7.多相催化反应器的设计与分析
7.1 若气体通过固定床的线速度按空床计算为0.2m/s,则真正的线速度为多少?已知所填充的固体颗粒的堆密度为1.2g/cm 3,颗粒密度为1.8 g/cm 3
解:
1.2110.33331.8
0.20.6/0.3333=-
=-==
==空床
真正b p u u m s ρερε
7.2 为了测定形状不规则的合成氨用铁催化剂的形状系数,将其填充在内径为98mm 的容器中,填充高度为1m,然后边续地以流量为1m 3/h 的空气通过床层,相应测得床层的压力降为101.3Pa,实验操作温度为298K,试计算该催化剂颗粒的形状系数.已知催化剂颗粒的等体积相当直径为4mm,堆密度为1.45g/cm 3,颗粒密度为2.6 g/cm 3.
解:
()23
55302
3
101.3101.3/,1, 1.185/1.8710 1.8710/,4101
0.03685/36000.785(0.098)
1.45110.4423
2.60
1---==?===??=??=?=
=?=-
=-=-2r 0L u 由(7.1)式p=f
v b p p p Pa kg m s Lr m kg m Pa s kg m s d m
u m s d ρμρερρεε??
根据(6.4)式可推导出ψa=dp/dv,式中dp 为等比外表面积相当直径,dv 为等体积相当直径.
()
()
3
3
0331(1)1150(1)
(7.2) 1.75150 1.75(2)Re 101.3(410)(0.4423)/1 1.185(0.03685)-- ∴ = -- =
+=?+ =??2r 02
r 0L u p f
p=f
即L u 由式将有关数值代入(1)和(2)式得:f
v a v a a v a
d d f d u ρεεψεψρεμεψρ
ψ??233
(10.4423)39.07(3)
1.8310(10.4423)8.778
150 1.75 1.75(4)(410)0.03685 1.185---= ?-=?+=+ ???a a
f ψψ
(3),(4):8.778/ 1.7539.07,1.758.7780
0.4969
+= --= =2
a 式联立将此式变为:
39.07解此方程得:a a a a ψψψψψ
7.3 由直径为3mm 的多孔球形催化剂组成的等温固定床,在其中进行一级不可逆反应,基于催化剂颗粒体积计算的反应速率常数为0.8s -1,有效扩散系数为0.013cm 2/s,当床层高度为2m 时,可达到所要求的转化率.为了减小床层的压力降,改用直径为6mm 的球形催化剂,其余条件均不变,,流体在床层中流动均为层流,试计算:
(1) (1) 催化剂床层高度; (2) (2) 床层压力降减小的百分率.
解(1)求dp 为6mm 的床层高度L 2,已知数据:dp 1=3mm=0.3cm,dp 2=0.6cm,L 1=2m, kp=0.8s -1,De=0.013cm 2
/s
001112
221
00
211221
110.3922
30.92
10.7845
30.756
===========?
?求得求得Af
Af x A A
r A x r A A
A F dx L V R L V F dx R ηηηη?η?η
12120.92
2 2.430.756∴=
=?=L L m ηη
(2)求床层压力降减小的百分率:
()
()
2
2
102011
22
3
3
1211,--= =p p L u L u p f p f d d ρερεε
ε??
假定床层的空隙率不变,则有:
112
12221
= (1)p p f L d p p f L d ??
层流流动时:
01
212
1501150Re /(2)-==?∴= p p p f d u f d d f εμ
ρ
(1),(2)式联立:
2
2
122
21
12211
2120.6/2 3.2252.430.3/2????=
=== ? ? ???
??p p p p p p L d d d p L p L d d L d ??
床层压力降减少的百分率为:
121 3.2251
0.689968.99%3.225--===p p p ???
7.4 拟设计一多段间接换热式二氧化硫催化氧化反应器,每小时处理原料气35000m 3(标准状况下),组成为SO 2:7.5%;O 2:10.5%;N 2:82%.采用直径5mm 高10mm 的圆柱形催化剂共80m 3,取平均操作压力为0.1216Mpa,平均操作温度为733K,混合气体的粘度等于3.4×10-5Pa.s,密度按空气计算.
解:由(7.1)式
()3
1-2r 0L u p=f
p d ρεε?
根据题给条件有:
107330.1013
350002730.121321.75/3600-??
=
=u A m s A
上式中A —床层截面积,m 2.
1212
1/3
1/3
2
380/80660.785(0.005)0.01 6.0051020.785(0.005) 4.140.0050.01
660.785(0.005)0.017.215103.142---==??=
==??+????????===? ?
??
??
??
p p p
p v L A A m V d m a V d m
π
在题(7.1)中已推导出/=a
p v d d ψ,因此有:
3
3
6.005100.8323
7.21510--?==?a ψ
查”无机化工反应工程”P108图4-1得ε=0.45,混合气的物性数据按空气计算误差
不大,733K 下,ρ=0.4832kg/m 3,μ=0.034厘泊=3.4×10-5Pa.s,因此有:
531
0150(1)150 3.410(10.45)1.75150 1.75 1.75Re 6.00510(21.75)0.48320.04444 1.75
----??-=+=?+=+?? =+p f d u A A μερ11233
3800.4832(21.75)(10.45)(0.04444 1.75) 1.8386.005100.45
(0.04444 1.75)----?-∴=+=?? ?+ A A p A A A Pa ?
要求△P<4052Pa 则有4052>1.838×107A -3(0.0444A+1.75)
80 3.43123.32==L m
7.5 多段冷激式氨合成塔的进塔原料气组如下:
组分 NH 3 N 2 H 2 Ar CH 4 % 2.09 21.82 66.00 2.45 7.63 (1) (1) 计算氨分解基(或称无氨基)进塔原料气组成:
(2) (2) 若进第一段的原料气温度为407℃,求第一段的绝热操作线方程,方程
中的组成分别用氨的转化率及氨含量来表示.反应气体的平均热容按33.08 J/molK 计算.反应热△Hr=-5358J/molNH 3
(3) (3) 计算出口氨含量为10%时的床层出口温度,按考虑反应过程总摩尔
数变化与忽略反应过程总摩尔数变化两种情况分别计算,并比较计算结果.
解:(1)计算氨分解基气体组成:
100mol 原料气中含NH 32.09mol,相当于2.09/2molN 2及(1.5×2.09)molH 2,因此，
(A) (A) 考虑反应过程中气体总摩尔数的变化.
以y 代表氨基气体mol%,Ft 表示混合气体总摩尔流量,由223
13
2
2+ N H NH 可以看出,每生成1摩尔NH 3,混合气体总摩尔数减少1,所以生成氨的摩尔数
=00-t A t A F y F y ,(下标A 代表NH 3,0代表进口处,y A0和y A 均指有氨基的mol%)因此有:
()0000
01:(1)
1--=+= +化简得t t A t A t
A t t A
F F y F y F y F F y
(a) (a) 以N 2的转化率表示组成时的绝热操作线方程:
()220
,0-=N N r T P T F x H F C T
???
上式中(-△Hr)以反应每kmol 的N 2计.
()()2222
0,000
,0000
1111+∴-=+-+=+A N N r t p T A
N r T A
N t p A y F x H F C T y F H y T x F C y ??????
以进口处N 2的转化率为0作基准计算,则有:
()()22
,0002
11253581/-??+=+ ?+??
-=?N r A N p A r y H y T T x C y H kJ kmolN ??
代入有关数据:
2
0.2182535812168033.0810.0209??+=+
+A
N y T x
化简得:
2
680692.4(1)=++A N T y x (2)
又,生成的NH 3mol 数为:
00000
11+-=-+A A t A t A t A t A
y y F y F y F y F y
反应消耗N 2的mol 数为:00
0001121?
?+- ?+?
?A A t A t A y y F y F y ∴ N 2的转化率:20000
11
210.2182??+- ?+??=
A t A A A N t y F y y y x F
代入数据:2110.0209
0.0209210.2182??+- ?+??=
A
A N y y x
化简得:
220.047882.291+=
-N A N x y x (3)
(3)代入(2)式得:
2220.0478*******.41 2.291??
+=++ ?
?-??N N N x T x x 化简后得到以
2
N x 表示组成的绝热方程为:
221620680 2.291=+
-N N x T x
(b) (b) 以NH 3含量表示组成的绝热操作线方程: ()()00--=t A t A r t p F y F y H F C T ??
式中(-△Hr)以每生成1kmolNH 3计,
()()()()000000003
1111111153581/0.0209(1)10.0209??+--= ?+??
?
?--+??++∴=
-=- ?
?+++????
-= +??
-??+??
53581代入数据:T=680+
33.08A t A t A r t p A r r A A A A A A A p A A p A r A A
y F y F y H F C T y H H y y y y T y y y C y y C y H kJ kmolNH y y ??????
化简得到以y A 表示组成的绝热操作线方程如下:
6801620[0.02047(1)]=+-+A A T y y
(B) (B) 忽略反应过程中气体总摩尔数的变化
(a)以N 2转化率表示组成时的绝热操作线方程:
22,0()-=N r N t p F H x F C T
???
式中-△Hr 以每反应1kmolN 2计.
()()()
2222
,0
222
2
,0,0000.2182253581
68033.08
-- ∴==
-??=+
=+
即化简之T=680+707.1N
N r N r N N t p t p
r N N p
N F H F H T x x F C F C y H T T x x C x ???????
(b)以NH 3含量表示组成的绝热操作线方程: ()()0--=t A A r t p F y y H F C T ??
式中-△Hr 以每反应1kmolN 2计:
()0-=
-r
A A p
H T y y C ??
353581/-= r H kJ mol NH ?
()()053581
68068016200.020933.08=+
- =+- A A A T y y T y
(3)计算出口氨含量为10%的床层出口温度,考虑反应总摩尔数变化时:
6801620[0.02047(1)]6801620[0.10.02047(10.1)]
805.5=+-+=+-+ =A A T y y K
忽略反应总摩尔变化时:
6801620(0.0209)6801620(0.10.0209)808.1=+-=+-=A T y K
808.1-805.5=2.6K,温度相差并不大,这是由于合成氨反应体系总转化率不高的缘
故,若转化率高则两种方法计算出来的床层出口温度将会有较大的差别.
7.6 在绝热催化反应器中进行二氧化硫氧化反应,入口温度为420℃,入口气体中SO 2浓度为7%(mol);出口温度为590℃,出口气体中SO 2含量为2.1%(mol) ,在催化剂床层内A,B,C 三点进行测定.
(1) (1) 测得A 点的温度为620℃,你认为正确吗?为什么? (2) (2) 测得B 点的转化率为80%,你认为正确吗?为什么?
(3) (3) 测得C 点的转化率为50%,经再三检验结果正确无误,估计一下C 点
的温度.
解(1)绝热床内的温度是呈线性上升的,出口处温度最高,床内任一点温度不可能高于出口温度,故620℃是不可能的.
(2)出口处SO 2的转化率为(0.07-0.021)×100%/0.07=70%.床层内部任一点处转化率不可能高于70%,故转化率为80%是不可能的.
(3)△t=λ△X A , 590-420=λ×0.7 λ=(590-420)/0.7=242.86 故C 点温度为:t=t0+λ△X A =420+242.86×0.5=541.4℃
7.7 乙炔水合生产丙酮的反应式为:
2223322232+→++C H H O CH COCH CO H
在ZnO-Fe 2O 3催化剂上乙炔水合反应的速率方程为:
737.0610exp(7413/)/=?- ?床层A A r T C kmol m h
式中C A 为乙炔的浓度,拟在绝热固定床反应器中处理含量为3%C 2H 2(mol)的气体1000m 3(STP)/h,要求乙炔转化68%,若入口气体温度为380℃,假定扩散影响可忽略,试计算所需催化剂量.反应热效应为-178kJ/mol,气体的平均恒压热容按36.4J/molK 计算.
解:原料气中乙炔浓度很低,可忽略反应过程总摩尔数的变化.
()00
0(1)(1)273
273--=
=+A A A A A F x x C F Q Q t
式中Q 0为以标准状态计的体积流量,Q 为温度t 时垢体积流量.
()()()()77000.68
00070
000.64
070273(1)7.0610exp(7413/)7.0610exp(7413/)(273)
2731
12737.0610exp(7413/)
2737.06101273exp(7413/)
-=?-=?-++==-??-+ =?--?
??Af A A A A x A r A A A A A A A A x r T C T F Q t Q t dx V F dx F r F x T t dx Q x T
55
0:178/ 1.7810/36.4/()0.03 1.7810146.536.4
-==? =?-??===已知p A r p H kJ mol J mol C J mol K y H K
C λ??
绝热操作线方程为:
()()007()380146.52737.06101273exp(7413/)=+-=++=
?--令:f A A A A A t t x x x t
x x T λ
()0.68
333
1.5101000 1.510 1.5--=? =??=?
所以A A r f x dx V m
7.8 题7.7所述乙炔水合反应,在绝热条件下进行,并利用反应后的气体预热原料,其流程如图7A 所示.所用预热器换热面积50m 2,乙炔浓度为3%的原料气以1000m 3(STP)/h 的流量首先进入预热器预热,使其温度从100℃升到某一定值后进入体积为1m 3的催化剂床层中绝热反应,反应速率方程见题7.7,预热器总传质系数为17.5w/m 2K,反应气体热容按36.4J/molK 计算,试求:
(1) (1) 绝热温升(可不考虑反应过程中反应气体总摩尔数的变化).
(2) (2) 计算反应器出口可能达到的乙炔转化率(列出方程式,并用文字说明
求解过程).
解:(1)绝热温升.按题意,在计算绝热温升时可忽略反应过程总摩尔数的变化.
505
00.03, 1.7810/,36.4/()0.03 1.7810146.536.4
=-=?=?-??===A r p A r p y H J mol C J mol K y H K
C λ??
(2)列方程求解转化率:
(A)由绝热床热量衡算得:T f =T 0+146.5X Af (1) (B)由预热器热量衡算得: T 0-373= T f -T 2 (2) (C) (C) 预热器中,传热的对数平均温度差为:
()()
20
20
373373ln ---=
--f
m f T T T T T T T ?
传热速率方程:
()2533352
3
222
2/, 1.01310,273,1000/,8.31410/1.01310100044.63/ 1.2410/8.31410273
17.5/17.5/17.5501.2--= ==?== =?????===???=?=?? A =50?-=而又t p f m
t t m
f F C T T UA T F PQ RT P Pa T K Q m h R Pa m kmol K
F kmol h kmol s U w m K J s m K m T T T ??()()2023
2
03731.938 1.938(3)411036.410ln 373----== -???-f m f T T T T T T T ?
(D)绝热床反应体积:
()00
00001
121123
0.50.0321=-++--==- = =
+?
Af
x r A A
A
A A A A A A A A V F dx kC C x T y C y x T δδ
式中C A0为床层进口处浓度,而C A0=P A0/RT 0=0.03×1.013×105/(8.314×103
T 0) =0.36655/T 0 kmol/m 3
()()0
3
0010.3655/10.0150.0344.67 1.34/-= -=?=
A A A A x T C kmol m T x T F kmol h
故有:
()
7
00
1.341(4)
(1)0.36557.0610exp 7413/10.015== -?--?
Af
x A
r A A dx V T x T x T T
联立解方程(1)-(4)便可解出T 0,T f ,T 2,X Af
7.9 某合氨厂采用二段间接换热式绝热反应器在常压下进行如下反应:
222+→+CO H O CO H
热效应△Hr=-41030J/mol,进入预热器的半水煤气与水蒸汽之摩尔比1:1.4,而半水煤气组成(干基)为:
组成 CO H 2 CO 2 N 2 CH 4 其他 ∑ mol% 30.4 37.8 9.46 21.3 0.79 0.25 100
图7b 为流程示意图,图上给定了部分操作条件,假定各股气体的热容均可按33.51J/molK 计算,试求Ⅱ段绝热床层的进出口温度和一氧化碳转化率,设系统对环境的热损失为零.
解:(1)预热器热量衡算:
02
2
2300105250300445'+=+?''+=+ = p p p f p FC t FC t FC T FC t t C (2)第一段绝热床热量衡算:
()()1
1100101
10.304141030155.21 1.433.49
0.8155.20.8124.1'-==--?=
==+'-= -=?= A A r p
t t x x x y H C x x t t C λλλ?? (3)由Ⅰ,Ⅱ段绝热床的中间换热器热量衡算得:
1121
121
122300300124.1,300124.1,:124.1300424.1'+=+'-=-'-= -==+= 上面已算出所以,故有p p p p FC FC t FC t FC t t t t t t C t t C
(4)列第二段绝热床热量衡算:
()()2
221222122
122,,:445424.1155.2(0.8):0.9347
''=+- -=-'-=-=把的值代入上式解得t t x x t t x x t t x x x λλ
7.10在氧化铝催化剂上进行乙腈的合成反应:
2233292.2/+→+ =-r C H NH CH CN H H kJ mol ?
设原料气的摩尔比为C 2H 2:NH 3:H 2=1:2.2:1,采用三段绝热式反应器,段间间接冷却,使每段出口温度均为550℃,而每段入口温度亦相同,已知反应速率式可近似地表示为:
()4221/ 3.0810exp(7960/)=- ? =?-A A r k x kmolC H kg h k T
式中A x 为乙炔的转化率,液体的平均热容为128/=?p
C J mol K ,如要求乙炔转
化率达到92%,并且日产乙腈20吨,问需催化剂量多少?
解:以A 表示乙炔,
3
020********.09/240.9224410.92??===????乙腈A F kmol h
M
在热衡算中忽略反应过程总摩尔数的变化,并把各段的
p C 视为相等,对每一
段均有:
()()()()00000
44
:92.2/9.2210/19.2210171.51 2.21128
=----===-==??==++则有t p r A A r A r r A A A
A
A
t p
p
t p
r A A
F C T H F x H F H H y F T x
x
x
F C C F C H kJ mol J mol
T x x ??????????????
依题意,各段进出口温度相等即各段△T 相等,所以各段转化率差△X A 亦相等,因此有:
△X A =1/3×0.92=0.3067
各段△T 为: △T=171.5△X A =171.5×0.3067=52.59K 因而各段进口温度=823-52.59=770.4K
A
()0.3067
0.3067100
011
22.091==-?
?A A A
w F dx dx r k x
0.3067
0.2576
(1)=-?
A
A dx k x
因此,w 1=22.09×0.2576=5.690 Kg
0.6134
0.3067
1
0.4212
(1)=-?
A A dx k x
故有:w 2=22.09×0.4212=9.304 Kg
0.92
0.61341
1.04(1)=-?A A dx k x
w 3=22.09×1.04=22.96 Kg
催化剂总重量=5.69+9.304+22.96=37.95 Kg
7.11 例7.3所述的两段绝热式水煤气变换反应器,若第一段出口一氧化碳的转化率为84%,为使该段的催化剂用量最少,则第一段进口气体的温度应为多少?试利用题7.3所给的数据计算并与该题给定的第一段入口温度值相比较.
解:用T 0表示第一段入口温度,第一段绝热操作线方程为: T=T 0+155.2X A (1) 例7.3中(G)式:
()()()()2*
2
0165421.674111??????? ? ?--????=???--??????A
A A A x R T k p x T ββ
例7.3中(B)式:
()*42.17210exp 6542//min -=?- ??k T mol g Pa
将(B)式代入(G)式得:
()()()()()2420165421.6741(2)2.17210exp 6542/11-??????? ? ?--????= ????---??????A
A A A x R T T P x T ββ
将(1)式代入(2)式得:
()()
()()()()
22
4
000165421.6741(3)
2.17210exp 6542/155.211155.2-???????
? ?-???
??????????-=
???-+--+??A A x A A A A R T T x P x T x ββ
而P A0=03.1267P t =0.1267×101325=1.284×104
Pa 代入(3)式得:
()()
()()()()()()224400
32200165421.674165422.17210 1.2841011155.2exp 155.21.6741
2.34610(4)
654211155.2exp 155.2-???????
? ?-???
??????????-=
??-???--+ ?
+??-=? ??
---+ ?+??A A x A A A A A A R T x T x T x x T x T x ββββ
为使第一段催化剂用量最小,需符合(7.30)所表示的最佳化条件:
()1
1,[]0;1,2,(7.30)+??? ? ???==??? ??A i A
A
x A A A x x R x T dx i N T
(4)式代入(7.30)式得:
()()()()30.840
220
065422.34610 1.6741exp 155.2011155.2??
-?- ?+??=--+?A A A A T x dx x T x ββ
()()()()()0
2
065421.6741exp 155.2(5)11155.2??
-- ?
+?? = --+令A A A A T x f x x T x ββ
上式变为:
()()0.84
3
0.840
2.346100
0(6)
?= = ?
?
即A A A A f x dx f x dx
符合(6)式的T 0即为所求的最佳第一段入口温度.
上面有关式子中的β,可用例7.3中(C)式求得:
()(
)
()(
)
3
4444443.99110 1.28310 1.59410 1.283101.283101 5.90910 1.283100.0165exp(4408/)7.3?+??+?=
?-?-?= 例中(A)式
A A
A A x x x x Kp
Kp T β
将(1)式代入例7.3(A)式得:
Kp=0.0165exp[4408/(T 0+155.2X A )] (7) 将(7)式代入例7.3中(C)式得:
()()()()()()
()()3
4
4
4
4
4
4
3。99110 1.28310 1.59410 1.283104408
1.283101 5.90910 1.283100.165exp 155.20.15750.12764408
10.58330.1267exp 155.2?+??+?=
???-?-??
?+?
?
0.394+0.1267+ =478.3
??-- ?
+??A
A
A
A
A A A A A A x x x x T x
x x x x T x β(8)
用(8)式计算β,(5)式计算f(X A )，通过试差便可求得符合（6）式的T 0,设
A A A 表:
()0 ?
其值为负
op
x A A f x dx
线以上的阴影面积代表:
()0.84
?
其值为正
op
A A x f x dx
两块阴影面积几乎相等,说明
()0.84
=0
?
A A f x dx
符合(6)式,因此所设T 0=670K(397℃)即为所求.
<讨论> 与例7.3的计算结果相比较.例7.3—在规定的一段入口温度(663K)和最终转化率(91.8%)下,各段温度和转化率的最佳分配是:一段出口转化率为85%,二段入口温度为663K.但这样的一段入口温度(633K)并非最佳,因它不能保证第一段符合最佳化条件,(7.30)式.若要使第一段符合(7.30)式,则一段入口温度就不是633K.
本题---在规定的一段出口转化率(84%)下,一段出口温度的最佳值是670K,这样的分配符合(7.30)式.第二段的入口温度可用最佳化条件(7.30)式,若要第二段也符合(7.30)式,则最终转化率就不是91.8%.
7.12 图7.C 和图7.D 分别为两个化学反应的T-X 图,图中AB 为平衡曲线,NP 为最佳温度曲线,AM 为等温线,GD 为绝热线,GK 为非绝热变温操作线,HB 为等转化率线.
(1)试比较这两个图的差异,并说明造成这些差异的根本原因.
(2)采用固定床反应器进行图7.C所示反应,分别按MA,GD和GK操作线操作,
要求最终转化率达到50%,试比较这三种操作所需催化剂量的大小,说明原因.
(3)对图7.D所示的反应,重复(2)的比较.
(4)对于(2)和(3)的比较结果,你认为是普遍规律呢还是个别情况.
解:(1):
图7.C 图7.D
A.T升高,平衡转化率减小 T升高,平衡转化率增大
B.有最佳温度曲线无最佳温度曲线
C.绝热操作线斜率为正绝热操作线斜率为负
D.非绝热变温操作线有热点非绝热变温操作线有”冷点”
造成以上差异的根本原因是:图7.C是可逆放热反应的X-T关系,而图7.D 是可逆吸热反应的X-T关系.
(2)因是可逆放热反应,操作线接近T
OP
线的程度越大,催化剂用量越小,从图
7.C看,在转化率从0到50%这一范围内,MA线最接近T
OP
曲线,所以等温操作所需催化剂最少,绝热操作(GD线)居中,非绝热变温操作(GK线)催化剂用量最大.
(3)对图7.D,是吸热反应,反应温度高则催化剂用量小,从图7.D看,GK线的操作温度最高,催化剂用最最小,绝热操作居中,等温操作温度最低,因而催化剂用量最大.
(4)等温操作线的位置(即等温操作所维持的温度)对(2),(3)的比较结果有很大影响,例如图7.C的等温操作线MA左移(即降低等温操作的操作温度),它与T OP 曲线的接近程度就会发生变化,与GD线和DK线相比,在转化率0到50%范围内,MA线不一定最接近T OP线,因而不一定是等温操作所需催化剂用量最小.对图7.D,如果等温操作线MA右移,即提高等温操作的温度,可使MA,GD和GK各线的操作温度的高低顺序发生变化.另外,如果最终转化率不是50%,例如是70%,对图7.C,在反应后期(即转化率接近70%的部分)最接近T OP线的是GD线,绝热操作的催化剂用量最小(反应后期接近T OP线的程度对催化剂用量大小起关键作用.所以说,(2),(3)比较结果,并非普遍规律.
7.13 在一列管式固定床反应器中进行邻二甲苯氧化制苯酐反应,管内充填高及直径均为5mm的园柱形五氧化二钒催化剂,壳方以熔盐作冷却剂,熔盐温度为370℃,该反应的动力学方程为:
0.0417exp(13636/)/
=- ?
s A B
r p p T kmol kg h
式中PA为邻二甲苯的分压Pa,
B
p为O2的初始分压Pa,反应热效应△
Hr=-1285kJ/mol,反应管内径为25mm,原料气以9200kg/m 2h 的流速进入床层,其中邻二甲苯为0.9%,空气为99.1%(mol),混合气平均分子量子力为29.45,平均热容为1.072kJ/kgK,床层入口温度为370℃,床层堆密度为1300kg/m 3,床层操作压力为0.1013Mpa(绝对),总传热系数为69.8w/m 2K,试按拟均相一维活塞流模型计算床层轴向温度分布,并求最终转化率为73.5%时的床层高.计算时可忽略副反应的影响.
解:以A 表示邻二甲苯,对邻二甲苯作物料衡算得: -=-A b s dF r Adl ρ
式中r S 为邻二甲苯的反应速率,因邻二甲苯含量很小,系统系统总摩尔数可看作成恒定不变,Ft 是常数且等于Ft0,故有:
()()
00000
/,:10.04017exp 13636/1-= =-= -
= =∴ -==?- 因则有即而t A b s t A
A A t b s
t t m A
b s m
t t m
m b m b A t s t A E dF dy r Adl F dp y p p r p A dl
F M dp r M p A dl
F M G
A
M M dp p r p p p T dl G G ρρρρρ
已知数据:
3250
5429.451300/9200/ 1.013100.9910.21 1.01310 2.10810= = =? =?=???=?m b t E M kg m G kg m h p Pa
p Pa
ρ
将已知数据代入(1)式得:
()()()54829.451300
1.013100.04017
2.10810exp 1363/9200
3.57010exp 13636//2?-
=?????- =?- A A A dp p T dl p T Pa m
式(2)便是物料衡算方程,式中P A 的单位是Pa.
热量衡算方程:按(7.10)式
()()()()()
00441,:3 =----==-- 若则有p
b s r
c t
b r s
c pt t pt
dT U
GC r H T T dl d H dT U
r T T dl GC d GC ηρρη??
已知数据:T C =643K, dt=0.025m, △Hr=-1285kJ/mol=-1.285×106kJ/mol,
C pt =1.072kJ/kg ﹒KU=69.8w/m 2﹒K=2.513×102kJ/m 2﹒h ﹒K. 代入(3)式有:
()()
()()()6
42
31300 1.285100.04017 2.10810exp 13636/9200 1.071
4 2.513106430.0259200 1.071
1.43610exp 13636/ 4.080643/??=???-??? --?? =?--- 4A A dT p T dl T p T T K m
(4)式中P A 的单位是Pa,式(2),(4)是一常微分方程组,可采用数值解法,初值条件为: l=0; T=643K; P A =y A0Pt=0.009×1.013×105=911.7Pa
7.14 试分析下列说法是否正确:
(1)在一绝热反应器中进行无热效应的零级反应,其转化率与反应器长度的关系是线性的.
(2)在一绝热反应器中仅当进行一级反应时,其反应温度与转化率的关系才呈线性.
(3) (3) 多段绝热反应器最优化的结果是各段的催化剂相等. 解:(1)从(7.9)式得: 00//=A b A A A dx dZ M y r Gw ρ
绝热条件下的无热效应反应,床层各处等温,而且由于是零级反应,r A 与C A 无关,所以对于不同的Z, r A 为常数,若忽略内,外扩散的影响,η0=1,则dX A /dZ=常数,即X A 与Z 呈线性关系.若系统存在扩散影响,则还需考虑C A 对η0的影响问题.
(2)不对,对绝热反应,有如下热量衡算式:
()()0=- 7.21
pt b A r dT GC r H dZ ηρ? 固定床反应器的物料衡算式为:
()007.9=
A A
b A A Gw dx r M dZ ηρ
两式相除得:
()()07.22-= A r A A pt
w H dT dx M C ?
积分之()()()
0007.23--=
- A A A A pt w H T T x x M C
?
若将(-△Hr)视为常数则(7.23)式表明T 与X A 呈线性关系,从上面推导过程可以看出(7.23)式不受一级反应的限制,非一级反应一样可以使用.
(3)无此结论.
7.15 常压下用直径为6mm 的球形氧化铝为催化剂进行乙腈合成反应,操作条件与习题7.10同,此时内扩散影响不能忽略,而外扩散影响可不计,氧化铝的物理性质如下:孔容0.45cm 3/g,颗粒密度1.1g/cm 3,比表面积180m 2/g,曲节因子等于3.2.试计算第一段的催化剂用量.
解:r’A ----反应速率,kmol/m 3粒子﹒h ρb ----颗粒密度,kg/m 3粒子
r’A =ρb × 3.08×104exp(-7960/T)(1-X A ) kmol/hm 3粒子,而r’A =kpC A =kpC A0(1-X A )T 0/T,
kp 是以颗粒体积计的反应速率常数,因此,
()()
()()()
()
()4004000410
3
0331 3.0810exp 7960/1/1 3.0810exp 7960/13.0810exp 7960/1
1100/1013251 2.21
8.31410/--??-=--??- =
- =??- = = =++=???p A p A A p A A A p
A p A t x T k C x T T
x T p T x RT T
RT
T h p kg M y p Pa
R Pa m kmol K ρρρρ
代入数据得:
()341
8.314101100 3.0810exp 7960/1
101325
1 2.21-?=??- ?++p k T T s
化简之
()()71311.16710exp 7960/ 3.24210exp 7960/--=?- =?- p k T T h T T s
题给: V g =0.45 cm 3/g S g =180m 2/g=180×104cm 2/g
平均孔径
常压下气体分子运动的平均自由程近似等于10-5cm,因此,λ/2
()221/4
97005109.51110/0.45 1.10.495 3.2
0.4959.51110 1.47110/3.2
469.5exp 3980/3----=??=?==?= ===??=?= ==-k p g p m p k m D cm s
V De D cm s
R T T ερτετφ
由7.10A 进口处 ()()1/4
469.5770.4
e
x p 3980/770.414.11
=-=φ
出口处
()()469.5770.4171.50.3067exp 3980/770.4171.50.306719.96??=+?-+?=??φ
可见,第一段床层各处内扩散影响严重,因此有 η0=1/φ
第一段催化剂用量:
()()()
()
()()()
()
()0.3067
0.30671000
001/40.3067
04
1/40.3067
1/40.30100
1
11469.5exp 3980/3.0810exp 7960/10.0152exp 3980/10.0152exp 3980/1==- =?-- =- =
=-?
???
令则A A A A
A
A
A A
A A
A A A A A
A w F dx F dx r r
T T F dx T x T T dx x T T f x w F f x dx x ηφ
67
?
()0.3067
4.311/= ??
A A f x dx h kg kmol
(7.10)题已算出F A0=22.09 kmol/h,因此有:
w 1=22.09×4.311=95.23 Kg
7.16 在三段绝热式固定床反应器中进行n 级不可逆反应,各段的催化剂量相同,且控制进入各段的反应物料温度相等.若n>0,试问
(1) (1) 哪一段的净转化率最大?哪一段最小?
(2) (2) 若段间采用冷激方法进行降温,试问第一段与第二段之间和第二段
与第三段之间
哪处需加入的冷激剂量多?为什么?
(3) (3) 若n<0,对问题(1),(2)是否还能作出肯定性的回答?为什么?
解:(1)虽然各段进口温度相等,在催化剂量相同的情况下,净转化率也按1至3段的顺
序递减,第一段最大,第二段次之,第三段最小.
(2)因第一段反应量大于第二段反应量,所以1-2段间要取出的热量比2-3段间要取出
的热量大,因而1-2段间需要的冷激量也大于2-3段间需要的冷激剂量.
(3)若n<0,则反应速率按1至3段的顺序递增,第一段净转化率最小,第三段最大.1-2段间的冷激剂量小于2-3段间的冷激剂量.
7.17 在内径为5.1cm 的固定床反应器中常压下进行萘氧化反应:采用直径为0.318cm 的球形钒催化剂,该反应可按拟一级反应处理,以床层体积为基准的反
应速率常数为:()131
5.7410exp 19000/-=?- k T s 反应热效应△
Hr=-1796kJ/m 2K,萘在钒催化剂内的有效扩散系数等于1.2×10-3cm 2/s,若床层的
热点温度为641K,试计算热点处气相中萘的浓度.假定外扩散的影响可不考虑,副反应可忽略.
解:球形粒子
()()()
(
)()()1313
131
75.7410 5.7410/1exp 19000/exp 19000/110.4
9.56610exp 19000/9500/ 1.49610exp 9500/-=
??=-=-=--- =?- =-=?-p k k T T T s T T φεεφ
热点处T max =641K
71.49610exp(9500/641) 5.476(3)
1
1
0.18265.476
=?-=>∴=
=
=φηφ
外扩散影响可忽略,因此η0=η=0.1923 热量衡算式:
()()()4=----pt
A r c t
dT U
GC R H T T dZ d η?
式中(-R A )是以床层体积为基准的反应速率.热点处dT/dZ=0,因此有:
()()()0max 4--=
-A r c t
U
R H T T d η?
所以,热点处的反应速率为:
化学反应工程习题答案
第7章化学反应工程习题答案 7-1 试述物理吸收与化学吸收的区别。 解：对于物理吸收过程*=A A A P H C 0 对于化学吸收过程* * +=A A B A P P C C αα10 ,式中A KH =α，其中K 为化学平衡常 数；0B C 为吸收剂中的活性组分浓度；0A C 是与A 组分分压*A P 平衡的气体浓度；A H -A 组分溶解度系数。从以上两式可以看出物理吸收和化学吸收区别如下： 1．物理吸收气体溶解度与气体压力呈正比关系，化学吸收呈渐近线关系，当分压较高时，气体溶解度趋近化学计量的极限，因此为了减低能耗，导致操作方式不同，压力较低宜采用化学吸收，压力较高宜采用物理吸收。 2．热效应不同，物理吸收热效应较小，每摩尔数千焦耳，而化学吸收可达数万焦耳。导致吸收剂的再生方式不同，物理吸收过程吸收剂减压再生为主，化学吸收过程的吸收剂再生除减压外还需加热。 3．物理吸收选择性主要体现各种气体在溶解度系数的差异，而化学吸收取决于A KH =α，由于化学反应特定性，吸收选择性不同。化学吸收选择性高于物理吸收。 7-2解释下列参数的物理意义：无因次准数M 、增大因子β及液相利用率η。分别写出一级不可逆和二级不可逆反应无因次准数M 的计算式。 解：无因次准数M 的物理意义 通过液膜传递速率 液膜内的化学反应速率 增大因子β的物理意义为速率 单纯物理吸收时的传质过气液界面的传质速率 液膜内有化学反应时通 液相利用率η的物理意义为的反应速率液相均处于界面浓度下吸收速率 对于一级不可逆反应211L AL L L k k D k k M ==δ 对于二级不可逆反应2 2L BL AL k C k D M = 7-3 纯二氧化碳与氢氧化钠水溶液进行反应，假定液相上方水蒸气分压可不 计，试按双膜模型绘出气相及液相二氧化碳浓度分布示意图。 解： 气模 液膜 P CO2,g P CO2,i C CO2,i C CO2,L
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。
化学反应工程第二版课后答案
第一章习题 1 化学反应式与化学计量方程有何异同?化学反应式中计量系数与化学计量方程中的计量系数有何关系? 答：化学反应式中计量系数恒为正值，化学计量方程中反应物的计量系数与化学反应式中数值相同，符号相反，对于产物二者相同。 2 何谓基元反应?基元反应的动力学方程中活化能与反应级数的含义是什么? 何谓非基元反应?非基元反应的动力学方程中活化能与反应级数含义是什么? 答：如果反应物严格按照化学反应式一步直接转化生成产物，该反应是基元反应。基元反应符合质量作用定律。基元反应的活化能指1摩尔活化分子的平均能量比普通分子的平均能量的高出值。基元反应的反应级数是该反应的反应分子数。一切不符合质量作用定律的反应都是非基元反应。非基元反应的活化能没有明确的物理意义，仅决定了反应速率对温度的敏感程度。非基元反应的反应级数是经验数值，决定了反应速率对反应物浓度的敏感程度。 3 若将反应速率写成t c r d d A A - =-，有什么条件? 答：化学反应的进行不引起物系体积的变化，即恒容。 4 为什么均相液相反应过程的动力学方程实验测定采用间歇反应器? 答：在间歇反应器中可以直接得到反应时间和反应程度的关系，而这种关系仅是动力学方程的直接积分，与反应器大小和投料量无关。 5 现有如下基元反应过程，请写出各组分生成速率与浓度之间关系。 (1)A+2B →C (2)A+2B →C (3)2A+2B →C A+C →D B+C →D A+C →D C+D →E 解
(1) D 4C A 3D D 4C A 3C 22 B A 1C C 22B A 1B D 4C A 3C 22 B A 1A 22c k c c k r c k c c k c k c c k r c k c c k r c k c c k c k c c k r -=+--=+-=+-+-= (2) E 6D C 5D 4C B 3D E 6D C 5D 4C B 3C 22 B A 1C D 4C B 3C 22B A 1B C 22 B A 1A 22c k c c k c k c c k r c k c c k c k c c k c k c c k r c k c c k c k c c k r c k c c k r +--=+-+--=+-+-=+-= (3) D 4C A 3D D 4C A 3C 22 B 2A 1C C 22B 2A 1B D 4C A 3C 22 B 2A 1A 2222c k c c k r c k c c k c k c c k r c k c c k r c k c c k c k c c k r -=+--=+-=+-+-= 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 ()3 -1-363111 2643c P 2 B 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
化学反应工程期末考试真题
化学反应工程原理 一、选择题 1、气相反应 CO + 3H 2 CH 4 + H 2O 进料时无惰性气体，CO 与2H 以1∶2摩尔比进料， 则膨胀因子CO δ=__A_。 A. -2 B. -1 C. 1 D. 2 2、一级连串反应A S K 1 K 2 P 在间歇式反应器中，则目的产物P 的最大浓度=m ax ,P C ___A____。 A. 1 22 )(210K K K A K K C - B. 2 2/1120 ]1)/[(+K K C A C. 122 )(120K K K A K K C - D. 2 2/1210]1)/[(+K K C A 3、串联反应A → P （目的）→R + S ，目的产物P 与副产物S 的选择性 P S =__C_。 A. A A P P n n n n --00 B. 0 A P P n n n - C. 0 0S S P P n n n n -- D. 0 0R R P P n n n n -- 4、全混流反应器的容积效率η=1.0时，该反应的反应级数n___B__。 A. ＜0 B. =0 C. ≥0 D. ＞0 5 、对于单一反应组分的平行反应A P(主) S(副)，其瞬间收率P ?随A C 增大而单调下降，则最适合的反应器为 ____B__。 A. 平推流反应器 B. 全混流反应器 C. 多釜串联全混流反应器 D. 全混流串接平推流反应器 6、对于反应级数n ＞0的不可逆等温反应，为降低反应器容积，应选用____A___。 A. 平推流反应器 B. 全混流反应器 C. 循环操作的平推流反应器 D. 全混流串接平推流反应器 7 、一级不可逆液相反应 A 2R ，3 0/30.2m kmol C A =， 出口转化率 7.0=A x ，每批操作时间 h t t 06.20=+，装置的生产能力为50000 kg 产物R/天，R M =60，则反应器的体积V 为_C_3 m 。 A. 19.6 B. 20.2 C. 22.2 D. 23.4 8、在间歇反应器中进行等温一级反应A → B ， s l mol C r A A ?=-/01.0，当l mol C A /10=时，求反应至 l mol C A /01.0=所需时间t=____B___秒。 A. 400 B. 460 C. 500 D. 560 9、一级连串反应A → P → S 在全混流釜式反应器中进行，使目的产物P 浓度最大时的最优空时 = opt τ_____D__。 A. 1 212) /ln(K K K K - B. 1 221)/ln(K K K K - C. 2 112)/ln(K K K K D. 2 11K K 10、分批式操作的完全混合反应器非生产性时间0t 不包括下列哪一项____B___。
化学反应工程课后答案
1 绪 论 1.1在银催化剂上进行甲醇氧化为甲醛的反应： 进入反应器的原料气中，甲醇：空气：水蒸气=2：4：1.3（摩尔比），反应 后甲醇的转化率达72%，甲醛的收率为69.2%。试计算 （1） （1） 反应的选择性； （2） （2） 反应器出口气体的组成。 解：（1）由（1.7）式得反应的选择性为： （2）进入反应器的原料气中，甲醇：空气：水蒸气=2：4：1.3（摩尔比）， A P 出口甲醇、甲醛和二氧化碳的摩尔数n A 、n P 和n c 分别为： n A =n A0(1-X A )=7.672 mol n P =n A0Y P =18.96 mol n C =n A0(X A -Y P )=0.7672 mol 结合上述反应的化学计量式，水（n W ）、氧气（n O ）和氮气（n N ）的摩尔数分别为： n W =n W0+n P +2n C =38.30 mol n O =n O0-1/2n P -3/2n C =0.8788 mol n N =n N0=43.28 mol 1. 1. 2其主副反应如 下： 由于化学平衡的限制，反应过程中一氧化碳不可能全部转化成甲醇，为了提高原料的利用率，生产上采用循环操作，即将反应后的气体冷却，可凝组份变为液体即为粗甲醇，不凝组份如氢气及一氧化碳等部分放空，大部分经循环压缩 原料气 Bkg/h 粗甲醇 Akmol/h
100kmol 放空气 体 原料气和冷凝分离后的气体组成如下：（mol） 组分原料气冷凝分离后的气体 CO 26.82 15.49 H 2 68.25 69.78 CO 2 1.46 0.82 CH 4 0.55 3.62 N 2 2.92 10.29 粗甲醇的组成为CH 3OH 89.15%,(CH 3 ) 2 O 3.55%,C 3 H 9 OH 1.10%,H 2 O 6.20%,均为 重量百分率。在操作压力及温度下，其余组分均为不凝组分，但在冷凝冷却过程中可部分溶解于粗甲醇中，对1kg粗甲醇而言，其溶解量为CO 2 9.82g,CO 9.38g,H 2 1.76g,CH 4 2.14g,N 2 5.38g。若循环气与原料气之比为7.2（摩尔比）， 试计算： （1）（1）一氧化碳的单程转换率和全程转化率； （2）（2）甲醇的单程收率和全程收率。 解：（1）设新鲜原料气进料流量为100kmol/h，则根据已知条件，计算进料原料 i i i i i m i i 。 M’ m =∑y i M i =9.554 又设放空气体流量为Akmol/h，粗甲醇的流量为Bkg/h。对整个系统的N 2 作衡算 得： 5.38B/28×1000+0.1029A=2.92 (A) 对整个系统就所有物料作衡算得： 100×10.42=B+9.554A (B) 联立（A）、（B）两个方程，解之得 A=26.91kmol/h B=785.2kg/h 反应后产物中CO摩尔流量为
化学反应工程第三章答案
3 釜式反应器 3.1在等温间歇反应器中进行乙酸乙酯皂化反应： 325325+→+CH COOC H NaOH CH COONa C H OH 该反应对乙酸乙酯及氢氧化钠均为一级。反应开始时乙酸乙酯及氢氧化钠的浓度均为0.02mol/l ，反应速率常数等于5.6l/mol.min 。要求最终转化率达到95%。试问： （1） （1） 当反应器的反应体积为1m 3时，需要多长的反应时间？ （2） （2） 若反应器的反应体积为2m 3，，所需的反应时间又是多少？ 解：（1）002220 00001()(1)110.95169.6min(2.83) 5.60.0210.95 ===?---= ?=?-??Af Af X X A A A A A A A A A A A dX dX X t C C R k C X kC X h (2) 因为间歇反应器的反应时间与反应器的大小无关，所以反应时间仍为2.83h 。 3.2拟在等温间歇反应器中进行氯乙醇的皂化反应： 223222+→++CH ClCH OH NaHCO CH OHCH OH NaCl CO 以生产乙二醇，产量为20㎏/h ，使用15%（重量）的NaHCO 3水溶液及30%（重量）的氯乙醇水溶液作原料，反应器装料中氯乙醇和碳酸氢钠的摩尔比为1：1，混合液的比重为1.02。该反应对氯乙醇和碳酸氢钠均为一级，在反应温度下反应速率常数等于5.2l/mol.h ，要求转化率达到95%。 （1） （1） 若辅助时间为0.5h ，试计算反应器的有效体积； （2） （2） 若装填系数取0.75，试计算反应器的实际体积。 解：氯乙醇，碳酸氢钠，和乙二醇的分子量分别为80.5,84 和 62kg/kmol,每小时产乙二醇：20/62=0.3226 kmol/h 每小时需氯乙醇：0.326680.5 91.11/0.9530%?=?kg h 每小时需碳酸氢钠：0.326684 190.2/0.9515%?=?kg h 原料体积流量： 091.11190.2 275.8/1.02+= =Q l h 氯乙醇初始浓度：00.32661000 1.231/0.95275.8?==?A C mol l 反应时间： 02000110.95 2.968(1) 5.2 1.23110.95===?=-?-??Af Af X X A A A A B A A dX dX t C h kC C kC X 反应体积：0(')275.8(2.9680.5)956.5=+=?+=r V Q t t l
最新化学反应工程基本概念
第一章 1 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 2. 所谓数学模型是指 (用数学方法表达各变量间的关系)。 3 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、4 热量衡算式、动量衡算式和参数计算式） 5 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）。6 5. 模型参数随空间而变化的数学模型称为（分布参数模型）。 7 6. 模型参数随时间而变化的数学模型称为（非定态模型）。 8 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 9 量)。 10 第二章 11 1. 均相反应是指 (在均一的液相或气相中进行的反应)。 12 2. 对于反应aA + bB → pP + sS，则r P =( p/a )r A 。 13 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14 始的物料A的量)。 15 4. 产物P的收率Φ P 与得率Х P 和转化率x A 间的关系为( Xp/Xa )。 16 17 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 18 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 。 19 6.对反应aA + bB → pP + sS的膨胀因子的定义式为（P+S）-(A+B))/A 。 20
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)。 21 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。 22 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。 23 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)。 24 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 25 S p 与 (A的浓度)无关，仅是 (A的浓度) 的函数。 26 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 27 高选择性S P 应(提到温度)。 28 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29 率，应(降低)k 2/k 1 。 30 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 31 的物质的量) 32 15. 产物P的瞬时收率φ P 的定义式为(生成的物质的量/反应的A的物质的量) 33 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 34 间内生成产物S的物质的量) 35 17. 由A和B进行均相二级不可逆反应α A A+α B B = α S S，速率方程为： 36 r A =－dC A /dt=kC A C b 。 37 求：（1）当C A0/C B0 =α A /α B 时的积分式 38 （2）当C A0/C B0 =λ≠α A /α B 时的积分式 39
《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_______
化学反应工程
27060 化学反应工程 南京工业大学编（高纲号0322） Ⅰ课程性质、地位和任务 “化学反应工程”是化学工程学科的一个分支，是化学工程与工艺专业学生必修的一门专业基础技术课程。它以工业反应过程为主要研究对象，研究反应过程速率及其变化规律；研究反应器内的传递特性及其对化学反应的影响。为学生今后从事化工反应技术开发、反应器的设计与放大、反应过程操作优化等诸方面工作奠定基础。 本课程在学生学习了“高等数学”、“大学物理”、“化学”、“物理化学”、“化工原理”等课程基础上进行。课程总学时为100，即5学分。 通过本课程的学习，学生应比较牢固地掌握化学反应工程的基本原理和计算方法，应能联系化工实际，在反应工程理论的指导下，对反应过程和反应器进行初步的分析和设计计算。 Ⅱ自学考试要求 第一章绪论 （一）主要内容 1.化学反应工程的研究内容 2.化学反应工程的研究方法 3.化学反应工程的学科系统的编排 （二）自学考试要求 1.化学反应工程的研究内容 理解化学反应工程学是研究化学反应的工程问题的科学；传递过程（即反应器内的动量、热量和质量传递，简称“三传”）与反应动力学是构成化学反应工程最基本的两个支柱等说法的含义。理解化学反应工程学与相关学科的联系，化学反应工程本身的专门范畴。 2.化学反应工程的研究方法 理解化学反应工程的基本研究方法是数学模型法，数学模型的主要内容及其相互关系， 了解数学模拟放大法的大体步骤。 3.化学反应工程的学科系统和编排 理解按反应操作方式、反应器型式、和化学反应相态进行分类的方法；本课程编排的原 则和方法。 绪论部分在初次学习时，只能做到大体了解、待全部内容学习完毕后，应重新学习绪论， 才能做到理解。 第二章均相反应的动力学基础
《化学反应工程》试题及答案
《化学反应工程》试题 一、填空题 1. 质量传递 、 热量传递 、 动量传递 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=累 积 。 3. 着眼组分A 转化率x A 的定义式为 x A =(n A0-n A )/n A0 。 4. 总反应级数不可能大于 3 。 5. 反应速率-r A =kC A C B 的单位为kmol/m 3·h ，速率常数k 的因次为 m 3/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 m 3/kg ·h 。 7. 反应速率2 /1A A kC r =-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2.1010000lg +-=T k ，其活化能为 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 105 倍。 10. 某反应在450℃时的反应速率是400℃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 2+O 2==2SO 3的膨胀因子2 SO δ等于 。 12. 非等分子反应N 2+3H 2==2NH 3的膨胀因子2 H δ等于 –2/3 。 13. 反应N 2+3H 2==2NH 3中（2 N r -）= 1/3 （2 H r -）= 1/2 3 NH r 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 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 C A0(1-x A )n ，转化率为 1-(1-x A )n 。 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 A A x n x )1(11-+-，转化率为A A x n nx )1(1-+。 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 P 的定义为 (n P -n P0)/ (n S -n S0) 。
化学反应工程复习题
《化学反应工程原理》复习思考题 第一章绪论 1、了解化学反应工程的研究内容和研究方法。 2、几个常用指标的定义及计算：转化率、选择性、收率。 第二章化学反应动力学 1、化学反应速率的工程表示，气固相催化反应及气液相非均相反应反应区的取法。 2、反应速率常数的单位及其换算。 3、复杂反应的反应速率表达式（可逆、平行、连串、自催化）。 4、气固相催化反应的步骤及基本特征。 5、物理吸附与化学吸附的特点。 6、理想吸附等温方程的导出及应用（单组分吸附、解离吸附、混合吸附）。 7、气固相催化反应动力学方程的推导步骤。 8、不同控制步骤的理想吸附模型的动力学方程的推导。 9、由已知的动力学方程推测反应机理。 第三章理想间歇反应器与典型化学反应的基本特征 1、反应器设计的基本方程式。 2、理想间歇反应器的特点。 3、理想间歇反应器等温、等容一级、二级反应反应时间的计算及反应器体积的计算。 4、自催化反应的特点及最佳工艺条件的确定及最佳反应器形式的选择。 5、理想间歇反应器最优反应时间的计算. 7、可逆反应的反应速率，分析其浓度效应及温度效应。 8、平行反应选择率的浓度效应及温度效应分析。 9、平行反应反应器形式和操作方式的选择。 10、串连反应反应物及产物的浓度分布，t opt C p.max的计算。 11、串连反应的温度效应及浓度效应分析。 第四章理想管式反应器
1、理想管式反应器的特点。 2、理想管式反应器内进行一级、二级等容、变容反应的计算。 3、空时、空速、停留时间的概念及计算。 4、膨胀率、膨胀因子的定义，变分子数反应过程反应器的计算。 第五章理想连续流动釜式反应器 1、全混流反应器的特点。 2、全混流反应器的基础方程及应用。 3、全混釜中进行零级、一级、二级等温、等容反应时的解析法计算。 4、全混釜的图解计算原理及图解示意。 5、全混流反应器中的浓度分布与返混，返混对反应的影响。 6、返混产生的原因及限制返混的措施。 7、多釜串联反应器进行一级、二级不可逆反应的解析法计算。 8、多釜串联反应器的图解法计算原理。 第七章化学反应过程的优化 1、简单反应过程平推流反应器与全混流反应器的比较及反应器形式的选择。 2、多釜串连反应器串连段数的选择分析。 3、自催化反应反应器的选型分析。 4、可逆放热反应速率随温度的变化规律，平衡温度和最优温度的概念。 5、平行反应选择率的温度效应及浓度效应分析，反应器的选型，操作方式的确定。 6、串连反应影响选择率和收率的因素分析，反应器的选型及操作方式的确定。 7、平推流与全混釜的组合方式及其计算。 第八章气固相催化反应过程的传递现象 1、气固相催化反应的全过程及特点。 2、等温条件下催化剂颗粒的外部效率因子的定义。 3、外扩散、内扩散对平行反应、连串反应选择性的影响分析。 4、气体流速对外扩散的影响分析。 5、等温条件下催化剂颗粒的内部效率因子的定义。
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 > }。
化学反应工程作业答案
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
化学反应工程考试题
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》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》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