化学反应工程复习题
化学反应工程期末考试复习题省名师优质课赛课获奖课件市赛课一等奖课件
7、停留时间——指流体微元从反应器入口到出口经历旳时间。 8、空间时间——反应器有效容积VR与流体特征体积流率V0之比值。 9、腾涌——在流化床旳内径较小而床高与床径比较大时，气泡在上升过 程中因聚并而增大，气泡有可能占据整个床层截面，气流将床层一节节地 往上做柱塞式推动，在上升到某一位置而崩落，流化床旳正常操作被破坏。 这种情况称腾涌。 10、均匀中毒模型——假设有毒物质旳吸附比扩散慢得多，颗粒内表面各 处均匀缓慢失活。
K
nK 0 。nK
nK 0
5、若流体是分子尺度作为独立运动单元来进行混合，这种流体称为微观流体 。 6、流体旳混合程度常用调匀度S、流体旳混合态来描述 78、、一化级学不反可应逆工反程应中旳旳动“力三学传方一反-r”A=中__旳__三__传__是__指，_其传积质分、式传为热k、C动t=_量_l传n__C递_A_C；_A_0。 9、固定床中旳传热实质上涉及粒内传热、颗粒与流体间旳传热以及床层与器壁旳传 热 几种方面。 10、在建立数学模型时，根据基础资料建立物料、热量和动量衡算式旳一般式为累 积量=输入量-输出量。
3、气—固相催化反应旳宏观动力学环节? 答：1）反应物从气流主体向催化剂旳外表面和内孔扩散；2）反应物在催化剂
表面上吸附；3）吸附旳反应物转化成反应旳生成物； 4）反应生成物从催化剂表 面上脱附下来；5）脱附下来旳生成物向催化剂外表面、气流主体中扩散
4、流化床反应器与固定床反应器相比较，其优缺陷是什么？ 答：优点：流化床旳Cat粒径范围宽，粒径小使流体与Cat传热面积大， 使Cat旳给热系数增大可及时传热反应器近似于等温；传质系数和面积大， 有利于传质；在操作上Cat处于稳定流动状态，可连续装卸操作简朴，适 合于大规模生产。
三、名词解释
反应工程复习题
计算1.醋酸在高温下可分解为乙烯酮和水，而副反应生成甲烷和二氧化碳：O H CO CH COOH CH k 2231+=−→− 2432CO CH COOH CH k +−→−已知在916℃时121174.3,65.4--==s k s k ，试计算：1）99%的醋酸反应掉的时间；2）在此反应条件下醋酸转化成乙烯酮的选择性。
解：设在时间t 时乙烯酮和甲烷的浓度分别为x 和y ，初始为0A C ，则)(01y x C k dt dx A --= )(02y x C k dt dy A --=相加得 ))(()(021y x C k k dt y x d A --+=+ 将其积分dt k k y x C y x d A )()()(210+=+-+t k k y x C C A A )()(ln 2100+=+- 1）当转化率为99%时099.0A C y x =+s t 549.099.011ln 74.365.41=-+=2） 瞬时选择性为dy dx S P = 积分得74.365.421==k k y x 24.1==yx S 2.有一级不可逆反应A →P ，在85℃时反应速率常数为3.45h -1，今拟在一个容积为10m 3的釜式反应器中进行，若最终转化率为95.0=A x ，设该反应的处理量为1.82m 3/h ，今若改用两个容积相等的串联釜操作，求反应器的总容积？解：由于两等体积釜串联，则21ττ=N i A N A k C C )1(0,τ+= ∴202)1(A A i C C k =+τ 而95.0102020=-=-=A A A A A A C C C C C x ②分即h k i i 006.120)1(2=⇒=+ττ ①分 由30083.182.1006.1m v V v V i i i i =⨯==⇒=ττ ②分反应器的总容积为366.32m V V i ==3. (A) (P) (S)66H C −→−k 1Cl H C 56−→−k 3246Cl H C 反应速度A A C k dt dC 1=-；P A P C k C k dt dC 21-=，在恒温恒容下求等容积的两釜串联全混流反应器内进行这一反应时,求目的产物P 的选择性P S ，其中)(0.111-=h k ,)(5.012-=h k ，),(10h v V ==τ000==S P C C ,l mol C A /10=。
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-+。
化学反应工程试题库和答案(精心整理)
化学反应工程考试题库（分三个部分）（一）（综合章节）复习题一、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 tE tt 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22A 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。
化学反应工程复习题
一、填空题：（每空1分，共20分）1. _______是化学反应工程的基础。
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. 化学反应过程按操作方法分为_______、_______、_______操作。
4. 均相反应是指___________________________________。
第一章1. 化学反应工程是一门研究“化学反应的工程问题”的科学。
2. 所谓数学模型是指：用数学式来表达各参数间的关系。
3. 化学反应器的数学模型包括：动力学方程式、物料恒算式、热量恒算式、动量恒算式和参数计算式。
4. 所谓控制体积是指：能把反应速率视作定值的最大空间。
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“动态模型”。
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：在均一的气相或液相中进行的反应。
2. 对于反应aA + bB → pP + sS，则rP = _______rA。
3.着眼反应物A的转化率的定义式为：反应的量/反应开始的量。
4. 产物P的收率ΦP 与得率ХP和转化率xA间的关系为_________________________________________________。
5. 化学反应速率式为rA =kCCAαCBβ，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.对反应aA + bB → pP + sS的膨胀因子的定义式为___________________。
7.膨胀率的物理意义为：反应物全部转化后系统体积的变化分率。
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。
化学反应工程总复习
化学反应工程综合复习资料一、填空题1.多级混合模型的唯一模型参数为 ,轴向扩散模型的唯一模型参数为 ;2.在均相反应动力学中,利用实验数据求取化学反应速率方程式的两种最主要的方法为和 ;3.反应级数 可能/不可能是0,基元反应的分子数 可能/不可能是0;4.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 和 ;5.某一级液相反应在间歇式反应器中进行,5min 转化率为50％,则转化率达到80％需时间__ ____min;6.某反应的速率方程式为n A A r kC -= mol/,则反应级数n 为2时,k 的单位为 _;7.某反应的计量方程为A R S →+,则其反应速率表达式 ;8.所谓“三传一反”是化学反应工程学的基础,其中“三传”是指 、 和 ,“一反”是指 ;9.完全混合反应器全混流反应器内物料的温度和浓度 ,并且 大于/小于/等于反应器出口物料的温度和浓度;10.在一个完整的气—固相催化反应的七大步骤中,属于本征动力学范畴的三步为 、和 ;二、选择题1.对于瞬时收率和总收率,下列正确的说法有 多项选择; A. 对于平推流反应器,反应的瞬时收率与总收率相等； B. 对于全混流反应器,反应的瞬时收率与总收率相等；C. 对于平推流反应器,反应的瞬时收率与总收率之间是积分关系；D. 对于全混流反应器,反应的瞬时收率与总收率之间是积分关系； 2.某反应速率常数的单位为m 3/,该反应为 级反应;A. 零级B. 一级C. 二级D. 不能确定. 3..对于平行反应SA RA 222111n ,E ,k n E ,k −−−→−−−−→−，,活化能E 1>E 2,反应级数n 1<n 2,如果目的产物是R 的话,我们应该在 条件下操作;A. 高温、反应物A 高浓度；B. 高温、反应物A 低浓度；C. 低温、反应物A 高浓度；D. 低温、反应物A 低浓度 4.关于E 函数和F 函数,下面正确的是 ;多项选择A. ⎰∞=0dt )t (E )t (FB. ⎰=t0dt )t (E )t (F ； C. dt /)t (dF )t (E = D. 1dt )t (E )(F 0==∞⎰∞5.t /t e t1)t (E -=是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 6.关于E 函数和F 函数,下面不正确的是 ;A. ⎰∞=0dt )t (E )t (F ；B. ⎰=t0dt )t (E )t (F ； C. dt /)t (dF )t (E =； D. 1dt )t (E )(F 0==∞⎰∞7.对于一级恒容和一级变容不可逆反应,下面叙述正确的是A. 在同一平推流反应器内、在同样条件下进行反应,反应的转化率是一样的；B. 在同一全混流反应器内、在同样条件下进行反应,反应的转化率是一样的；C. 在同一间歇式反应器内、在同样条件下进行反应,反应的转化率是一样的；D. 在同一平推流反应器或间歇式反应器内、在同样条件下进行反应,反应的转化率是一样的8.对于瞬时收率和总收率,下列正确的判断有多项选择;A. 对于平推流反应器,反应的瞬时收率与总收率相等；B. 对于全混流反应器,反应的瞬时收率与总收率相等；C. 对于平推流反应器,反应的瞬时收率与总收率之间是积分关系；D. 对于全混流反应器,反应的瞬时收率与总收率之间是积分关系；9.关于基元反应的认识,正确的是 ;A. 分子数可以是任意的整数；B. 基元反应的计量系数与对应物种的反应级数之间存在一一对应关系；C. 基元反应R2→意义是一样的；A2A→和RD. 基元反应的总反应级数可能是小数;10.对于瞬时收率和总收率,下列正确的判断是A. 对于全混流反应器,反应的瞬时收率与总收率相等；B. 对于平推流反应器,反应的瞬时收率与总收率相等；C. 对于平推流反应器,反应的瞬时收率与总收率之间是积分关系；D. 对于全混流反应器,反应的瞬时收率与总收率之间是积分关系；11.轴向分散系数与扩散系数,下面论述正确的是A. 两者实质上是相同的,都符合Fick定律；B. 两者实质上是不同的,轴向分散系数的定义实际上是借用了Fick定律的形式；C. 轴向分散系数是与流动有关系的；D. 扩散系数是物质本身的一种属性12.对于一个气固相催化反应,减小外扩散和内扩散影响的措施正确的是A. 提高反应器内气体的流速,减小催化剂颗粒的直径；B. 降低反应器内气体的流速,减小催化剂颗粒的直径；C. 降低反应器内气体的流速,增大催化剂颗粒的直径；D. 增加催化剂颗粒的直径,提高反应器内气体的流速13.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；C. 反应器仅仅是化学反应进行的场所,与反应目的产物的选择性无关；D. 反应器的类型可能直接影响到一个化学反应的产物分布14.关于非理想流动与停留时间分布,论述正确的是A. 一种流动必然对应着一种停留时间分布；B. 一种停留时间分布必然对应着一种流动；C. 一种停留时间分布可能对应着多种流动；D. 流动与停留时间分布存在一一对应关系15.对于一个串联反应,目的产物是中间产物,适宜的反应器是A. 全混流反应器B. 平推流反应器；C. 循环反应器D. 平推流与全混流串联在一起的反应器吸附等温的四个假定：均匀表面、单层吸附、吸附机理相同和无相互作用这几点应该说是非常苛刻的,实际情况很难满足上述要求;然而,对于多数的化学反应,应用这几点假定进行有关的推导,结果一般是可以接受的,其主要原因在于A. 实际反应过程中催化剂表面吸附物种的覆盖度很低；B. 实际的催化剂表面一般很平整；C. 实际的催化剂表面上活性位间的距离较远；D. 实际的催化剂表面上活性位的数量有限三、计算题1、在一反应器入口输入理想脉冲示踪物后,不同时间检测出口示踪物的浓度C,结果如下所示：现有某液相反应物A 在该反应器中进行分解反应,速率方程为：A A r kC -= , k = min -1,若用多级混合流模型预测时,该反应器的出口转化率为多少2、液体反应物AC A0＝1mol/L 通过两个串联的全混流反应器发生某不可逆反应,第一个反应器出口的浓度为 mol/L,两个反应器的体积比V 2/V 1=2,反应级数为2：A A r kC -=2mol/求第二个反应器出口的浓度;3、某一级液相反应A R →在一只全混流反应器中进行,转化率为90％,如果再串连一只同样的全混流反应器,使转化率仍维持在90％,试问处理量增加多少4、某速率常数为的一级不可逆反应在一非理想反应器内进行反应,示踪结果表明,t 和2θσ分别为17min 和;求用多级混合流模型预测的转化率;5、纯组分A 发生下述平行反应,A 的起始浓度为2mol/L, 反应在恒温的条件下进行,试确定在全混流反应器中目的产物S 所能达到的最大浓度;6、反应物A 反应首先生成R k 1=5 hr -1,R 进一步反应生成S k 2=3 hr -1和T k 3=1 hr -1;如果浓度为 mol/L 的纯A 在一个全混流反应器内进行反应,求R 浓度达到最大值的空时及R 的最大浓度;7、某速率常数为 min -1的一级不可逆反应在一非理想反应器内进行反应,示踪结果表明,t 和2θσ分别为15min 和;求用多级混合流模型预测的转化率;8、纯组分A 发生下述平行反应,A 的起始浓度为2mol/L,反应在恒温的条件下进行,试确定在平推流反应器中目的产物S 所能达到的最大浓度;四、推导题1.假设含反应物A 的新鲜原料进入体积为V 的全混流反应器进行反应,其组成为C A0,空时为τ,出口转化率为X A ,出口处的反应速率为-r A ,请推导全混流反应器的设计方程AA AX C r τ=-; 答案一、填空题1. 串联的全混区的个数N 、 Pe ＝zuLE 2. 积分法 、 微分法 ;3. 可能、不可能4. 脉冲法 、 阶跃法 ;5.6. m 3/ 7. 不能确定8. 质量传递 、 动量传递 和 热量传递 、反应动力学 9. 均一 、 等于10. 反应物吸附 、 表面反应、 反应产物的脱附二、选择题1. BC2. C3.. B4. BCD5. B6. A7. C8. BC9. B 10. AC 11. BCD 12. A 13. BD 14. AC 15. B 16. A三、计算题1、在一反应器入口输入理想脉冲示踪物后,不同时间检测出口示踪物的浓度C,结果如下所示：现有某液相反应物A 在该反应器中进行分解反应,速率方程为：A A r kC -= , k = min -1,若用多级混合流模型预测时,该反应器的出口转化率为多少 解：根据脉冲示踪数据可得：()()(()()i i i i i i i it C t t t C t t C t t C t ∆==∆∑∑∑∑等时间间隔）＝15min=222t tθσσ=＝故：2114.900.204N θσ=== 则：01110.959(1)AA NA C x C kt N=-=-=+ 2、液体反应物AC A0＝1mol/L 通过两个串联的全混流反应器发生某不可逆反应,第一个反应器出口的浓度为 mol/L,两个反应器的体积比V 2/V 1=2,反应级数为2：A A r kC -=2mol/求第二个反应器出口的浓度; 解：全混流反应器的设计方程：0A AAC C r τ-=- 得：010111221110.50.5A A A A A A C C C C V v r kC k τ---====- 所以：12k τ=同理：2121222022A A A A A A V C C C C v r kC τ--===- 由：22112V V ττ== 得：2124k k ττ==故：12224A A A C C C -= 解得： C A2＝L3、某一级液相反应A R →在一只全混流反应器中进行,转化率为90％,如果再串连一只同样的全混流反应器,使转化率仍维持在90％,试问处理量增加多少 解： 当反应在一个全混流反应器内进行时,根据全混流反应器的设计方程,有1111τ+=-k x A ……………….1 当两个等体积全混流反应器串联时,转化率不变,则有2)21(11τ+=-k x A (2)根据式1,得1τk =9；根据式2,得=τk 处理量之比等于空时的反比,即0100101, 2.08v v v v ττ==;也就是说,处理量为原来的倍,增加了倍;4、某速率常数为的一级不可逆反应在一非理想反应器内进行反应,示踪结果表明,t 和2θσ分别为17min 和;求用多级混合流模型预测的转化率;解：根据多级混合流模型无因次方差与N 之间的关系,有2/1N θσ==4根据一级不可逆反应多级混合流模型转化率的表达式,有5、纯组分A 发生下述平行反应,A 的起始浓度为2mol/L, 反应在恒温的条件下进行,试确定在全混流反应器中目的产物S 所能达到的最大浓度; 解：S 的瞬时收率： 对于全混流反应器: 0SS S A AC C C ϕΦ==-故：200()()()1A SA A S A A AC C C C C C C ϕ=-=-+ 令 0SA dC dC =,得：20320A A A C C C +-=解得：C A ＝1mol/L故：22,max 01()()(21)()0.25111A S A A A C C C C C =-=-=++mol/L 6.反应物A 反应首先生成R k 1=5 hr -1,R 进一步反应生成S k 2=3 hr -1和T k 3=1 hr -1;如果浓度为 mol/L 的纯A 在一个全混流反应器内进行反应,求R 浓度达到最大值的空时及R 的最大浓度;解：根据一级不可逆串联反应在全混流反应器中进行反应时中间物种最大浓度及达到最大浓度空时的公式,有=+=τ)(1321k k k opt hr说明：上述两公式也可通过对反应物A 和产物R 两次应用全混流反应器设计方程,求得产物R 的浓度表达式,然后R 的浓度对空时求导,并令导数为零,推导求出; 7.某速率常数为 min -1的一级不可逆反应在一非理想反应器内进行反应,示踪结果表明,t 和2θσ分别为15min 和;求用多级混合流模型预测的转化率;解：根据多级多级混合流模型知： 则：8.纯组分A 发生下述平行反应,A 的起始浓度为2mol/L,反应在恒温的条件下进行,试确定在平推流反应器中目的产物S 所能达到的最大浓度;解：22(1)S A S A A dC C dC C ϕ==-+对于平推流反应器：当S ϕ～C A 曲线下的面积最大,即A 完全转化C A ＝0时C S 最大,即：=四、推导题1.假设含反应物A 的新鲜原料进入体积为V 的全混流反应器进行反应,其组成为C A0,空时为τ,出口转化率为X A ,出口处的反应速率为-r A ,请推导全混流反应器的设计方程0A A AX C r τ=-; 解：针对反应器列出物料平衡方程：入方＝出方＋反应消失的量＋累积量全混流反应器为连续稳定流动式反应器,累积量为0,反应器中的浓度及反应速率均与出口处相同,其中：入方为：F A0出方为：F A ＝F A01－X A ,反应消失的量为：－r A V则得：00(1)()A A A A F F X r V =-+-即：0A A A F X r V =- 或者：00A A A A X V C F r τ==-。
化学反应工程复习题试题必考
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）8。
“三传一反”是化学反应工程的基础，其中所谓的一反是指_______.（D) 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）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_。
（参与反应的物质均处于同一相）2. 对于反应，则_______.（）3。
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_______。
（等分子反应、非等分子反应）5。
化学反应速率式为,用浓度表示的速率常数为，假定符合理想气体状态方程，如用压力表示的速率常数,则=_______.（）6.化学反应的总级数为n，如用浓度表示的速率常数为，用逸度表示的速率常数，则=_______.（）7. 化学反应的总级数为n，如用浓度表示的速率常数为，用气体摩尔分率表示的速率常数，则=_______。
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《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。
6、达姆克勒准数、西勒模数的定义及物理意义。
7、影响内部效率因子的因素分析。
8、内扩散阻力的判别及改善颗粒内传质的措施。
9、等温条件下总效率因子的定义。
《化学反应工程》例题一、填空题1.按操作方式分类可将反应器分为间歇反应器、连续反应器和半间歇半连续反应器三种。
2.空间时间指反应器有效容积与之比。
3.变分子数反应计算中的膨胀因子是指________________ _所引起反应系统内总分子数的改变量。
4.平推流反应器内的返混程度为。
5.属于理想吸附的等温方程是_________ ______ 。
6.循环比R表示循环物料的流量与流量之比。
7.多级全混流模型的模型参数为，其值可由实验确定。
8.对可逆放热反应，随温度升高，反应速率常数；平衡常数。
9.在若干个过程串连组成的系统中，若其中某一步的速率与其他各步相比慢了许多，则该步骤就是整个过程的_________步骤。
10.气固相催化反应中消除外扩散影响常用的措施是；消除内扩散影响常用的措施是。
11．理想反应器分为、和三种。
12. 化学反应过程按操作方法分为_______、_______、_______操作。
13．物理吸附与化学吸附相比，其吸附力较__ __ ，吸附活化能较__ _ _。
14.转化率是反应掉的A与的比值。
15.选择性是与反应掉A的比值。
16.收率是与通入A的比值。
17.返混是指不同______________________________相互混合。
18．变分子数反应计算中的膨胀因子是指__________________ ____反应系统内总分子数的改变量。
19.活化能的大小直接反映了反应速率对___ ____的敏感程度。
20.一级反应以浓度表示的反应速率常数为k ，则以分压表示的反应速率常数k p = 。
21.理想吸附模型假设催化剂表面各处的吸附能力 ，各吸附位具有 的能量。
22.气固相催化反应包括 、 、 、 、 、 和 七个步骤。
23.气体在固体表面上的物理吸附是靠 键结合的，化学吸附是靠 键结合的。
24．按传热方式分类可将反应器分为 、 和 三种。
25．按相态分类可将反应器分为 和 两种。
26. 工业反应器优化的主要目标是 和 。
二、单项选择题1.反应C 4H 10→2C 2H 4 + H 2，k=2.0s -1，则反应级数n= 。
A. 0B. 1C. 2D. 32.气相反应A + B → 3P + S ，A 与B 以1∶1摩尔比进料，则膨胀因子δA = 。
A. –2B. –1C. 1D. 23.对于自催化反应，当要求的转化率较高时，最合适的反应器形式为 。
A.全混流 B.平推流 C.多段串联全混流4.对两平行反应若P 为目的产物，当n 1﹥n 2时，应选择的反应器形式为 。
A. 平推流反应器B. 全混流反应器C. 平推流反应器串全混流D. 全混流串接平推流反应器5.如果平行反应为一级不可逆反应，若E 主＞E 副，要提高主产物的选择性应 。
A. 提高浓度 ，B 提高温度， C. 降低浓度， D. 降低温度P SA三、名词解释 1．质量收率 2．空时 3．膨胀率4．等温催化剂的外部效率因子 5、单程收率 6、总收率 7. 化学反应速率 8. 催化剂的堆积密度 9. 催化剂的颗粒密度 10．床层空隙率 11. 控制步骤 12. 催化剂 13. 瞬时选择率 14. 空速 15. 膨胀因子 二、推测题1、在某催化剂上进行如下可逆反应，A B + S ，反应机理为：a. A+b. Ac.若b 为控制步骤，试推导理想吸附的动力学方程。
2、已知动力学方程推测反应机理。
()1---=++⎛⎫- ⎪s A A s R R A A A R RR A k K P k K P r K P K P P k P三、分析问答题k 1 R （主反应） 1.对于平行反应 A+Bk 2 S （副反应），为提高R 的选择性，请选择合适的反应器型式和操作方式，并画出示意图说明之。
已知：2212 , R A B S A B r k C C r k C C ==2.工业上为限制连续搅拌釜的返混，常采用多釜串联的操作，请画出示意图说明多釜串联反应器中反应物的浓度分布情况；对正级数的简单反应说明限制返混的意义。
3.写出达姆克勒准数的定义定义式，结合此式解释其物理意义。
4、 简述气—固相催化反应的动力学步骤？5、简要叙述固定床的特点(优、缺点)。
6．结合以下图形说明自催化反应当要求转化率不同时应该选择的反应器形式。
7．工业上常采用多釜串联的操作，请画出示意图说明完成同样的反应，达到相同的转化率，多釜串联反应器的体积会比单段釜小。
n n b bg b g kC kC Da k aC k a1=-=8．结合下图说明可逆放热反应最优温度序列的实施。
9、画出多段绝热反应器段间用原料冷激气和惰性气体冷凝时的最佳温度序列的实施情况。
10. 比较物理吸附和化学吸附的不同。
11. 简述全混流反应器的特点12.可逆反应最优温度条件的实施有哪些方法？画图说明。
四、计算题1.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5分钟内有50%的A 分解,要达到分解率75%问需多少时间？2. 在温度555K 、压力0.294MPa 条件下在平推流反应器中进行反应，其动力学方程为A A r kC -=,已知k=0.27s -1 ,进料中含A30%（摩尔分数）其余为惰性物料，A 的加料流率为6.3mol/s ,y A0=0.5 ,为使反应器出口转化率达95% ，求反应器的体积。
3．一级不可逆反应A → R ，在85℃时k=3.45h -1 ,在一容积为10m 3 的连续釜式反应器内进行时，物料处理量为1.5m 3/h,转化率为0.95．若改用两个容积相等的串联釜操作，其它条件都不变，求需反应器的总体积。
4．在体积为V R 的反应器中进行均相等温反应A →R ，2A A r kC -=当该反应器为CSTR 时，x Af =50%,若将此反应器改为PFR, x Af 等于多少？5． 气相一级反应2A →B+2C ，等温等压下在一平推流反应器中进行，压力为0.1MPa,温度700℃，反应速率常数k=0。
97s -1 ,进料量F A0=0.4kmol/min ,出口转化率达80% ，求反应器体积。
6．已知一级反应在PFR 中进行，出口转化率为0.9.现将该反应移到一个CSTR 中进行，若两反应器体积相同，且操作条件不变，问该反应在CSTR 的出口转化率为多少？7．均相气相反应A → 3R ，其动力学方程为A A r kC -=,该过程等温等压下在一平推流反应器中进行，其中k=10-2s -1 ,进料量V 0=571m 3/h ,y A0=0.5 ,为使反应器出口转化率达80% ，求反应器体积。
8．反应30.158/min.A A r C mol cm -=已知C A0=1.5×10-4 mol/cm 3 ，进料流量为500cm 3/min,用一个5L 的全混流与两个2.5L 的全混流反应器串联操作，哪一个转化率大，分别是多少？9．有一液相二级不可逆反应，反应速率方程为:2A A r kC -= kmol/L ·min,已知：20℃时，k=1.97L/kmol.min , C A0 =0.004kmol/L ,加料速度为V 0=171L/h,转化率为0.8，求： ①在平推流反应器中完成该反应所需的体积。
②在全混流反应器中完成该反应所需的体积。
10、有一液相二级不可逆反应，反应速率方程为:2AAkc r =- kmol/h.·m 3,已知：20℃时，k=10 m 3/kmol ·h , C A0 =0.2kmol/m 3 ,加料速度为2m 3/h,比较下列方案何者x A 最大。
(1).V R 为4m 3的平推流反应器；(2).平推流后串一全混流反应器V R 各为2m 3； (3) 全混流后串一平推流反应器V R 各为2m 3；(4).采用两段全混流串联V R各为2m3。