(完整)化学反应工程试卷及答案,推荐文档
(完整版)反应工程总复习题(答案)
59、可逆放热反应的x-T曲线如图所示，在图中A-H各点中：反应速率为零的点为：
（A）
（A）A和B和C（B）D和E和F（C）G和H
60、如上图，在D、E、F三点中，反应速率由大到小的顺序为：（A）
（A）D>E>F（B）D<E<F（C）无法确定
二、多选题（共20小题，每题1分）
1、一个反应器的特性一般从如下哪几个方面进行描述？（BCE）
A、体积大小B、物质传递C、热量传递D、形状E、动量传递
2、稳态连续操作的反应器特点包括：（BC）
A、参数随时间变化B、参数随空间变化C、累积量为零D、累积量不为零
32、理想平推流反应器达到稳定的定常态操作时，下列哪些说法是正确的：（BC）
C、增大反应器直径D、提高反应器长度
9、固定催化反应床层的空隙率 是影响床层流体流动特性的重要参数，一般情况下当 过大或床层填充不匀时，会导致流体产生：（ABC）
A、沟流现象B、短路流C、壁效应D、床层热点
10、若气固多相催化反应器内存在沟流现象，可以通过下述哪种措施加以改良：（AB）
A、减小催化剂粒径B、改善床层空隙率均一C、增大反应器直径
A、瞬间理想混合B、返混程度为零
C、出口物料参数与器内相同D、独立变量为空间
7、其一级不可逆反应在CSTR中进行时可能有1至3个定常态操作点，则稳定的操作点可能有几个？（ABC）
A、没有B、1个C、2个D、3个
8、可以通过下述何种方式来有效消除固定床反应器的壁效应现象：（BC）
A、增大催化剂颗粒粒径B、减少催化剂颗粒粒径
a、C-Fb、A-Bc、D-Ed、Ge、C
16、对于多段绝热固定床反应器，采用段间换热装置的目的主要是为了：（AB）
《化学反应工程》期末考试试题及答案解读(可编辑修改word版)
r二、填空题（每题 5 分，共 30 分）1. 一不可逆反应，当反应温度从 25℃升高到 35℃时，反应速率增加一倍，则该反应的活化能为 52894 J ／m o l。
lnk 2E ( 1 1) ln 2 k 1 R T 1 E ( 1 T 2 1) ln 28.314 298 308 解 ： E 52894J / mol ，2.一气固催化反应 A + B → R ，若本征反应速率方程为：则该反应可能的反应机理为A σ AσB 22σ2BσA σB σk SR σ σ为 为Rσ R σ3. 间歇釜反应器中进行如下反应：A P A S(1)－r A1＝k 1C A a1(2) －r A2=k 2C A a2在 C A0 和反应时间保持不变下，降低反应温度，釜液中 C P /C S 增大，表明活化能 E1 与 E2 的 相对大小为 E1<E2 ；在温度和反应时间保持不变下，增高反应浓度，釜液中 C P /C S 增大，表明反应级数 a l 、a 2 的相对大小为 a l >a 2 。
A ．a l >a 2B ．a l <a 2C ．活化能 E l <E 2D ．活化能E l >E 2 20.984. 从反应器停留时间分布测定中,求得无因次方差20.02,反应器可视为 全混流反应器 又若求得无因次方差 ,则反应器可视为 活塞流反应器 。
5. 有两个有效容积不等的全混流反应器串联操作，反应为二级不可逆反应 A→P，若大釜在 先，小釜在后，出口转化率为 x A1，小釜在先、大釜在后，则出口转化率为 x A2，两种情况下， 进料流速、进料浓度和反应温度均相同，比较 x A1 和 x A2 的相对大小为x A1<x A2。
r k C 2 C 0.5 6. 在固定床反应器中，分别进行一级和二级不可逆气固催化反应，试P 比较1a 、A b 两B 处的η rk C 0.5C 2值大小（a 处靠近反应器的进口，b 处靠近反应器的出口），并说明理由Q 。
(完整版)《化学反应工程》期末考试试题及答案解读
二、填空题（每题5分，共30分）1．一不可逆反应，当反应温度从25℃升高到35℃时，反应速率增加一倍，则该反应的活化能为 52894 J ／mol 。
解：mol J E E T T R E k k /528942ln )30812981(314.82ln )11(ln 2112=∴=-==-=，2．一气固催化反应R B A →+，若本征反应速率方程为：则该反应可能的反应机理为σR R σσR σB σA σB σσB A σσA S k +⇔+−→−+⇔+⇔+）此步为速率控制步骤 ( 2223．间歇釜反应器中进行如下反应：P A → (1) －r A1＝k 1C A a1S A → (2) －r A2=k 2C A a2在C A0和反应时间保持不变下，降低反应温度，釜液中C P /C S 增大，表明活化能E1与E2的相对大小为 E1<E2 ；在温度和反应时间保持不变下，增高反应浓度，釜液中C P /C S 增大，表明反应级数al 、a2的相对大小为 al>a2 。
A ．al>a2B ．al<a2C ．活化能El<E2D ．活化能El>E2 4．从反应器停留时间分布测定中,求得无因次方差98.02=θσ,反应器可视为 全混流反应器 又若求得无因次方差02.02=θσ,则反应器可视为 活塞流反应器 。
5．有两个有效容积不等的全混流反应器串联操作，反应为二级不可逆反应A →P ，若大釜在先，小釜在后，出口转化率为x A1，小釜在先、大釜在后，则出口转化率为x A2，两种情况下，进料流速、进料浓度和反应温度均相同，比较x A1和x A2的相对大小为 x A1<x A2 。
6. 在固定床反应器中，分别进行一级和二级不可逆气固催化反应，试比较a 、b 两处的η值大小（a 处靠近反应器的进口，b 处靠近反应器的出口），并说明理由。
（1）一级放热反应，绝热操作；ηa >ηb（2）二级反应，等温操作。
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。
(完整版)《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 +-=Tk ，其活化能为 83.14kJ/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） 186.3kJ/mol 。
11. 非等分子反应2SO 2+O 2==2SO 3的膨胀因子2SO δ等于 -0.5 。
12. 非等分子反应N 2+3H 2==2NH 3的膨胀因子2H δ等于 –2/3 。
13. 反应N 2+3H 2==2NH 3中（2N r -）= 1/3 （2H r -）= 1/2 3NH r14. 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 Ax n x )1(11-+-，转化率为AA x n nx )1(1-+。
化学反应工程考试试题及答案
化学反应工程考试试题及答案一. 选择题1. 在进行化学反应工程设计时，以下哪个因素不属于考虑的主要因素？a) 反应速率b) 反应动力学c) 原料成本d) 温度控制答案：c) 原料成本2. 化学反应工程中，以下哪种反应类型属于放热反应？a) 氧化反应b) 加氢反应c) 氢化反应d) 生成酸反应答案：a) 氧化反应3. 执行化学反应时，下列哪个条件对于控制选择性反应非常重要？a) 压力b) 流速c) 反应物比例d) 温度答案：c) 反应物比例4. 下列哪种反应类型在进行反应工程设计时需要考虑催化剂的使用？a) 酯化反应b) 氧化反应c) 反应物分解反应d) 酸碱中和反应答案：a) 酯化反应5. 在进行化学反应工程设计时，下列哪种参数是必须考虑的？a) 反应器材料b) 搅拌速率c) 产品收率d) 反应器体积答案：d) 反应器体积二. 简答题1. 请简述酸碱中和反应的基本原理及过程。
答案：酸碱中和反应是指酸和碱在一定的条件下，以化学反应形式相互中和，生成盐和水。
这种反应的基本原理是酸和碱互相转化为盐和水的化学反应。
酸和碱分别具有H+离子和OH-离子，当它们混合时，H+离子和OH-离子结合生成水分子，并生成相应的盐。
2. 请简要描述化学反应速率的定义及影响因素。
答案：化学反应速率是指单位时间内反应物消失或生成物产生的量。
影响化学反应速率的因素有：- 反应物浓度：反应物浓度越大，反应速率越快。
- 温度：温度升高会加快反应速率，因为高温会增加反应物分子的热运动速度。
- 催化剂：催化剂能够降低化学反应的活化能，从而加速反应速率。
- 反应物粒径：反应物粒径越小，表面积越大，反应速率越快。
- 反应物浓度：反应物浓度越大，反应速率越快。
三. 计算题1. 某化学反应的反应方程式为A + 2B -> C + D，已知初始时A和B的摩尔浓度分别为2mol/L和3mol/L，经过一定时间后，测得C的摩尔浓度为4mol/L。
《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5分，共25分）1. 以下哪个选项不属于化学反应工程的研究范畴？A. 化学反应速率B. 反应器设计C. 催化剂制备D. 产品分离和提纯答案：D2. 以下哪种反应器类型不属于理想反应器？A. 平推流反应器B. 全混流反应器C. 非理想反应器D. 等温反应器答案：C3. 以下哪个因素对化学反应速率影响最小？A. 反应物浓度B. 温度C. 催化剂D. 反应时间答案：D4. 在全混流反应器中，以下哪个参数表示反应器的时空产率？A. 空时B. 时空产率C. 反应时间D. 反应速率答案：B5. 以下哪个选项描述的是化学反应工程的主要任务？A. 研究化学反应机理B. 设计和优化反应器C. 分析和解决生产过程中的问题D. 所有以上选项答案：D二、填空题（每题5分，共25分）6. 化学反应工程的主要研究内容包括____、____、____。
答案：化学反应动力学、反应器设计、反应器操作7. 在间歇操作反应器中，反应物的浓度随时间变化的关系为____。
答案：指数衰减8. 反应器的设计和操作过程中，需要考虑的主要因素有____、____、____。
答案：反应速率、反应温度、反应压力9. 以下反应器类型中，属于连续操作反应器的是____、____。
答案：平推流反应器、全混流反应器10. 在反应器操作过程中，以下哪个参数表示反应物的转化率？答案：转化率三、计算题（每题25分，共50分）11. 某一级反应在间歇操作反应器中进行，已知反应速率常数为k=0.1 min^-1，反应物初始浓度为C0=1 mol/L。
求反应进行1 min后，反应物的浓度。
解：根据一级反应的动力学方程，反应物浓度随时间的变化关系为：ln(C/C0) = -kt代入已知数据：ln(C/1) = -0.1 1C = 1 e^(-0.1)C ≈ 0.9048 mol/L答案：反应进行1 min后，反应物的浓度为0.9048 mol/L。
化学反应工程考试试卷及答案
一、填空（40分）（1）气相反应A ＋3B →2C ，则δA = δΒ= 。
（2）反应速率常数有时可以表为dtdC r AA ±=,前提是 。
（3）空间速度是指 ___________ ，空间时间是指 __________。
（4） 反应具有最佳温度曲线，最佳温度曲线是指 __________ 。
（5）多孔性球形颗粒10克，半径1cm ，系由密度为4.0克／cm 3的材料制成。
则其孔容积V g = ,孔隙率θ = 假密度ρ = 。
（6）已知某非理想流动反应器其停留时间分布的方差20.218θσ=，如果采用扩散模型，则Pe =_______,如果采用多级全混流模型，则m =_______（7）催化剂微孔内的气体扩散有＿＿＿＿扩散，＿＿＿＿扩散、＿＿＿＿扩散、及＿＿＿＿扩散等多种形式。
（8） 复合反应AL222L AM Ar C r C == ，进料C A0＝1mol/L , 反应进行至，0.5A x =时, 瞬时选择性s L = 。
如果该反应在在固体催化剂中进行时，由于内扩散的影响，选择性会 。
（9）⎰=tdt t E 0)(,=∞)(F，=)0(F。
（10）内扩散效率因子ζ和Thiele 模数Φ的数值通常有如下关系：外扩散和化学动力学控制时ζ 1，Φ 值较 ； 内扩散强烈影响时ζ 1，Φ值较 。
（11）CO 中温变换反应器属于固定床里的 反应器。
固定床按气体流动方向，可以分为 和 反应器。
（12）某一级不可逆的气液反应过程，已知k L =10－4m/s, D L =1.5×10＝9m 2/s,则当k 时，该反应属于快反应，反应区主要在 ，工业上可选用 反应器或 反应器；当k 时，该反应属于慢反应，这时反应区主要在 ，工业上可选用 或 反应器。
（13）对于平行反应A ＋L221.02.0L A BA ABr C C r C C ==，L 为主产物，则适宜的操作条件对A C 和B C 的要求是 。
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化学反应工程试卷及答案
一、填空题（共 25 分,每空 1 分）
1．化学反应工程学不仅研究化学反应速率与反应条件之间的关系，即
。
6．单位时间内由颗粒外表面传递至气相主体的热量可由牛顿冷却定律表达，其
ห้องสมุดไป่ตู้
表数学表达式为
。
7．全混流反应器稳定的定常态操作点的判据为
、
。
8．对催化剂性能影响最大的物理性质主要是
、
和孔体积分布。
9．复合反应包括三个基本反应类型，即并列反应、平行反应和_____________。
10．在停留时间相同的物料之间的均匀化过程，称之为
（每点 1 分，全对 6 分）。
第5页
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(基本点答对就给全分，根据答题情况酌情给分)
五、计算题（共 31 分，第 1 题 11 分，第 2 题 10 分，第 3 题 10 分。）
1．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
三、名词解释（共 12 分,每小题 3 分）
1．理想置换反应器:
2．体积当量直径：
3．气液相反应过程： 4. 浓相段:
四、简答题（共 12 分,每小题 6 分）
1．简述反应速率方程的推导过程（步骤）。
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2. 简述流化床反应器的特点。
五、计算题（共 31 分，第 1 小题 11 分，第 2 小题 10 分，第 3 小题 10 分。）
2.9
1 0.45
0.453
4
3296Pa
4分
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解
Re m
dSu
g 1
m
g B
3103 2500
1.8
10
5
1
3600
0.45
210 ……3
分
Ergun 方程
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p
150 Re m
1.75
um2 dS
g
1
3 B
B
L3分
p
150 210
1.75
2500 2 3600 2.9
3 10 3
(基本点答对就给全分，根据答题情况酌情给分)
四、问答题（共 12 分,每题 6 分）
3．简述反应速率方程的推导过程
答：①假定反应机理，即确定反应所经历的步骤；②确定速率控制步骤，该步骤 的速率即为反应过程的速率，根据速率控制步骤的类型，写出该步骤的速率方程； ③非速率控制步骤均达到平衡。若为吸附或解析步骤，列出兰格缪尔吸附等温式，
全混流反应的体积。
解：全混流反应器平均选择性等于瞬间选择性 ……1 分
a
SP
SP
p rP rA
k1c A
k1c A
k
2
c
2
A
2分
1（5 1 0.9）
1分
1（5 1 0.9）1.5[（5 1 0.9）]2
57.11分
cP S p (c A0 cA ) 0.571(5 0.5) 2.57kmol m3 2分
料中含 A 30% （摩尔分数），其余为惰性物料，加料流量为 6.3mol s1 ，动力学
方程式为 rA 0.27cAmol m3 s1 为了达到 95％转化率，试求： (3)所需空速为多少?
(4)反应器容积大小?
解
c A0
PA RT
0.3 0.3103 8.314 555
1.75103 mol m3
VR
V0
(
c
A0 c - rA
A
)
1
5 0.5
(5 0.5) 1.5 0.5
2
25.7(m3 )3分
3.在一总长为 4m 的填充床中，气体以 2500kg m2 h1 的质量流率通过床层。床
层体安装直径为 3mm 的球形催化剂颗粒，空隙率为 0.45，气体密度为 2.9kg m3 ，
其粘度为1.8105 kg m1 s 1 。求床层的压降。
，而且着重研究传递过程对
的影响，研究不同类型反应器的特点及
其与化学反应结果之间的关系。
2．反应器按型式来分类可以分为管式反应器、
和
。
3．对于反应 A 2B 3C 4D ，反应物 A 的消耗速率表达式为
；反应产物 C 的生成速率表达式为：
。
4．反应器设计计算所涉及的基础方程式就是动力学方程式、
和
标准空速为：
S VNO
V0
T0 T
VR
p p0
0.0969 273.15 0.3
555.15 0.1013
1.075
0.131s1
4．有一分解反应
A P 目的产物 rp k1cA
A S 目的产物
rS
k
2c
2 A
其中 k1 1h1 ， k2 1.5m3 kmol 1 h1 ， cA0 5kmol m3 ， cP0 cS0 0 ，体积流 率为 5m3 h1 ，求转化率为 90%时：全混流反应器出口目的产物Ｐ的浓度及所需
，
层与层之间设置气体的
装置。
二、选择题（共 20 分,每小题 2 分）
1．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
2．对于反应 aA bB rR sS ，则 rr ___(rA ) ( )。
A. r
B. r
C. a
a
b
r
a D.
r
D．降低温度
3． 非等分子反应 2NO H 2 N2 H 2O2 的膨胀因子 NO 等于（ ）
若为化学反应，则写出化学平衡式；④利用所列平衡式与 I V 1，将速率
方程中各种表面浓度变换为气相组分分压的函数，即得所求的反应速率方程。 （每点 1.5 分，全对 6 分）。
(基本点答对就给全分，根据答题情况酌情给分)
三、名词解释（共 12 分,每小题 3 分）
1．理想置换反应器（平推流反应器）是指通过反应器的物料沿同一方向以相 同速度向前流动，向活塞一样在反应器中向前平推，故又称为活塞流或平推 流反应器。
８. 对于气液相反应来说，慢反应是指化学反应将在液相主体内发生的，而快反
应过程是指反应仅发生在液膜区( )。
A．液相主体，气相主体 B．气相主体，液相主体
C．液相主体，液膜区 D．液膜区， 液相主体
9. 焦姆金吸附模型认为一般吸附活化能随覆盖率的增加而 ，脱附活化能
随覆盖率的增加而
( )。
2．体积当量直径：与颗粒具有相同体积的球体的直径称为该颗粒的体积当量 直径
2. 简述流化床反应器的特点。 （1）颗粒剧烈搅动和混合，整个床层处于等温状态，可在最佳温度点操作； （2）传热强度高，适于强吸热或放热反应过程； (3)颗粒比较细小，有效系数高，可减少催化剂用量； （4）压降恒定，不易受异物堵塞； （5）返混较严重，不适于高转化率过程； （6）为避免沟流、偏流等，对设备精度要求较高。
14. 催化剂、冷却（或加热）
二、选择题（共 20 分,每小题 2 分）
题号 1
2
3
4
5
6
7
8
9 10
答案 C
A
C
C
B
B
B
C
A
A
3．气液相反应过程：是指气相中的组分必须进入到液相中才能进行反应的过 程。 4. 浓相段:当流体通过固体床层的空塔速度值高于初始流化速度但低于逸出速 度时，颗粒在气流作用下悬浮于床层中，所形成的流固混合物称为浓相段。
。而停留时
间不同的物料之间的均匀化过程，称之为
。
11．对于反应级数 n 0 的反应，为了降低反应器容积，应选用 器为宜；对于反应级数 n 0 的反应，为了降低反应器容积，应选用
反应
反应器为宜。
12．固定床催化反应器主要缺点是
，
。
13．有效因子物理意义
。
14. 多段绝热式反应器是筒体内放置几次搁板，搁板上放置
V0
6.3 10 3
8.314 555.15 300
0.0969m3
s1
cA0
0.95 dxA 0 rA
0.95 0
dxA
0.271
xA
1 0.27
ln 1
1 0.95
11.10s
SV 1 11.101 0.09s1
VR V0 0.0969 11.10 1.075m3
B. 平推流反应器
C. 全混流反应器
D. 无法确定
6. 等温一级不可逆液相反应，采用下列三种方案进行：
(1)一个间歇反应釜，容积 V1(仅考虑反应时间所需)， (2)一个平推流反应器，容积 V2， (3)二个等体积全混流反应器串联，总容积为 V3。上述三种情况反应温度、物 料处理量及转化率均相同，则容积比较为( )
其粘度为1.8105 kg m1 s 1 。求床层的压降。
2．槽式反应器（釜式反应器）和塔式反应器（先后可以互换）
3． rA
1 V
dnA dt
、 rC
1 V
dnC dt
。
4．物料衡算方程式、热量衡算方程式（先后可以互换）
5． E1 E2 、 n1 n2 。
6．
dQ dt
ag SS(TS
Tg
2．有一分解反应
A P 目的产物 rp k1cA