反应工程复习题集
化学反应工程复习题及复习资料
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 ）(g ﹒s) （B ）m 3 （C ）(m 2﹒s) （D ）(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 ）35. 反应NaOH + HClNaCl + H 2O ，已知mol s l k /1.0⋅=，则反应级数。
（P 13） （A ）0 （B ）1 （C ）2 （D ）36. 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 ）0.57. 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0=1 时，求反应至0=0.01 所需时间秒。
（P43）（A ）400 （B ）460 （C ）500 （D ）56010. 在间歇反应器中进行等温二级反应A → B ，20.01 /A A r C mol L s -=⋅，当0=1 时，求反应至0=0.01 所需时间秒。
（P43）（A ）8500 （B ）8900 （C ）9000 （D ）990011. 在全混流反应器中，反应器的有效容积与进料流体的体积流速之比为。
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_______。
反应工程考试复习题精选.
1 / 17word.一、填空题（本大题共14小题，每空1分，共20分）请在每小题的空格上，填入正确的答案1.固体催化剂的主要组成有主催化剂（活性成份），___助催化剂_和____载体____。
2.化学反应过程按操作方法分为__连续操作、分批式操作(或间隙操作)、半分批式（半间隙）操作。
3.均相反应是指 参与反应的物质均处于同一相 。
4.关键反应组分K 的转化率的定义式为00k k k k n n n x -=(或用相应的文字表述)_。
5.生成目的产物的反应称为____主反应 _，其它的均称为____副反应__。
6.平行反应P A →(主反应)；S A →(副反应)，主副反应均为一级不可逆反应，若主E ＞副E ，选择性S p 与浓度无关，仅是__温度_ 的函数。
7.链反应的三个阶段为链的引发、_链增长 、链终长。
8.对于气—固相催化反应，要测定真实的反应速率，必须首先排除_内扩散__和__外扩散_的影响。
9.对于多孔性的催化剂，分子扩散很复杂，当孔径较大时，扩散阻力是由分子间碰撞所致，这种扩散通常称为__分子扩散（或容积扩散）_。
10. 实际反应器中停留时间分布密度E(t)的方差2θσ为_____0~1___。
11.具有良好搅拌装置的釜式反应器按___理想混合(或全混流)___反应器处理。
12.对于恒容的平推流管式反应器___平均停留时间(或-t ) 、__空时(或τ)_、反应时间一致。
13.对于反应级数n ＜0的反应，为降低反应器容积，应选用___全混流(或完全混合）_反应器为宜。
14.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_。
1.工业催化剂所必备的三个主要条件是：__活性好__、___选择性高___、寿命长。
2. 平行反应P A →(主反应)；S A →(副反应)，主副反应均为一级不可逆反应，若主E ＞副E ，提高选择性P S 应____提高温度____。
2 / 17word.3．已知反应S P B A +→+，A 的转化率的定义式为___00A A A A n n n x -=_________。
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。
反应工程复习必备
试题班级姓名学号号一、请在下列各题中各选择一个最适当的答案（每题1分，共40分）1.（）不是反应程度的特点A 总为正值B 各反应组分的反应程度相同C 随反应时间而变D 与反应计量系数无关2.-r A=kC A n中，式中的负号意味着（）A 反应速率常数为负值B 反应速率随浓度的下降而减小C 公式表示的是A的消耗速率D dc A/dt为正值3.返混的定义是（）A 不同空间位置的粒子的混合B 不同停留时间的粒子的混合C 参与不同反应的粒子的混合D 不同反应器内粒子的混合4.自催化反应当转化率为零时反应速率（）A 最大B 出现极值点C 为负值D 为05.平推流反应器中诸参数不随（）而变A 反应物的组成B 反应器的轴向位置C 反应器的空间时间D反应器的径向位置6.在平推流反应器进行某一变容反应，若εA>0，则空间时间τ将（）平均停留时间tA 等于B 小于C 大于D 接近于7.对反应级数大于零的单一反应，对同一转化率，其反应级数越小，全混流反应器与平推流反应器的体积比（）。
A 不变B 变大C 变小D 不好说8.复合反应的瞬时选择性定义为（）A 生成目的产物消耗的反应物与所有消耗B 生成副产物消耗的反应物与生成目的产物的反应物的比值消耗的反应物的比值C 目的产物的净生成速率与反应物的消耗速率的比值D 副产物的生成速率与目的产物的净生成速率的比值9.空间时间的定义是（）A 停留时间与非生产时间的和B 实际反应时间与真实停留时间的和C 反应器有效容积与入口体积流率的比值D 反应物微元在反应器内经历的时间10.平推流反应器的无因次方差为（）A 1B 2C －1D 011.对反应级数大于零的单一反应，随着转化率的增加，所需全混流反应器与平推流反应器的体积比（）A 不变B 增加C 减小D 不一定12.由脉冲示踪实验可以直接获得的是（）A 停留时间分布函数B 停留时间分布密度函数C 平均停留时间D 方差13.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14.非理想流动反应器的停留时间分布函数曲线是（）A 单调递减的B 单调递增的C 有极大值的D 不好说15.所谓对比时间是指（）A 反应器内的真实停留时间与平均停留时间的比值B 反应器内的真实停留时间与空间时间的比值C 平推流反应器停留时间与全混流反应器停留时间的比值D 全混流反应器停留时间与平推流反应器停留时间的比值16.所谓开式边界条件，是指（）A 反应器入口是敞开的B 反应物流在边界处有流型变化C 反应器出口是敞开的D 反应物流在边界处没有流型变化17.催化剂不可以（）A 改变反应速率B 改变反应平衡C 改变反应产物D 抑制副反应18.化学吸附的吸附温度（）A 高于被吸附物的沸点B 低于被吸附物的沸点C 正好是被吸附物的沸点D 都可以ngmuir吸附模型基本假定不包括（）A 催化剂表面活性中心分布均匀B 被吸附的分子间互不影响C 每个活性中心只能吸附一个分子D 吸脱附活化能与表面覆盖率呈线性关系20.控制步骤意为（）A 各步骤中进行最快的B 最先达到平衡的C 各步骤中进行最慢的D 不可逆的6.基于理想吸附假定，得到的是（）A 指数型动力学方程B 对数型动力学方程C 幂函数型动力学方程D 双曲型动力学方程21.当催化剂孔径（）分子平均自由程时，分子扩散属努森扩散A 大于B 小于C 等于D 远大于22.席勒模数的物理意义是（）A 实际反应速率与实际扩散速率的比值B 最大反应速率与实际扩散速率的比值C 实际反应速率与最大扩散速率的比值D 最大反应速率与最大扩散速率的比值23.等温条件下催化剂的席勒模数（）A 与反应级数关系不大B 与扩散系数关系不大C 与速率常数关系不大D 与颗粒形状关系不大24.在非等温条件下，催化剂颗粒的有效因子（）A 有可能大于一B 不可能大于一C 一定大于一D 与等温条件下相同25.Da坦克莱(Damkolher)准数涉及（）的描述A 催化剂内扩散B 催化剂失活C 催化剂外扩散D 催化剂床层装填26.内扩散使连串反应的选择性（）A 提高B 下降C 不变D 为零27.减小内扩散影响的措施不包括（）A 减小催化剂粒径B 增大催化剂孔径C 提高反应温度D 改变催化剂孔结构28.彼克列准数Pe表示了（）A 轴向传热的度量B 径向传热的度量C 轴向扩散的度量D 径向扩散的度量29.床层空隙率在靠近壁面处（）远离壁面处A 大于B 小于C 等于D 没规律30.填充均匀颗粒的床层，不考虑壁效应，其空隙率随粒子的增大而（）A 增大B 减小C 不变D 不一定31.一维拟均相平推流模型，拟均相是指（）A 只有一相B 均为轴向C 所有固体粒子视为一相D 流体和固体视为一相32.拟均相二维模型中，径向有效导热系数（）A 是流体的物性参数B 是颗粒的物性参数C 是流体与颗粒物性参数的结合D 不是物性参数33.所谓绝热温升，是指（）A 反应物流在绝热情况下100％转化的温升B 反应物流在绝热情况下的最大温升C 催化剂在单位时间内的最大温升D 反应器的最大允许温升34.化学增强因子β的定义是，气体吸收时（）A 有化学反应条件下的液膜厚度与无化学反应下的液膜厚度之比B 有化学反应条件下的反应速率与无化学反应下的吸收速率之比C 无化学反应条件下的液膜厚度与有化学反应下的液膜厚度之比D 有化学反应条件下的吸收速率与无化学反应下的吸收速率之比35.对于极慢反应，液相主体中的反应物浓度（）A 大于平衡浓度B 远小于平衡浓度C 接近但不大于平衡浓度D 与平衡浓度无关36.八田数γ：（）A 是物性参数B γ越大反应速率越大C γ的极小值代表了最大反应速率D γ越大反应速率越小37.对于快速反应吸收过程，宜采用（）进行A 连续鼓泡反应塔B 填料吸收塔C 半连续鼓泡反应塔D 连续搅拌槽式反应器38.当反应器需要移走更多热量时，对稳定操作影响最小的办法是（）A 降低反应温度B 降低反应物流量C 降低冷剂温度D 提高冷剂流量39.全混流反应器的稳定操作点的必要条件是（）A (dq r/dt)>(dq g/dt)B (dq r/dt)<(dq g/dt)C (dq r/dt)=(dq g/dt)D 二者没有关系40.在换热型气固相催化反应器中进行强放热反应，为保证反应器操作的稳定，要求（）A 反应器床层不能太厚B 反应器管径不能太小C 反应器床层不能太薄D 反应器管径不能太大二、有一气相热分解反应 A −→R+S ，现已知该反应在某温度下进行，其速率方程式为：)].min /([.min)]/([atm cm m ol 10714k cm m ol P k 31P 3A P A r -⨯==-其中：该反应在平推流反应器中等温等压条件下进行，压力为[1atm]。
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。
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。
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一、选择题1．当固定床反应器中的催化剂颗粒为球形时，则颗粒的形状 φ为 （ A ） A. 1 B. <1 C. >1 D . 0.52．已知某基元反应A C +D, 其反应级数为 （ A ）A. 一级B. 二级C. 三级D. 不确定3．下列哪个不是反应程度的特点: ( B )A 总为正值B 各反应组分的反应程度相同C 与方程式的写法无关D 是个累积量4．返混的定义是 （ B ）A 不同空间位置的粒子的混合B 不同停留时间的粒子的混合C 参与不同反应的粒子的混合D 不同反应器内粒子的混合 5．化学反应2NO +2H N 2+2H 2O ，其中化学计量系数为+2的是 （ A ）A. H 2OB. N 2C. NOD. H 26. 控制步骤意为 （C ） A 各步骤中进行最快的 B 最先达到平衡的C 各步骤中进行最慢的D 不可逆的7．充分返混的反应器有 ( C )A.间歇反应器B.平推流反应器C.全混流反应器D.非理想反应器8．制备催化剂时加入很少量就可以减少活性的物质称为 ( D )A.活性组分B.载体C.助剂D.抑制剂9．“三传一反”中的“一反”是指 （ A ）A. 化学反应B.质量传递 C . 动力传递 D. 热量传递 10．化学膨胀因子Aδ可定义为 （ C ）A. iAv ν∑ B. Ai v ν-∑ C. iA v ν-∑ D . iA v ν-11．固体催化剂的核心组成是 （ D ）A. 抑制剂B.载体C. 助剂D. 活性组分 12. 对于反应体系增大的系统，化学膨胀率A ε为 （ C ）A. <0B. 1C. >0D. 013．全混流模型的最大特点是 （ A ） A. 物料完全混合 B. 物料在轴向无扩散与混合 C. 停留时间均匀 D. 是一种非理想模型14．在平推流反应器中，因返混程度达到最小，则其散度2t σ 为 （ B ）A.1B. 0C.201t σ<<D. 无穷大15．当固定床反应器中的催化剂颗粒为球形时，则颗粒的形状 φ为 （ D ） A. 0.5 B. <1 C. >1 D . 1 16．反应器的有效容积与进料流体的体积流量之比为 ( A ) A. 空时τ B. 反应时间t C. 停留时间t D. 平均停留时间t 17.某反应速率表达式为r=kc A c B 0.5 ,则该反应级数为( C )A.0级B.1级 D.2级18.化学计量数对反应物为 ,产物为 . ( C ) A.正,负 B. 正,正 C.负,正 D.负,负19.当吸附达平衡时,表观速率（总反应速率）r 为 ( A ) A.0 B.1 C.2 D.∞20.返混程度最小的的反应器是 ( B ) A.间歇反应器 B.平推流反应器 C.全混流反应器 D.非理想反应器21. 可逆反应速率总是随转化率升高而 ( A ) A.降低 B.升高 C.不变 D.不确定22. .对平推流反应器,即完全不返混时,散度即方差为 ( A )A.0B.1C.2D.∞ 二、填空1.均相反应的速率是温度和 浓度 的函数.2.气体在固体表面上的物理吸附是靠范得华力结合3.对平行反应来说,当主反应的活化能E1大于副反应的活化能E2时, 提高温度将有利于提高目的产物收率,反之E1<E2时, 减低温度有利于提高目的产物收率.4. 一个好的催化剂应具有活性好 , 选择率高 , 寿命长 ,.5. 具有良好搅拌装置的釜式反应器按___全混流__ 反应器处理,长径比比较大的管式反应器按平推流反应器处理（平推流或全混流）.6. 固定床中颗粒的体积相当直径定义为具有相同体积P V的球粒子直径，表达式Vd=___ dv=（6Vp/π）1/3 ___。
7.气固非均相催化反应的控制步骤意为各步骤中速率最慢的一步。
8.关键组分A的转化率可定义为xA = (NAO-NA)/ NAO。
9.在全混流反应器中，因反应物浓度很低且为常数，则反应速率也为常数。
10.停留时间分布函数E(t)具有归一性，则() E t dt∞=⎰ 1 。
11.一般来说，空速越大，表明反应器的生产能力越大。
12.实际生产中将多个反应器串联联操作其作目的是提高转化率。
13．已知A B R+→，反应在恒温恒压下进行，物料初始浓度为CA0=3mol/l；CB0=4mol/l；CR0=1mol/l；CS0=1mol/l(S为氮气)，则AOy=1/3 。
14. 生成主产物的反应称为___主产物_ ，其它的均为副反应。
15. 化工生产的三个部分包括原料预处理，化学反应 , 产品的分离提纯，其中化学反应是整个生产过程的核心.16.一般来说，空时越大，表明反应器的生产强度越小。
17.实际生产中将多个反应器并联操作,其目的是提高处理能力。
三、名词解释1. 连串反应：前一反应的产物为后以反应的反应物，这样的反应成为连串反应2. 内扩散：气体反应物以扩散的方式通过微孔进入催化剂颗粒内部的过程3. 返混：同停留时间物料之间的混合4. 空时：反应器有效容积和进料体积流量间的比值5. 催化剂 是一种能够加速反应速率，而不改变化学平衡的物质6. 停留时间 物料从进入反应器到离开反应器所用的时间7. 收率 y =生成目的产物消耗的关键组分的摩尔数关键组分进入系统的摩尔数8.均相反应 参与反应的各化学组分处于同一相内进行化学反应9.复合反应 用两个或两个以上的化学反应方程式和动力学方程式表示的反应 10.选择率 φ＝生成目的产物消耗的关键组分A 的量/反应过程中关键组分A 的总消耗量11.比表面积单位质量固体催化剂的全部表面积四、简单1.简述什么是质量作用定律？并写出该基元反应12K K A B D R −−→++←−−，关键组分A 的消耗速率方程（-r A ）和产物D 、R 的生成速率方程(r D ,r R )的表达式？答： 基元反应中的速率与各反应物浓度的乘积成正比，其中某反应物浓度的方次为化学反应式中该组分的系数。
122121A A B D R D D R A B R D R A Br K C C K C C r K C C K C C r K C C K C C -=-=-=-2. 简述气-液相反应过程的步骤并画出示意图 1）气相反应物从气相主体通过气膜传至气液相界面，并且在界面上达到气液相平衡，（2）反应组分从气液相界面穿过液膜进入液相主体，并同时发生反应，（3）液相产物向液相主体扩散，气相产物向气液界面扩散穿过气膜进入气相主体。
3 简述气液反应过程的步骤？1）气相反应物A 从气相主体通过气膜传至气流相界面，并在界面上达到气液相平衡；（2）反应组分A 从气液相界面穿过液膜进入液相主体，并同时进行反应； （3）液相产物向液相主体内扩散，气相产物则向气液界面扩散穿过气膜进行气相主体4 .气固相催化反应的步骤答：多相催化反应反应过程的步骤：（1）反应组分从流体主体向固体催化剂外表面传递； （2）反应组分从外表面向催化剂内表面传递； （3）反应组分在催化剂表面的活性中心上吸附； （4）在催化剂表面上进行化学反应； （5）反应产物在催化剂表面上吸附（6）反应产物从催化剂内表面向外表面传递 （7）反应产物从催化剂的外表面向流体主体传递 5. 简述双膜理论在气、液两相中沿相界面两侧存在一个气膜一个液膜。
气、液两相中的传质阻力全部集中在两侧膜内。
五、计算题1. 考虑反应A 3P ，其动力学方程式为1AA A dn n r k V dt V-=-=，试推导在恒容下以总压P 表示的动力学方程式？ 解1AAA A Adn n r k V dt VdCkC dt-=-==-=3A P →t=0 Cao 0 Caot=t ‘ Ca 3（Cao-Ca ） 3Cao-2Ca P0=CaoRT P=(3Cao-2Ca)RT推出202P PCa RT-=,带可得0003()322(3)AA dC kC dtP P d P P RT k dt RT dPk P P dt -=---==-2. 反应A+B R+S,己知V R =1L,物料进料速率V 0=0.5L/min,C A0=C B0=0.05mol/L,动力学方程式为(-r A )=kc A c B ,其中k=100L/(mol.min).求: (1).反应在平推流反应器中进行时出口转化率为多少?(2).欲用全混流反应器得到相同的出口转化率,反应器体积应多大? (3).若全混流反应器体积V R =1L,可达到的转化率为多少? ①τ = V/υ00xAAA Adx C r τ=-⎰0220(1)xAAA A A dx V C kC x υ=-⎰10.5(1)1000.05(1)A A AO A A x x kC x x ==-⨯-x A =90.9%② τ = V/υ τ = C AO ×X A /-r A= （（C AO ×X A ）÷ [k ×C AO 2×(1- X A )2] = 22 min V=υ×τ = 11 L③020.0510.51000.05(1)73%AO AA BA A A C x V v kC C x x x τ==⨯=⨯⨯-=3、乙烯氧化生成环氧乙烷为银催化剂上的气固相催化反应，进入反应器的气体组成（摩尔比）：C 2H 4： 15%, O 2 ：7%,CO 2 ：10%,其余为Ar 、N 2；出反应器气体中现已知：C 2H 4 ：13.1%,O 2 ：4.8%。
试计算乙烯的转化率、环氧乙烷的选择性及收率。
（24224242220.5322C H O C H O C H O CO H O+→+→+）解以100mol 进料为基准，以α、β表示环氧乙烷及二氧化碳的生成量，进行物料衡算，结合出口条件可知：15/20.131100/27/2 1.50.048100/2αβααβα--=---=- 则可求得α＝1.504mol ，β＝0.989mol乙烯反应量：1.504＋0.989/2=1.9985mol 转化率：1.9985/15=0.1333 收率：1.504/15=0.1003 选择率：1.504/1.9985=0.75264. 某厂生产醇酸树脂是使己二酸与己二醇以等摩尔比在70℃用间歇反应器以H 2SO 4作催化剂进行缩聚反应而生产的,实验测得反应动力学方程为: (-r A )=kc A 2k=1.97X10-3m 3/kmol.minC A0=4kmol/m 3若每天处理2400kg 己二酸,每批操作辅助生产时间为1h,反应器装填系数为0.75,求:(1).转化率为0.8,0.9时,所需反应时间为多少?(2).求转化率为0.8时所需反应器体积为多少？并进行圆整? (已知己二酸的分子量M ＝146)解 (1)00xAA A Adx tC r =-⎰21(1)Ax AA A dx t C k x =-⎰01()1A A A x t kC x =-0.8A x =⨯4时 t=3.0410(s)=8.46h 0.9A x =⨯4时 t=6.8510(s)=19.02h(2)0100/1460.685(/)A F kmol h ==3000/0.685/40.171(/)A A v F C m h ==='8.4619.46()t t t t h =+=+=300.1719.46 1.62t V v t m ==⨯=3/ 1.62/0.75 2.16R V V m ϕ===圆整至2.5m 3。