《化学反应工程》习题
化学反应工程练习题
化学反应⼯程练习题化学反应⼯程练习题⼀．填空1.对反应速率与浓度成正效应的反应分别采⽤全混流、平推流、多级串联全混流反应器其反应器体积的⼤⼩关系为__________。
2. 拟均相模型：对于多相催化反应，忽略催化剂内外__________和__________的差异，将反应当成均相反应。
3.反应器处在⾮稳定的操作状态下，当操作参数有⼩的扰动，反应器的局部地⽅或整个反应器中的温度便会⼤幅度地上升的现象，称为__________。
4. 对于恒容的平推流管式反应器__________、__________、__________⼀致。
5.全混流反应器的空时τ是__________与__________之⽐。
6.消除外扩散影响最有效的措施是__________；消除内扩散影响最有效的措施是__________。
7. 在有滞留区存在的釜式反应器E(θ)图中，，当θ=0时，E(θ)=__________1（填<，>或=）。
8. 平推流反应器的F 函数的⽆因次时间表达式为__________，其⽆因次⽅差σ2＝__________，⽽全混流反应器的⽆因次⽅差σ2＝__________。
9.脉冲⽰踪法根据检测到的浓度变化曲线可以直接得到__________曲线，阶跃⽰踪法根据检测到的浓度变化曲线可以直接得到__________曲线。
10. 某⼀级不可逆⽓固催化反应，在反应温度150℃下，测得k P =5s -1,有效扩散系数D eA =0.2cm 2/s 。
当颗粒直径为0.1mm 时，内扩散系数为。
11. ⼀级不可逆液相反应，A → 2R ，L kmol C A /3.20=，出⼝转化率7.0=A X ，每批操作时间2.06h ，装置的⽣产能⼒为50000 kg 产物R/天，=60，则反应器的体积V 为_______。
12. 某⼆级液相反应A+B==C ，已知在间歇全混釜反应器中达到x A =0.99需反应时间为10 min ，在平推流反应器中进⾏时，空时τ=__________。
化学反应工程试题及答案
化学反应工程试题及答案一、选择题（每题2分，共10分）1. 化学反应工程中，反应速率常数k与温度的关系遵循（）。
A. Arrhenius方程B. Van't Hoff方程C. Le Chatelier原理D. Nernst方程2. 在固定床反应器中，流体通过催化剂床层的流动方式是（）。
A. 并流B. 逆流C. 交叉流D. 层流3. 以下哪种催化剂不属于均相催化剂？（）A. 酸B. 碱C. 金属D. 酶4. 反应器的体积效率是指（）。
A. 反应器体积与所需反应体积的比值B. 反应器体积与实际反应体积的比值C. 反应器体积与理论反应体积的比值D. 反应器体积与催化剂体积的比值5. 在反应器设计中，为了提高反应速率，通常采取的措施是（）。
A. 增加反应物浓度B. 提高反应温度C. 增加催化剂用量D. 以上都是二、填空题（每空1分，共10分）1. 在化学反应工程中，反应速率的表达式通常为__________。
2. 反应器的类型主要包括__________、__________和__________。
3. 催化剂的作用是__________反应速率，而不影响__________。
4. 反应器设计时，需要考虑的主要因素包括__________、__________和__________。
5. 根据反应器内物料流动的特点，可以将反应器分为__________流动和__________流动。
三、简答题（每题5分，共20分）1. 简述反应速率和反应速率常数的区别。
2. 描述固定床反应器和流化床反应器的主要区别。
3. 解释为什么在某些情况下需要使用催化剂。
4. 讨论温度对化学反应速率的影响及其在工业应用中的意义。
四、计算题（每题10分，共20分）1. 已知某化学反应的速率常数k=0.05 s^-1，反应物A的初始浓度为1 mol/L，求10秒后A的浓度。
2. 假设一个完全混合反应器中进行一级反应，反应物B的初始浓度为2 mol/L，反应速率常数k=0.02 min^-1，求5分钟后B的浓度。
化学反应工程测试习题集(精心整理)
化学反应工程测试习题集（精心整理）第一章绪论1.化学反应工程是一门研究______________的科学。
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。
3._______是化学反应工程的基础。
）4.化学反应过程按操作方法分为_______、_______、_______操作。
5.化学反应工程中的“三传一反”中的三传是指_______、_______、_______。
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_______。
A．化学反应B.反应工程C.反应热力学D.反应动力学9.“三传一反”是化学反应工程的基础，下列不属于三传的是_______。
A.能量传递B.质量传递C.热量传递D.动量传递第二章均相反应动力学1.均相反应是指_。
pP+S对于反应，则rP_______(rA)。
2.aA+bB3.着眼反应组分K的转化率的定义式为_______。
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_______。
5.化学反应速率式为rAKCCACB，用浓度表示的速率常数为KC，假定符合理想气体状态方程，如用压力表示的速率常数KP，则KC=_______KP。
6.化学反应的总级数为n，如用浓度表示的速率常数为KC，用逸度表示的速率常数，则KC=_______f。
K7.化学反应的总级数为n，如用浓度表示的速率常数为KC，用气体摩尔分率表示的速率常数y，则KC=_______Ky。
8.在构成反应机理的诸个基元反应中，如果有一个基元反应的速率较之其他基元反应慢得多，他的反应速率即代表整个反应的速率，其他基元反应可视为处于_______。
9.当构成反应机理的诸个基元反应的速率具有相同的数量级时，既不存在速率控制步骤时，可假定所有各步基元反应都处于_______。
化学反应工程习题及答案
题目：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。
正确答案：错题目：相同条件下，分别用下列反应器处理物料，比较反应器有效容积的大小。
①单段全混流反应器（V R1）②四个体积相同的全混流反应器串联（V R2）③两个体积相同的全混流反应器串联（V R3）④平推流反应器（V R4）则（V R4）＞（V R2）＞（V R3）＞（V R1）正确答案：错题目：设备放大，造成微元停留时间分布和返混程度改变，放大时反应结果恶化。
正确答案：对题目：生产能力是相同条件下，单位时间、单位反应器体积所能获得的（产物量），或完成相同生产任务，所需反应器的（体积）。
题目：化工生产中应用于均相反应过程的化学反应器主要有（釜式）反应器和（管式）反应器。
题目：釜式反应器的基本结构主要包括反应器（壳体）、（搅拌器）、（密封装置）和（换热装置）等。
题目：手孔或人孔的安设是为了检查（内部空间）以及安装和拆卸设备（内部构件）。
题目：釜式反应器中夹套式换热器适用于传热面积（较小），传热介质压力（较低）的情况。
题目：基元反应的级数即为化学反应式的（计量系数），对非基元反应的级数通过（实验）确定。
题目：单一反应利用（转化率）可以确定反应物转化量与产物生成量之间的关系。
题目：间歇反应，只要C ＡＯ相同，无论处理量多少，达一定（转化率）每批所需的（反应时间）相同。
题目：对同一反应在相同条件下，达到相同转化率，全混釜反应器所需有效体积（最大），平推流反应器所需有效体积（最小），多釜串联全混釜所需有效体积（介于其间）。
题目：一级不可逆反应，其反应速率方程为（－r A =kC A a ）,反应时间与转化率的关系为（kt )x 11ln(A =-）。
题目：复合反应动力学为由两个以上（化学反应计量式）或（动力学方程式）表示的化学反应过程。
题目：间歇釜式反应器有效体积不但与（反应时间）有关，还与（非生产时间）有关。
专科《化学反应工程》_试卷_答案
专科《化学反应工程》一、（共75题，共150分）1。
全混流反应器中有( ）个稳定的定常态操作点。
(2分）A。
1 B.２ C。
3 D。
4。
标准答案：B２. 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CP,ｍax=( )。
(2分）A。
B。
C。
D。
.标准答案:B３。
轴向分散模型的物料衡算方程在（）式边界条件下有解析解。
（２分)A.闭—闭 B。
开—闭Ｃ。
闭—开 D.开-开．标准答案：D4。
反应级数ｎ＝( ）时微观流体和宏观流体具有相同的反应结果。
（2分）Ａ。
0 B．０。
5 C.１Ｄ。
2。
标准答案：C5. 催化剂在使用过程中会逐渐失活，其失活速率式为，当进料中的杂质吸附极牢以及对产物无内扩散阻力时,d为（）。
（2分)A。
B。
=1C。
→3D。
标准答案：Ａ6。
等温液相反应为目的产物，有下列四种方案可供选择，从提高P的收率着眼适宜选用( ).（2分）A．间歇釜式反应器，A和Ｂ一次性加入Ｂ。
全混流反应器C。
半间歇釜式反应器，A一次性加入，B连续滴加Ｄ.半间歇釜式反应器,B一次性加入，A连续滴加。
标准答案：D7.乙苯在催化剂上脱氢生成苯乙烯,经一段时间反应后，苯乙烯生成量不再增加,乙苯仍大量存在,表明这是一个（ )反应。
（2分）A。
慢速Ｂ．可逆C。
自催化Ｄ.不可逆。
标准答案:B8。
催化剂颗粒扩散的无因次扩散模数值的大小反映了表面反应速率与( ）之比。
（2分) A。
扩散速率 B。
外扩散速率C.内扩散速率Ｄ．实际反应速率。
标准答案：C9．不属于气固相催化反应固定床反应器拟均相二维模型的特点是( ). (2分）A．粒子与流体间有温度差 B。
粒子与流体间无温度差C。
床层径向有温度梯度 D。
床层轴向有温度梯度。
标准答案:A10。
气固催化反应的内扩散模数,其中L为特征长度，若颗粒为球形则L=（ )。
（2分) A．厚度/2Ｂ。
ＲC。
R／2 D．R／３.标准答案：Ｄ１1。
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( ）．（2分)A。
化学反应工程(梁斌)习题答案
rA=kCACBb/a 请问后一种速率方程式是否正确，为什么？
习题 2.3
什么是基元反应？
反应物分子在碰撞中一步直接转化为生成物分子的反应.
通常对基元反应而言,可以说:单分子反应、双分 子反应、三分子反应
• r=k+θAθB-k-θCθV
• r=k(pApB-pc/K)/(1+KApA+KBpB+KcPc)2
• k=k+KAKB
K=k+KAKB/(k-KC)
习题2.10
• (2) 机理:A+σ1Aσ B+σ2Bσ2 Aσ1+Bσ2Cσ2+σ2 (控制步骤) Cσ2C+σ2
• 在210℃等温条件下,进行亚硝酸乙酯的气相分解反 应
C2H5ONO NO 0.5CH3CHO 0.5C2H5OH
该反应为一级不可逆反应,反应速率常数与温度的关系
为:
k 1.39 1014 exp( 37700)
RgT
活化能E的单位为cal/mol,若反应在恒容下进行,系统起 始状态为1at的纯亚硝酸乙酯,试计算亚硝酸乙酯分 解率为80%时,亚硝酸分解速率及乙醇的生成速率.
习题2.1
• C6H12O6+6O2+inert=6CO2+ 6H2O+inert
• mol
20.96 79 0.04
79 t=0
• mol 20.96(1-x) 79 0.04+20.96x 20.96x 79 t=t
• 反应前后O2与CO2摩尔数之和应不变,则反应后总 摩尔数为:
《化学反应工程》作业考核试题
9.当前用于描述气—液两相流相间传质的模型有按非稳态扩散处理模型，如()
A.双膜模型
B.溶质渗透模型
C.溶剂渗透模型
D.表面更新模型
10.理想反应器是指
A.完全混合反应器
B.釜式反应器
C.管式反应器
D.活塞流反应器
三、判断题(共10道试题,共20分)
A.物理吸附
B.化学反应
C.化学吸附
D.质量传递
28.非理想流动反应器的方差随偏离平推流反应器的程度而_______。
A.减少
B.增大
C.先增大后减少
D.不变
29.下列属于均相反应的是（）
A.乙酸乙酯水解
B.CuO的还原
C.加氢脱硫
D.电石水解
30.气—固相催化反应的内扩散模数的大小可判别内扩散的影响程度，内扩散模数愈小，内外浓度愈近于（）
1.间歇釜式反应器操作的优化分析是以单位操作时间的产率最大、生产经费最低为目标进行优化的。（）
A.错误
B.正确
2.平推流管式反应器t=t平均时，E（t）=无穷。（）
A.错误
B.正确
3.对于绝热操作的放热反应，最合适的反应器为平推流反应器。（）
A.错误
B.正确
4.当微孔孔径小于分子的自由程0.1um时，分子与孔壁的碰撞机会超过了分子间的相互碰撞，而成为扩散阻力的主要因素，这种扩散为分子扩散。（）
C.材料节省
D.结构简单
8.对于化学反应的认识，下面正确的是()
A.化学反应的转化率、目的产物的收率仅与化学反应本身和使用的催化剂有关系
B.化学反应的转化率、目的产物的收率不仅与化学反应本身和使用的催化剂有关，而且还与反应器内流体的流动方式有关
《化学反应工程》期末考试试题及答案
《化学反应工程》期末考试试题及答案《化学反应工程》期末考试试题及答案一、选择题1、在化学反应工程中，反应时间的优化通常取决于哪些因素？ A. 反应物的浓度 B. 反应温度 C. 催化剂的活性 D. 上述所有因素答案：D2、下列哪一项不是化学反应工程的研究内容？ A. 反应过程的热量平衡 B. 反应动力学 C. 化工工艺流程设计 D. 反应器设计答案：C 3、关于反应速率，以下哪种说法是正确的？ A. 反应速率通常与反应物的浓度成正比 B. 反应速率通常与反应温度成正比 C. 反应速率与反应物的浓度和反应温度都有关 D. 反应速率与反应物的浓度和反应温度都无关答案：C4、在化学反应工程中，我们如何定义催化剂的活性？ A. 催化剂的表面积与反应物分子数的比值 B. 催化剂的重量与反应物分子数的比值 C. 催化剂的活性是催化剂的一种内在属性，无法定义 D. 催化剂的活性是催化剂在一定温度下，对特定反应的催化效率答案：D 5、关于催化剂在化学反应工程中的作用，以下哪种说法是错误的？ A. 提高反应速率 B. 提高产物的选择性 C. 可以降低反应的活化能 D.可以使反应在更低的温度下进行答案：B二、填空题1、化学反应工程的基本理论包括________、和。
答案：化学动力学；传递过程；热力学2、化学反应工程的研究对象是________，研究内容是________。
答案：化学反应过程；反应过程的优化与控制、反应器和设备的放大设计与优化、新型高效分离技术的开发与应用等3、对于一个放热反应，降低反应温度可能会________，增加反应时间可能会________。
答案：增加反应速率；提高产物的选择性4、催化剂的活性与________、________、________和________有关。
答案：催化剂的表面积；催化剂的晶格结构；催化剂的酸碱性；反应物的性质5、在一个化学反应过程中，当反应物的浓度为定值时，增加________可能会增加反应速率。
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《化学反应工程》习题答案一、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.非等分子反应2SO 2+O 2==2SO 3的膨胀因子2SO δ等于 -0.5 。
9. 非等分子反应N 2+3H 2==2NH 3的膨胀因子2H δ等于 –2/3 。
10. 反应N 2+3H 2==2NH 3中（2N r -）= 1/3 （2H r -）= 1/2 3NH r11. 反应活化能E 越 大 ，反应速率对温度越敏感。
12. 对于特定的活化能，温度越低温度对反应速率的影响越 大 。
13. 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) 。
14. 某反应目的产物和着眼组分分别为P 和A 其收率ΦP 的定义为 (n P -n P0)/ (n A0-n A ) 。
15. 返混的定义： 不同停留时间流体微团间的混合 。
16. 平推流反应器的返混为 0 ；全混流反应器的返混为 ∞ 。
17. 空时的定义为 反应器体积与进口体积流量之比 。
18. 针对着眼组分A 的全混流反应器的设计方程为AA A r x F V -=0。
19. 不考虑辅助时间，对反应级数大于0的反应，分批式完全混合反应器优于全混流反应器。
20. 反应级数>0时，多个全混流反应器串联的反应效果 优于全混流反应器。
21. 反应级数<0时，多个全混流反应器串联的反应效果 差于 全混流反应器。
22. 反应级数>0时，平推流反应器的反应效果 优于 全混流反应器。
23. 反应级数<0时，平推流反应器的反应效果差于 全混流反应器。
24. 对反应速率与浓度成正效应的反应分别采用全混流、平推流、多级串联全混流反应器其反应器体积的大小关系为 全混流＞多级串联全混流＞平推流 ；25. 通常自催化反应较合理的反应器组合方式为 全混流 + 平推流 。
26. 相同转化率下，可逆放热反应的平衡温度 高于 最优温度。
27. 主反应级数大于副反应级数的平行反应，优先选择 平推流 反应器。
28. 主反应级数小于副反应级数的平行反应，优先选择 全混流 反应器。
29. 要提高串联反应中间产物P 收率，优先选择 平推流 反应器。
30. 主反应级活化能小于副反应活化能的平行反应，宜采用 低 温操作。
31. 主反应级活化能大于副反应活化能的平行反应，宜采用 高 温操作。
32. 停留时间分布密度函数的归一化性质的数学表达式⎰∞=00.1)(dt t E 。
33. 定常态连续流动系统，F (0)= 0 ；F (∞)= 1 。
34. 定常态连续流动系统，F (t)与E (t)的关系⎰=tdt t E t F 0)()(。
35. 采用无因次化停留时间后，E (θ)与E (t) 的关系为)()(t E t E =θ。
36. 采用无因次化停留时间后，F (θ)与F (t) 的关系为 F (θ)=F (t) 。
37. 无因次方差2θσ与方差2t σ的关系为222/t t σσθ=。
38. 平推流反应器的2θσ= 0 ；而全混流反应器的2θσ= 1 。
39. 两种理想流动方式为 平推流 和 全混流 。
40. 非理想流动2θσ的数值范围是 0~1 。
41. 循环操作平推流反应器循环比越 大 返混越大。
42. N 个等体积全混釜串联的停留时间分布的无因次方差2θσ= 1/N 。
43. 多级全混釜串联模型当釜数N= 1 为全混流，当N= ∞ 为平推流。
44. 平推流的E (t)=0 当t t ≠、=∞当t t = ；F (t)= 0 当t t <、=1当t t ≤。
45. 工业催化剂所必备的三个主要条件：选择性高 、活性好 和 寿命长 。
46. 化学吸附的吸附选择性要 高于 物理吸附的吸附选择性。
47. 化学吸附的吸附热要 大于 物理吸附的吸附热。
48. 化学吸附常为 单 分子层吸附，而物理吸附常为 多 分子层吸附。
49. 操作温度越高物理吸附 越弱 ，化学吸附 越强 ；50. 在气固相催化反应中动力学控制包括 表面吸附 、 表面反应 和 表面脱附 。
51. 固体颗粒中当孔径 较大时 以分子扩散为主，而当孔径 较小时 以努森扩散为主。
52. 气固相催化串联反应，内扩散的存在会使中间产物的选择性 下降 。
53. 气固相催化平行反应，内扩散的存在会使高级数反应产物的选择性 下降 。
二、计算分析题1. 在恒容条件下，反应A+2B==R ，原料气组成为C A0=C B0=100kmol /m 3，计算当C B =20kmol /m 3时，计算反应转化率x A 、x B 及各组分的浓度。
解：在恒容条件下：x B =( C B0- C B )/ C B0=0.8由C A0- C A =( C B0- C B )/2得到：C A =20 kmol /m 3=60 kmol /m 3x A =( C A0- C A )/ C A0=0.42. 等温下在间歇反应器中进行一级不可逆液相分解反应A==B+C ，在5min 内有50%的A 分解，要达到分解率为75%，问需多少反应时间？若反应为2级，则需多少反应时间？ 解：一级反应：)1ln(111ln 1)1(000A A x A A A A x k x k x kC dx Ct A --=-=-=⎰ 二级反应：A A A x A A A x x kC x kC dx C t A A -∙=-=⎰11)1(002200 3. 在间歇反应器中进行等温二级反应A==B ，反应速率：)/(01.02s L mol C r A A ⋅=-当C A0分别为1、5、10mol/L 时，分别计算反应至C A =0.01mol/L 所需的时间。
解：在间歇反应器中可视为恒容反应可视为：201.0A A C dt dC =-当C A0=1mol/L 时，t =9900s当C A0=5mol/L 时，t =9950s当C A0=10mol/L 时，t =9990s4. 某一级气相反应A==2P ，反应速率常数k =0.5min -1，按下列条件进行间歇恒容反应，1min 后反应器内的总压为多少？反应条件：(1)1atm 纯A ；(2) 10atm 纯A ；(3)1atm A 和9atm 惰性气体。
解：一级反应：)1(A A x k dtdx -= 393.0115.0=-=-=--e e x kt A δA =(2-1)/1=1 n =n 0(1+δA y A0x A )= n 0(1+ y A0x A ) P =P 0 (1+ y A0x A )(1) 1atm 纯A ：y A0=1 P =P 0 (1+ y A0x A )=1.393atm(2) 10atm 纯A ：y A0=1 P =P 0 (1+ y A0x A )=13.93atm(3) 1atm A 和9atm 惰性气体：y A0=0.1 P =P 0 (1+ y A0x A )=10.393atm(4) 一级等温反应A==P ，活化能为83140J/mol ，在平推流反应器中进行反应，反应温度为420K ，反应器体积为V p ，如改为全混流反应器，其体积为V m ，为达到相同的转化率x A =0.6，（1）若反应操作温度相同，则V m /V p 之值应为多少？（2）若V m /V p =1，则全混流反应器的操作温度应为多少？解：（1）A A A A m x x kC F V -∙=100 AA A P x kC F V -=11ln 00 （2）V m /V p =1，同样得到：94.211ln /1=--=A A A P m x x x k km RT E e k k m -=0 p RT E e k k p -=0 94.2)(11=-m T P T R E e 代入数据得到：T m =440K5. 平行反应：其中P 为目的产物，在等温操作中，证明：采用全混流反应器最大产物浓度C Pmax =C A0；采用平推流反应器最大产物浓度C Pmax = /(1+ C A0)。
6. 液相反应从有利于产品分布的观点，（1）将下列操作方式按优→劣顺序排（22（1）若反应器为平推流反应器，试求：(a)F (1)；(b)E (1)；(c)F (0.8)；(d)E (0.8)；(e)E (1.2)（2）若反应器为全混流反应器，试求：(a)F (1)；(b)E (1)；(c)F (0.8)；(d)E (0.8)；(e)E (1.2)A P r P =1S r S =2C AT r T =C A 2 A+B S(副反应) r S =k 2C A 2.0C B 0.2 r R =k 1C A 0.6C B 1.2 ① ② ③ ④。