化学反应工程作业习题十汇总
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=__________。
(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N2、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 2121+=+的反应，其反应速率表达式为B AA 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 oK 时的反应速率方程式为221061.3AA P d dP -⨯=-τh 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21AA A kC d dn V r =⨯-=τh l mol ./，该反应速率常数k 的数值、单位如何？4、在973 oK 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。
化学反应工程习题
1. 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）2. 化学反应速率式为(-r A )=kC AαC Bβ，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。
（(RT)α+β）3. 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Kf，则Kc=_______Kf。
（(RT)n）4. 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Kp，则Kc=_______Kp。
（(RT/P)n）5.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_______。
（拟平衡常态）6.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_______。
（拟定常态）7. 活化能的大小直接反映了______________对温度的敏感程度。
（反应速率）8. 一个可逆的均相化学反应，如果正、逆两向反应级数为未知时，采用______________法来求反应级数。
（初始速率法）9.生成主产物的反应称为_______，其它的均为_______。
（主反应、副反应）10. 平行反应均为一级不可逆反应，若E主＞E副，选择性Sp与_______无关，仅是_______的函数。
（浓度、温度）11. 如果平行反应均为一级不可逆反应，若E主＞E副，提高选择性Sp应______________ _。
(提高温度)12. 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C p,max=______、τopt______。
（、）13. 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C p,max=______、τopt______。
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。
反应工程练习题
1.“三传一反”是化学反应工程的基础，下列不属于三传的是_______。
（A ） A. 能量传递 B. 质量传递 C. 热量传递 D. 动量传递 2．化学反应O H CH H CO 2423+⇔+，其中化学反应计量系数为-1的是哪种物质______。
（A ）A. COB. 2HC. 4CHD. O H 23．气相反应2A + B → 3P + S 进料时无惰性气体，A 与B 以3∶2摩尔比进料，则膨胀因子A δ=_______。
（D ）A. 1B. 1/3C. 2/3D. 1/24．化学反应速率式为βαB A C A C C K r =-，如用浓度表示的速率常数为C K ，用压力表示的速率常数为P K ，则P K =_______C K 。
（D ）A. βα+-)(RTB. )()(βα+RTC. )()(βα-RTD. )()(βα+-RT5．对于可逆放热反应，为提高反应速率应_______。
（C ）A. 提高压力B. 降低压力C. 提高温度D. 降低温度 6．在恒容反应过程的平均停留时间、反应时间、空时是一致的反应器是 。
（D ） A. 间歇式反应器 B.全混流反应器 C. 搅拌釜式反应器 D. 平推流管式反应器 7．全混流反应器的E （t ）曲线的方差=2θσ_______。
（C ）A. 0B. 0～1C. 1D. ＞18. 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____B___。
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 9. 某催化剂，其真密度为3.60g/cm 3，颗粒密度为1.65g/cm 3，比表面积为100m 2/g 。
该催化剂的孔隙率= 0.542 。
A. 0.245B. 0.542C. 0.452D. 0.254 10. 对于气—液相反应几乎全部在液相中进行的极慢反应，为提高反应速率，应选用_______装置。
化学反应工程习题库(计算题举例及详细解答))
a
Kp
p H 2 pO 2
0.5
p H 2O
令k1 k1 K p b0,O2 K p
a
, k2 k2
b
0.5
0,O2
K p ;由实验测得 a 0.5, 最后可得
0.5
a
p H 2O r k1 pCO p H2
pH2 k 2 pCO p H 2O
x Af ,c x Af , f c A0 e 2k e2 0.135kmol/ m3 , x A,e x A, f 0.865
（g）平推流反应器与全混流反应器并联,
c Af , g
c A0 1 1 1 (c A0 e 2 k ) e 2 0.234 , x A, g 0.776 2 1 2k 2 3
60 0.62m 3 960 368 0.496 m 3 740
该反应为液相反应，反应过程中体积比不变，且每次投料体积为:
3 V 0.0625 0.496 0.559m
计算结果表明，转化率从0.9提高到0.99，反应时间从 4.81h延长到52.9h，说明大量反应时间花在高转化率。
9.纯苯氯化为串联反应，生成物为一氯苯，副产物为二氯苯反应方程式为
1 bN 2 p N 2 bNH 3 p NH 3
3
0.5 1.5 1 bN 2 PN 2 bNH 3 k p PN PH 2 2
2．Temknh等提出铁催化剂上氨合成反应为下列步骤所组成 3 式中X代表活性位。若过程 NX H 2 NH 3 X N 2 2 X 2 NX
化学反应工程习题
谢谢大家！
化学反应工程第一章习题
化工zy1201第二组成员:
林洋、曹景顺、朱颜柳、李诗娇
1.乙烯氧化生成环氧乙烷，进料：乙烯15mol，氧气7mol,出料中乙烯为 13 mol,氧气为4.76mol,试计算乙烯的转化率，环氧乙烷的收率及选择率。
解：
C2H4＋0.5O2→C2H4O C2H4＋3O2→2CO2＋2H2O xA=(15mol－13mol)/15mol=0.133 第一个反应所消耗的乙烯＝转化的乙烯×S＝ 2mol ×S 第二个反应所消耗的乙烯＝转化的乙烯×（1－S）＝ 2mol ×(1 －S) 故有：2mol ×S ×0.5+2mol ×(1－S) ×3=7mol－4.76mol （以氧气为物料衡算的基准） S=0.752 Y=第一个反应所消耗的乙烯÷加入的乙烯总量 （15mol） 故Y＝2 × 0.752÷15=0.100 或Y＝ xA S=0.100
2.在间歇反应器中进行下列液相反应 A+B=R A+R=S 原料混合液浓度为 cA0=2mol/L cB0=4mol/L cR0=cS0=0 在反应时间为t，得到cR=0.3mol/L,求此组分B和S的浓度为多少？ 解： 设t时B和S的浓度分别为cB和cS 列出物料衡算表如下： 组分 t=0 t=t A 2.0 2-(4-cB)-cS=0.3 B 4.0 cB R 0 (4- cB )- cS=1.5 S 0 cS
化学反应工程习题集
化学反应工程习题集一、 填空题(1) 停留时间分布函数的定义 ；停留时间分布密度函数的定义 。
(2) 气体分子在固体催化剂微孔中扩散的主要形式有 ，当 ，AB Ae D D ≈，当 时，kA Ae D D ≈。
(3) 平推流反应器的特点为 。
(4) 等温下进行一级不可逆反应，为达到x A 的转化率，采用单个CSTR 的体积与PFR 的体积之比为 ，进行二级不可逆反应，两者体积之比为 。
(5) 可逆放热反应在不同转化率下的最佳温度不同，一般而言，转化率越高，最佳温度越 。
(6) 连续流动反应器中的返混是指 ，对平行反应系统，n 主〉n 副 时，返混是使 ，n 主〈n 副 时，返混是使 。
(7) 连续过程反应速度)/(g s mol dWdN A ⋅-、)/(3cm s mol dV dN R A ⋅-、)/(2cm s mol dsdN A ⋅-（内表面）之间的关系为 。
(8) 当分子扩散的平均自由程大于催化剂微孔直径时，分子在微孔中的扩散为 ，其扩散系数与压力的关系为 ，与温度的关系为 。
(9) 反应物A 的水溶液在等温CSTR 中进行二级反应，出口转化率为0.4，现改在等体积PFR 中进行，则出口转化率为 。
(10)等温下进行一级不可逆反应，为达到x A 的转化率，采用单个CSTR 的体积与PFR 的体积之比为 ，进行二级不可逆反应，两者体积之比为 。
σ=0.98，反应器可视(11)从反应器停留时间分布测定中求得无因次方差，2θσ=0.02，则该反应器可视为。
又若求得无因次方差，2θ为。
(12)对一级不可逆反应，采用多级全混流反应器串联时，要保证总的反应体积最小，必需的条件是。
(13)等温等容间歇反应器中进行下面的两个平行反应均为一级不可逆反应，其中A2为目的产物，主反应的活化能大于副反应的活能，则：A1→ A2，A1→A3温度升高，反应的选择率，目的产物的收率相应。
(14)二、可逆反应2A B+C 于等温PFR中进行，原料流量V=10m3/h，反应物A初始浓度c A0=5 kmol/m3, B和C初始浓度均为零，已知反应的动力学方程可表示为：r B=k1c A2—k2c A c B k1=7.5 m3/(kmol·h)，k2=0.5 m3/(kmol·h) 若B的最终浓度是其平衡浓度的98%，问: 需要多大的反应器体积？若在CSTR中进行同样的反应，则反应器体积又为多少？三、有一不可逆一级串联反应 A k1 P k2 S，k1=0.15min-1,k2=0.05 min-1，进料流量为0.5m3/min，c A0≠0，c P 0= c S 0=0。
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C
I
S
W吸 附 速 率 ：rW AD kW CW CV kW' CW S
表 面 反 应 速 率 ：rS
krC ISCW S
k
' r
CTBA
S
CV
TBA脱 附 速 率 ：rDTBA
k C ' TBA TBAS
kTBACTBACV
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4
（1）表面反应是速率控制步骤
当为表面反应控制时，总反应速率
CTBACV
0
CTBAS KTBACTBACV
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10
（2）异丁烯的吸附是速率控制步骤
活性位平衡方程
C IS CW S CTBAS CV Ct
CV
1
K C TBA TBA K r KW CW
Ct KW CW
K C TBA TBA
及
CIS
1
K C TBA TBA K r KW CW
CTBA ) K
1 K I C I K C TBA TBA
2020/7/17
17
（4）异丁烯和水被吸附在不同活性位上
叔丁醇没有吸附在表面上，表面反应为速率控 制步骤
I S1 I S1 W S2 W S2 W S2 I S1 TBA S1 S2
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18
（4）异丁烯和水被吸附在不同活性位上
1
KiCiCt K I C I K C TBA TBA
(i I ,TBA)
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16
（3）反应遵循Eley-Rideal动力学规律
反应速率：
r
rS
krCIS
k
' r
CTBA
S
kr K I CtC I CW
k
' r
Байду номын сангаас
K
TBAC
t
CTBA
1 K I C I K C TBA TBA
k (C I CW
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2
P10-3A
反应机理是
IS IS W S W S W S I S TBA S S TBA S TBA S
根据以下假设，请推导速率方程。
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3
（1）表面反应是速率控制步骤
反应机理中各步速率为
I吸 附 速 率 ：rI AD
kI C I CV
k
' I
TBA脱 附 ：rDTBA kTBA
CTBA S K TBA
CTBACV
0
CTBAS KTBACTBACV
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（3）反应遵循Eley-Rideal动力学规律
活性位平衡方程：
C IS CTBAS CV Ct
CV
Ct
1 K I C I K C TBA TBA
及
CiS
习题十
浙江工业大学化材学院 刘华彦
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1
P10-3A
叔丁基醇是一种在汽油中取代铅的重要的辛烷 值改进剂[Ind. Eng. Chem. Res., 27,2224 (1998)]。叔丁基醇由异丁烯在液相催化水解产 生，体系中含有烃、水和固体催化剂多相。然 而，使用助溶剂或过量的叔丁基醇可达到更好 的溶解性。
及
CiS
1
KICI
KiCiCt KW CW
K C TBA TBA
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（1）表面反应是速率控制步骤
反应速率
r rS krC ISCW S kr' CTBASCV
kr K I KW Ct2C I CW (1 K ICI KW CW
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K
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TBA t TBA
K C TBA TBA )2
KW CW
K C TBA TBA
k (C I
CTBA K CW
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1
K C TBA TBA K r KW CW
KW CW
K C TBA TBA
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12
（3）反应遵循Eley-Rideal动力学规律
表面反应为控制步骤：
IS IS W I S TBA S TBA S TBA S
总反应速率：
r rS krC ISCW S kr' CTBACV 1CV 2
C
i
（
S
不
可
测
）~
C（i
可
测
）
关
系
？
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（4）异丁烯和水被吸附在不同活性位上
其余各步的处理
I吸 附 ：rI AD kI
C I CV 1
CIS KI
0
C IS K I C I CV 1
(1
k (C I CW
CTBA ) K
K I C I KW CW K C TBA TBA )2
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（2）异丁烯的吸附是速率控制步骤
总反应速率为：
r
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kI C I CV
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C
I
S
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系
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（2）异丁烯的吸附是速率控制步骤
其余各步的处理：
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系
？
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（1）表面反应是速率控制步骤
其余各步的处理：
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C IS CV
CIS KI
0
C IS K I C I CV
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CW CV
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0
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TBA脱 附 ：rDTBA kTBA
CTBA S K TBA
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0
CTBAS KTBACTBACV
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（1）表面反应是速率控制步骤
活性位平衡方程
C IS CW S CTBAS CV Ct
CV
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KICI
Ct KW CW
K C TBA TBA
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（3）反应遵循Eley-Rideal动力学规律
总反应速率：
r rS krC ISCW kr' CTBAS
CiS
~
C
关
i
系
？
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（3）反应遵循Eley-Rideal动力学规律
其余各步骤：
I吸 附 ：rI AD kI
CICV
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0
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（2）异丁烯的吸附是速率控制步骤
反应速率：
r
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