化学反应工程填空题、简答题目汇总
1.三传一反：质量传递、热量传递、动量传递，反应动力学
2.化学反应工程是一门专门研究化学反应的工程问题的学科，既以化学反应作为研究对象，
又以工程问题为其对象
3.反应器的形式，不外乎管式、釜式、塔式、固定床、流化床，操作方式不外乎分批式、连
续式、半连续式
4.在化学反应工程中，数学模型主要包括：动力学模型、物料衡算式、热量衡算式、动量恒
算式、参数计算式。
5.在建立数学模型时，根据基础资料建立物料、热量和动量恒算式的一般式为：积累量=输入
量-输出量
6.均相反应是指：在均一的液相或气相中进行的反应
7.均相反应的速率取决于物料的浓度和温度
8.多相反应过程是指同时存在两个或更多相态的反应系统所进行的反应过程
9.非理想流动：凡是流动状况偏离平推流和全混流这两种理想情况的流动，统称为非理想流
动
10.理想混合反应器是指：理想混合反应器、平推流反应器
11.视催化剂的运动情况可分为固定床、流化床等装置
12.催化剂的中毒：均匀中毒、壳层中毒
13.催化剂的制备方法：混合法、浸渍法、共凝胶法、喷涂法、溶蚀法、热熔法
14.气固相催化反应，要测定真实的反应速率，首先要排除内扩散和外扩散的影响
15.化学反应速率是指单位反应体系内反应速率和时间的变化率
16.如果反应物分子在碰撞中一步直接转化为生成物分子，则该反应为基元反应
17.几个基元反应才能转化为生成物分子的反应，则称为非基元反应
18.反应级数在一定温度范围内保持不变，它的绝对值不会超过3，可以是分数、负数、0
19.反应级数（n）的大小反映了该物料浓度对反应速率影响的程度，n越高，该物料浓度对反
应速率的影响越显著，n=0，在动力学方程中该物料的浓度项就不出现，说明该物料浓度的变化对反应速率没有影响，如果n为负值，说明该物料浓度的增加的反而抑制了反应，使反应速率下降。
20.非均相催化反应过程的三个控制步骤分别是外扩散过程、内扩散过程、化学动力学过程
21.催化剂失活的类型和原因大致可分为物理中毒、化学中毒、结构变化
22.孔径较大时，分子的扩散阻力是由于分子间的碰撞所致，这种扩散就是分子扩散或容积扩
散，当微孔的孔径小于分子的自由程（约0.1ηm）时，分子与孔壁的碰撞机会超过了分子间的相互碰撞，从而前者成了扩散阻力的主要因素，这种扩散成为克努森扩散，当分子扩散和克努森扩散同时存在时，为综合扩散
23.停留时间不同的流体颗粒之间的混合，通常称为返混
24.平推流（PFR）：反应物料以一致的方向向前移动，在整个截面上各处的流速完全相等
特点：所有物料颗粒在反应器中的停留时间是相同的，不存在返混
25.全混流（CSTR）：刚进入反应器的新鲜物料与已存留在反应器中的物料能达到瞬间的完全混
合，以致在整个反应器内各处物料的浓度和温度完全相同，且等于反应器出口处物料的浓度和温度。
特点：返混达到了最大限度
26.西勒模数（内扩散模数）：反映反应速度和扩散速度对过程影响程度的参数。
27.比表面积（BET）：单位质量催化剂所具有的表面积
28.膨胀率：当反应物A全部转化后系统体积的变化分率
29.工业催化剂所具备的三个主要条件是：活性好、选择性高、寿命长
30.发生在停留时间相同的物料之间的均匀化过程，称之为简单混合，发生在停留时间不同的
物料之间的均匀化过程，称之为返混
31.催化剂的组成中，其核心部分是活性组分，常常兼做稳定剂和分散剂的是催化剂的载体
32.σ2为随机变量θ的方差，对于全混流，σ2=1，对于平推流σ2=σt2=0，对于一般实际流况
0≤σ2≤1
33.BET式只适用于物理吸附，焦姆金式只适用于化学吸附，朗缪尔式和费罗因德利希式则对
两者都可应用
34.气体在固体表面上的吸附中物理吸附是靠范德华力结合的，而化学吸附是靠化学键力结合
的
35.助催化剂：又称促进剂，本身催化活性很小，但添加极少量于催化剂中，却能显著的改善
催化剂的效能
36.循环比β可自零至无限大，当循环比β=0，平推流管式反应器，当β=∞，全混流釜式反应
器。
37.简述非均相催化反应的七个步骤：
1)反应物从气流主体扩散到催化剂的外表面（外扩散过程）
2)反应物进一步向催化剂的微孔内扩散进去（内扩散过程）
3)反应物在催化剂的表面上被吸附（吸附过程）
4)吸附的反应物转化成反应的生成物（表面反应过程）
5)反正的生成物从催化剂表面上脱附下来（脱附过程）
6)脱附下来的生成物分子从微孔内向外扩散到催化剂外表面处（内扩散过程）
7)生成物分子从催化剂外表面处扩散到主流气流中被带走（外扩散过程）
38.简述工业上处理催化剂失活问题的基本方法：
1)改进催化器
2)采用“中期活性”或安全系数设计反应器
3)严格控制操作条件，充分净化原料气
4)严格控制操作温度
5)必要的恢复活性处理
6)优化操作以弥补失活造成的生产能力下降
39.简述朗格缪尔（Langmuir）模型假设吸附过程需要满足的条件
1)均匀表面（或称理想表面），及催化剂表面各处的吸附能力是均一的，或者说是能量均匀的
表面。
2)单分子吸附层，因为在化学吸附时，被吸附的分子与固体催化剂表面间存在有类似于化学
键的结合，所以催化剂表面最多能吸附这样的一层。
3)被吸附的分子间互不影响，也不影响别的分子的吸附。
4)吸附的机理均相同，吸附形成的络合物亦均相同。
40.简述等温恒容平推流反应器空时、反应时间、停留时间的概念及三者之间的关系
空时：进入反应器的物料通过反应器体积所需的时间（反应器容积/进料的体积流量）
空速：单位时间内进入反应器的物料体积相当于几个反应器的容积（1/空时）
反应时间（t）：从反应物料加入反应器后实际进行反应时算起至反应进行到某一时刻所需的时间。
停留时间：指从反应物料进入反应器时算起至离开反应器时为止所经历的时间。
停留时间分布：对于不是平推流的连续操作的反应器，由于同时进入反应器的物料颗粒在反应器中的停留时间有长有短，因而形成一个分布，称作停留时间分布。一般用“平均停留时间”来表述。
在间歇反应器和平推流管式反应器中停留时间和反应时间都是相同的，停留时间和反应时间也是相一致的，恒容时的空时等于体积流速之比，这时三者相等。
41.固定床反应器的概念及其优缺点
固定床反应器的概念：凡是流体通过固定的固体物料所形成的床层而进行反应的装置都称作固定床反应器。
优点：固定床中催化剂不易磨损而可长期使用/床层内流体的流动接近于平推流，因此与返混式的反应器相比，它的反应速率较快，可用较少量的催化剂和较小的反应容积来获得较大的生产能力/停留时间可以严格控制，温度分布可以适当调节，有利于提高选择性和转化率
缺点：固定床传热较差/催化剂的更换必须停产进行
流化床反应器的概念：原料气以一定的流动速度使催化剂呈悬浮湍动，并在催化剂作用下进行化学反应的设备
优点：传热效能高，而且床内温度易于维持均匀/大量固体颗粒可方便地往来输送/由于颗粒细，可以消除内扩散阻力，能充分地发挥催化剂的效能。
缺点：气流状况不均，不少气体以气泡状态经过床层，气固两相接触不够有效/颗粒运动基本上是全混式，因此停留时间不一/颗粒的磨损和带出造成催化剂的损失。
42.简述固定床层空隙率对流体流速的影响。简述沿壁效应以及减少沿壁效应的措施
空隙率的分布将直接影响流体流速的分布。由于床层孔隙率不均匀，引起流速不同，使流体与颗粒间传热、传质行为不同，流体的停留时间不同，最终会影响到化学反应的结果。
沿壁效应：这种由于沿壁处空隙率不同而带来的对过程的影响成为沿壁效应，为减少沿壁效应，要求床层的直径至少为粒径的8倍。
43.简述双曲线型本征动力学方程所依托模型的基本假设条件
1)在吸附-反应-脱附三个步骤中必然存在一个控制步骤，该控制步骤的速率便是本征反应速
率
2)除了控制步骤外，其他步骤均处于平衡状态
3)吸附和脱附过程属于理想过程，即吸附和脱附过程可用朗格缪尔吸附模型加以描述
44.简述催化剂载体的作用，并举出至少两种催化剂载体
1)提供有效的表面积和适合的孔结构
2)使催化剂获得一定的机械强度
3)提高催化剂的热稳定性
4)提供活性中心
5)与活性组分作用形成新的化合物
6)节省活性组分用量
催化剂载体：活性炭、硅胶、膨润土、氧化铝、分子筛等
45.简述建立非理想流动的流动模型的步骤
1)通过冷态模型试验测定实验装置的停留时间分布
2)根据所得的有关E（t）和F（t）的结果通过合理的简化提出可能的流动模型
3)结合反应动力学数据通过模拟计算来预测反应结果
4)通过一定规模的热模实验来验证模型的准确性
46.简述非催化气固反应缩核模型的特点
非催化气固反应缩核模型是反应从粒子外表面逐渐向内核部分推进，但粒子体积不变，如硫化矿的焙烧，氧化铁的还原等。
47.简述非催化气固反应缩粒模型的特点
非催化气固反应缩粒模型是固体粒子的粒径随反应的进行向不断缩小，如煤炭的燃烧造气，从焦碳与硫磺蒸汽制造二硫化碳。
48.
简述气—液反应的宏观过程：A（g） + bB（l）→产物（l）？
1）反应物气相组分从气相主体传递到气液相界面，在界面上假定达到气液相平衡；
2）反应物气相组分A从气液相界面扩散入液相，并在液相内反应；
3）液相内的反应产物向浓度下降方向扩散，气相产物则向界面扩散；
4）气相产物向气相主体扩散。
49.简述寻求停留时间分布的实验方法及其分类
通过物理示踪法来测反应器物料的停留时间的分布曲线。所谓物理示踪是指采用一种易检测的无化学反应活性的物质按一定的输入方式加入稳定的流动系统，通过观测该示踪物质在系统出口的浓度随时间的变化来确定系统物料的停留时间分布。根据示踪剂输入方式的不同大致分为四种：脉冲法、阶跃法、周期示踪法和随机输入法。
50.对于可逆放热反应如何选择操作温度
1)对于放热反应，要使反应速率尽可能保持最大，必须随转化率的提高，按最优温度曲线相
应降低温度；
2)这是由于可逆放热反应，由于逆反应速率也随反应温度的提高而提高，净反应速率出现一
极大值；
3)而温度的进一步提高将导致正逆反应速率相等而达到化学平衡。
51.简述均相反应及其动力学的研究内容
参与反应的各物质均处于同一个相内进行的化学反应称为均相反应。均相反应动力学是研究各种因素如温度、催化剂、反应物组成和压力等对反应速率、反应产物分布的影响，并确定表达这些影响因素与反应速率之间定量关系的速率方程。
52.简述气固相催化反应固定床反应器拟均相模拟的特点
凡是流体通过不动的固体物料所形成的床层而进行反应的装置都称作固定床反应器。拟均相模型忽略了床层中粒子与流体间温度与浓度的差别。
53.简述气固相催化反应固定床反应器非均相模型的特点
凡是流体通过不动的固体物料所形成的床层而进行反应的装置都称作固定床反应器。非均相模型考虑了床层中粒子与流体间温度与浓度的差别。
54.简述气固相催化反应固定床反应器拟均相一维模型的特点
凡是流体通过不动的固体物料所形成的床层而进行反应的装置都称作固定床反应器。拟均相一维模型是忽略床层中粒子与流体的温度与浓度差别，考虑在流体流动的方向（轴向）上有温度和浓度的变化，而在与流向垂直的截面上（径向）则是等温和等浓度的。
55.简述气—固相催化反应固定床反应器拟均相二维模型的特点
答：凡是流体通过不动的固体物料所形成的床层而进行反应的装置为固定床反应器，拟均相二维模型是忽略床层中粒子与流体间温度与浓度的差别，同时考虑流体在轴向和径向上的温度梯度和浓度梯度。
56.1.简述气—液相反应器的设计所包含的内容？2.简述气—液相反应器型式的选择应考虑的因素？3.以纯液体在悬浮催化剂上的加氢反应为例来说明气—液—固反应的过程？
1.首先是根据气—液反应系统的动力学特征来选择正确的反应器型式，然后结合反应器特性来确定能满足给定生产任务的反应器几何尺寸。
2.
1) 气、液的接触方式，即气体和液体在器内的流动模式；
2) 相间传质系数 k GA 、 k LA ；
3) 气、液流动速率；
4) 气—液反应控制区的考虑。
3.
1）气相中的反应组分（如氢气）通过气膜向气液界面的扩散传质
2）氢在气液界面上溶解，假定达到平衡，然后通过液膜向液相主体内进行扩散；
3）氢在液相主体内具有均一的浓度，它将进一步通过固体表面上的液膜从液相主体向固体粒子表面扩散；
4）气相反应组分和液相反应组分在固体表面上发生反应；
5）整个反应过程就是按上述步骤依次的
化学反应工程的填空题
《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. 1. 物料衡算和能量衡算的一般表达式为 输入-输出=累积 。 2. 着眼组分A 转化率x A 的定义式为 x A =(n A0-n A )/n A0 。 3. 总反应级数不可能大于 3 。 4. 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 。 5. 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 。 6. 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 。 7. 反应速率常数k 与温度T 的关系为2.1010000lg +-=T k ，其活化能为 83.14kJ/mol 。 8. 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。 9. 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 。 10. 非等分子反应2SO 2+O 2==2SO 3的膨胀因子2 SO δ等于 -0.5 。 11. 非等分子反应N 2+3H 2==2NH 3的膨胀因子2 H δ等于 –2/3 。 12. 反应N 2+3H 2==2NH 3中（2N r -）= 1/3 （2H r -）= 1/2 3 NH r 13. 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 。 14. 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 A x n x )1(11-+-，转化率为 A A x n nx )1(1-+。 15. 反应活化能E 越 大 ，反应速率对温度越敏感。 16. 对于特定的活化能，温度越低温度对反应速率的影响越 大 。
化学反应工程习题答案
第7章化学反应工程习题答案 7-1 试述物理吸收与化学吸收的区别。 解：对于物理吸收过程*=A A A P H C 0 对于化学吸收过程* * +=A A B A P P C C αα10 ,式中A KH =α，其中K 为化学平衡常 数；0B C 为吸收剂中的活性组分浓度；0A C 是与A 组分分压*A P 平衡的气体浓度；A H -A 组分溶解度系数。从以上两式可以看出物理吸收和化学吸收区别如下： 1．物理吸收气体溶解度与气体压力呈正比关系，化学吸收呈渐近线关系，当分压较高时，气体溶解度趋近化学计量的极限，因此为了减低能耗，导致操作方式不同，压力较低宜采用化学吸收，压力较高宜采用物理吸收。 2．热效应不同，物理吸收热效应较小，每摩尔数千焦耳，而化学吸收可达数万焦耳。导致吸收剂的再生方式不同，物理吸收过程吸收剂减压再生为主，化学吸收过程的吸收剂再生除减压外还需加热。 3．物理吸收选择性主要体现各种气体在溶解度系数的差异，而化学吸收取决于A KH =α，由于化学反应特定性，吸收选择性不同。化学吸收选择性高于物理吸收。 7-2解释下列参数的物理意义：无因次准数M 、增大因子β及液相利用率η。分别写出一级不可逆和二级不可逆反应无因次准数M 的计算式。 解：无因次准数M 的物理意义 通过液膜传递速率 液膜内的化学反应速率 增大因子β的物理意义为速率 单纯物理吸收时的传质过气液界面的传质速率 液膜内有化学反应时通 液相利用率η的物理意义为的反应速率液相均处于界面浓度下吸收速率 对于一级不可逆反应211L AL L L k k D k k M ==δ 对于二级不可逆反应2 2L BL AL k C k D M = 7-3 纯二氧化碳与氢氧化钠水溶液进行反应，假定液相上方水蒸气分压可不 计，试按双膜模型绘出气相及液相二氧化碳浓度分布示意图。 解： 气模 液膜 P CO2,g P CO2,i C CO2,i C CO2,L
化学反应工程试题集及复习题
化学反应工程考试总结 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 t E t t 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22 A 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。 →+，则其反应速率表达式不能确11.某反应的计量方程为A R S 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。 二.单项选择 10.(2) B 1、气相反应CO + 3H2CH4 + H2O进料时无惰性气体，CO与2H以1∶2 δ=__A_。 摩尔比进料，则膨胀因子CO A. -2 B. -1 C. 1 D. 2 2、一级连串反应A S P在间歇式反应器中，则目的产物P C___A____。 的最大浓度= max ,P
化学反应工程试卷及答案
. 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 ，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D C B A 432+=+，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 。 5．间歇釜反应器中进行如下反应： P A → (1) 1 1n A A C k r = 1E S A → (2) 22n A A C k r = 2E 在Ao C 和反应时间保持不变下，降低反应温度，釜液中S p C C /增大，表明活化能1E 与2E 的相对大小为 ；在温度和反应时间保持不变下，增高反应浓度，釜液中S p C C /增大，表明反应级数1n 、2n 的相对大小为 。 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 。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0
化学反应工程第二版课后答案
第一章习题 1 化学反应式与化学计量方程有何异同?化学反应式中计量系数与化学计量方程中的计量系数有何关系? 答：化学反应式中计量系数恒为正值，化学计量方程中反应物的计量系数与化学反应式中数值相同，符号相反，对于产物二者相同。 2 何谓基元反应?基元反应的动力学方程中活化能与反应级数的含义是什么? 何谓非基元反应?非基元反应的动力学方程中活化能与反应级数含义是什么? 答：如果反应物严格按照化学反应式一步直接转化生成产物，该反应是基元反应。基元反应符合质量作用定律。基元反应的活化能指1摩尔活化分子的平均能量比普通分子的平均能量的高出值。基元反应的反应级数是该反应的反应分子数。一切不符合质量作用定律的反应都是非基元反应。非基元反应的活化能没有明确的物理意义，仅决定了反应速率对温度的敏感程度。非基元反应的反应级数是经验数值，决定了反应速率对反应物浓度的敏感程度。 3 若将反应速率写成t c r d d A A - =-，有什么条件? 答：化学反应的进行不引起物系体积的变化，即恒容。 4 为什么均相液相反应过程的动力学方程实验测定采用间歇反应器? 答：在间歇反应器中可以直接得到反应时间和反应程度的关系，而这种关系仅是动力学方程的直接积分，与反应器大小和投料量无关。 5 现有如下基元反应过程，请写出各组分生成速率与浓度之间关系。 (1)A+2B →C (2)A+2B →C (3)2A+2B →C A+C →D B+C →D A+C →D C+D →E 解
(1) D 4C A 3D D 4C A 3C 22 B A 1C C 22B A 1B D 4C A 3C 22 B A 1A 22c k c c k r c k c c k c k c c k r c k c c k r c k c c k c k c c k r -=+--=+-=+-+-= (2) E 6D C 5D 4C B 3D E 6D C 5D 4C B 3C 22 B A 1C D 4C B 3C 22B A 1B C 22 B A 1A 22c k c c k c k c c k r c k c c k c k c c k c k c c k r c k c c k c k c c k r c k c c k r +--=+-+--=+-+-=+-= (3) D 4C A 3D D 4C A 3C 22 B 2A 1C C 22B 2A 1B D 4C A 3C 22 B 2A 1A 2222c k c c k r c k c c k c k c c k r c k c c k r c k c c k c k c c k r -=+--=+-=+-+-= 6 气相基元反应A+2B →2P 在30℃和常压下的反应速率常数k c =2.65× 104m 6kmol -2s -1。现以气相分压来表示速率方程，即(?r A )=k P p A p B 2 ，求k P =?（假定气体为理想气体） 解 ()3 -1-363111 2643c P 2 B A p A 2 B A c 2 B A c A 1264c kPa s m kmol 10655.1K 303K kmol kJ 314.8s kmol m 1065.2)(s kmol m 1065.2K 30330273--------??=???= ==-? ? ? ??==-= ?==+=RT k k p p k r RT p RT p k c c k r RT p c k T
《化学反应工程》期末考试试题及答案..
一、单项选择题： （每题2分，共20分） 1．反应器中等温进行着A →P(1)和A →R(2)两个反应，当降低A 的浓度后，发现反应生成P 的量显著降低，而R 的生成量略降低，表明(A ) A ．反应(1)对A 的反应级数大于反应(2) B ．反应(1) 对A 的反应级数小于反应 (2) C ．反应(1)的活化能小于反应(2) D ．反应(1)的反应速率常数大于反应(2) 2.四只相同体积的全混釜串联操作，其无因次停留时间分布的方差值2θσ为( B ) A ． 1.0 B. 0.25 C ．0.50 D ．0 3．对一平行—连串反应R A Q P A ?→??→??→?) 3()2()1(，P 为目的产物，若活化能次序为：E 2
化学反应工程试题..
2010-2011学年第二学期末考试试题（A 卷） 一、选择题（30分，每题1.5分） 1、―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 2、对于反应sS pP b B aA +?→?+， 则P r = ___A__ ()A r -。 A. a p ， B. a p ， C. p a , D. p a 3、气相反应A + B → 3P + S 进料时无惰性气体，A 与B 以1∶1 摩尔比进料，则膨胀因子A δ=（Ｄ ） A. –2 B. –1 C. 1 D. 2 4、气相反应2A + B → 3P + S 进料时无惰性气体，A 与B 以2∶1 摩尔比进料，则膨胀率A ε=（ Ｃ ） A. –1 B . –1/2 C. 1/3 D.4/3 5、反应2421042H H C H C +→，反应速率常数10.2-=s k ，则反应级数n=（ Ｂ） A. 0 B. 1 C. 2 D. 3 6、串联反应A → P （目的）→R + S ，目的产物P 的得率X P =（ Ａ）。 A. 00A P P n n n - B.A A P P n n n n --00 C.00S S P P n n n n -- D.0 R R P P n n n n -- 7、分批式操作的间歇反应器非生产性时间0t 不包括下列哪一项（ Ｂ ）。 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 8、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、对于单一反应组分的平行反应 ，其瞬间收率P ? 随C A 增大而单调下降，则最适合的反应器为( Ａ )。 A. 平推流反应器 B. 全混流反应器
化学反应工程填空题
《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 . 1. 物料衡算和能量衡算的一般表达式为 输入 -输出 =累积 。 2. 着眼组分 A 转化率 A 的定义式为 x A =(n A0 A A0 。 x -n )/n 3. 总反应级数不可能大于3 。 4. 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 。 5. 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 6. 反应速率 r A kC A 1/ 2 的 单 位 为 mol/L · s ， 速 率 常 数 k 的因次为 (mol) 1/2·L -1/2·s 。 7. 反应速率常数 k 与温 度 T 的关系为 lg k 10000 ，其活化能为 10.2 T 83.14kJ/mol 。 8. 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。 9. 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 。 10. 非等分子反应 2SO 2+O 2==2SO 3 的膨胀因子 SO 等于 -0.5。 2 11. 非等分子反应 N 2+3H 2==2NH 3 的膨胀因子 H 2 等于 –2/3 。 12. 反应 N 2 +3H 2==2NH 3 中（ r N 2 ） = 1/3 （ r H 2 ）= 1/2 r NH 3 13. 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 。 14. 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 1 x A ，转化 1 (n 1) x A nx A 率为 。 1 (n 1)x A 15. 反应活化能 E 越 大 ，反应速率对温度越敏感。 16. 对于特定的活化能，温度越低温度对反应速率的影响越大 。
化学反应工程课后答案
1 绪 论 1.1在银催化剂上进行甲醇氧化为甲醛的反应： 进入反应器的原料气中，甲醇：空气：水蒸气=2：4：1.3（摩尔比），反应 后甲醇的转化率达72%，甲醛的收率为69.2%。试计算 （1） （1） 反应的选择性； （2） （2） 反应器出口气体的组成。 解：（1）由（1.7）式得反应的选择性为： （2）进入反应器的原料气中，甲醇：空气：水蒸气=2：4：1.3（摩尔比）， A P 出口甲醇、甲醛和二氧化碳的摩尔数n A 、n P 和n c 分别为： n A =n A0(1-X A )=7.672 mol n P =n A0Y P =18.96 mol n C =n A0(X A -Y P )=0.7672 mol 结合上述反应的化学计量式，水（n W ）、氧气（n O ）和氮气（n N ）的摩尔数分别为： n W =n W0+n P +2n C =38.30 mol n O =n O0-1/2n P -3/2n C =0.8788 mol n N =n N0=43.28 mol 1. 1. 2其主副反应如 下： 由于化学平衡的限制，反应过程中一氧化碳不可能全部转化成甲醇，为了提高原料的利用率，生产上采用循环操作，即将反应后的气体冷却，可凝组份变为液体即为粗甲醇，不凝组份如氢气及一氧化碳等部分放空，大部分经循环压缩 原料气 Bkg/h 粗甲醇 Akmol/h
100kmol 放空气 体 原料气和冷凝分离后的气体组成如下：（mol） 组分原料气冷凝分离后的气体 CO 26.82 15.49 H 2 68.25 69.78 CO 2 1.46 0.82 CH 4 0.55 3.62 N 2 2.92 10.29 粗甲醇的组成为CH 3OH 89.15%,(CH 3 ) 2 O 3.55%,C 3 H 9 OH 1.10%,H 2 O 6.20%,均为 重量百分率。在操作压力及温度下，其余组分均为不凝组分，但在冷凝冷却过程中可部分溶解于粗甲醇中，对1kg粗甲醇而言，其溶解量为CO 2 9.82g,CO 9.38g,H 2 1.76g,CH 4 2.14g,N 2 5.38g。若循环气与原料气之比为7.2（摩尔比）， 试计算： （1）（1）一氧化碳的单程转换率和全程转化率； （2）（2）甲醇的单程收率和全程收率。 解：（1）设新鲜原料气进料流量为100kmol/h，则根据已知条件，计算进料原料 i i i i i m i i 。 M’ m =∑y i M i =9.554 又设放空气体流量为Akmol/h，粗甲醇的流量为Bkg/h。对整个系统的N 2 作衡算 得： 5.38B/28×1000+0.1029A=2.92 (A) 对整个系统就所有物料作衡算得： 100×10.42=B+9.554A (B) 联立（A）、（B）两个方程，解之得 A=26.91kmol/h B=785.2kg/h 反应后产物中CO摩尔流量为
化学反应工程期末考试试题及答案(整理)
4?从反应器停留时间分布测定中 ，求得无因次方差「二 _ 0.98 ，反应器可视为 XXX 大学 化学反应工程 试题B （开）卷 （答案）2011 — 2012学年第一学 期 一、单项选择题： （每题2分，共20分） 1.反应器中等温进行着 A T P （1）和A T R （2）两个反应，当降低 A 的浓度后，发现反 应生成P 的量显著降低，而 R 的生成量略降低，表明 （） A .反应（1）对A 的反应级数大于反应 （2） B .反应（1）对A 的反应级数小于反应 C .反应（1）的活化能小于反应 （2） D .反应（1）的反应速率常数大于反应 2 一为（） 2?四只相同体积的全混釜串联操作，其无因次停留时间分布的方差值 A . 1.0 B. 0.25 C . 0.50 A （1） > A ⑶ > D . 0 P —-(2)， Q 3. 对一平行一连串反应 为了目的产物的收率最大， A .先高后低 B.先低后高 C .高温操作 4. 两个等体积的全混流反应器进行串联操作， 与第二釜的反应速率-広2之间的关系为（ A . -r Ai > -r A2 B . -r Ai 则最佳操作温度序列为（ ,P 为目的产物，若活化能次序为：E 2 化学反应工程 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 t E t t 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22 A 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》试题库 一、填空题 1. 质量传递、热量传递、动量传递和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-输出二累 积_____________ 。 3. 着眼组分A 转化率X A的定义式为 X A=( n A—n A)/ _____________ 。 4. 总反应级数不可能大于￡—。 5. 反应速率-r A=kC A C B的单位为kmol/(m3? h).速率常数k的因次为 nV(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mVkg ? h 。 7. 反应速率.kc A/2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lnk 10000 102.其活化能为 T 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10 5倍。 10. 某反应在450C时的反应速率是400C时的10倍.则该反应的活化 能为（设浓度不变）mol 。 11. 非等分子反应2SO+Q==2SQ的膨胀因子sq等于________ 。 12. 非等分子反应N2+3H2==2NH的膨胀因子H2等于-2/3 。 13. 反应N b+3H2==2NH中（& ）= 1/3 （仏）二1/2 扁3 14. 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G°. 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”。 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 匚些.转化率为nxA—。 1 （n 1）X A 1 （n 1）X A 16. 反应活化能E越大.反应速率对温度越敏感。 17. 对于特定的活化能.温度越低温度对反应速率的影响越大。 18. 某平行反应主副产物分别为P和S选择性S的定义为（n P-g）/ (n s- n s0) 《化学反应工程》试题 XXX大学化学反应工程试题B（开）卷 （答案）2011—2012学年第一学期 一、单项选择题：（每题2分，共20分） 1．反应器中等温进行着A→P(1)和A→R(2)两个反应，当降低A的浓度后，发现反应生成P的量显著降低，而R的生成量略降低，表明(A ) A．反应(1)对A的反应级数大于反应(2) B．反应(1) 对A的反应级数小于反应(2) C．反应(1)的活化能小于反应(2) D．反应(1)的反应速率常数大于反应(2) 2.四只相同体积的全混釜串联操作，其无因次停留时间分布的方差值为( B ) A． 1.0 B. 0.25 C．0.50 D．0 3．对一平行—连串反应，P为目的产物，若活化能次序为：E2 化学反应工程试题 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0 5.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 A 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 的反应物的比值 B 生成副产物消耗的反应物与生成目的产物 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. 11.平推流反应器的无因次方差为（） A 1 B 2 C －1 D 0 12.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 13.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 14.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 15.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 16.所谓对比时间是指（） 化学反应工程原理 一、选择题 1、气相反应 CO + 3H 2 CH 4 + H 2O 进料时无惰性气体，CO 与2H 以1∶2摩尔比进料， 则膨胀因子CO δ=__A_。 A. -2 B. -1 C. 1 D. 2 2、一级连串反应A S K 1 K 2 P 在间歇式反应器中，则目的产物P 的最大浓度=m ax ,P C ___A____。 A. 1 22 )(210K K K A K K C - B. 2 2/1120 ]1)/[(+K K C A C. 122 )(120K K K A K K C - D. 2 2/1210]1)/[(+K K C A 3、串联反应A → P （目的）→R + S ，目的产物P 与副产物S 的选择性 P S =__C_。 A. A A P P n n n n --00 B. 0 A P P n n n - C. 0 0S S P P n n n n -- D. 0 0R R P P n n n n -- 4、全混流反应器的容积效率η=1.0时，该反应的反应级数n___B__。 A. ＜0 B. =0 C. ≥0 D. ＞0 5 、对于单一反应组分的平行反应A P(主) S(副)，其瞬间收率P ?随A C 增大而单调下降，则最适合的反应器为 ____B__。 A. 平推流反应器 B. 全混流反应器 C. 多釜串联全混流反应器 D. 全混流串接平推流反应器 6、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____A___。 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 7 、一级不可逆液相反应 A 2R ，3 0/30.2m kmol C A =， 出口转化率 7.0=A x ，每批操作时间 h t t 06.20=+，装置的生产能力为50000 kg 产物R/天，R M =60，则反应器的体积V 为_C_3 m 。 A. 19.6 B. 20.2 C. 22.2 D. 23.4 8、在间歇反应器中进行等温一级反应A → B ， s l mol C r A A ?=-/01.0，当l mol C A /10=时，求反应至 l mol C A /01.0=所需时间t=____B___秒。 A. 400 B. 460 C. 500 D. 560 9、一级连串反应A → P → S 在全混流釜式反应器中进行，使目的产物P 浓度最大时的最优空时 = opt τ_____D__。 A. 1 212) /ln(K K K K - B. 1 221)/ln(K K K K - C. 2 112)/ln(K K K K D. 2 11K K 10、分批式操作的完全混合反应器非生产性时间0t 不包括下列哪一项____B___。 一、填空（40分） （1）气相反应A＋3B→2C，则δ= δ= 。ΒA dC A?r?,前提是（2）反应速率常数有时可以表为。A dt （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 __________ 。 4.0克／cm5）多孔性球形颗粒10克，半径1cm，系由密度为（孔隙率3的材料制成。 则其孔容积V= ,θ= g 。假密度ρ= 2?0.218?，如果采用扩散模型，则）已知某非理想流动反应器其停留时间分布的方差 （6?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。。 L r?2C AL A C1mol/L, ，进料反应进行至，（8）复合反应＝A02C2r?M AM x?0.5, s = 时。如果该反应在在固体催化剂中进行时，由瞬时选择性LA。于内扩散的影响，选择性会t?E(t)dt?F(?)?F(0)?）（9,，。 0． （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ζ1，Φ值较； 内扩散强烈影响时ζ1，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。 492－＝/s, =1.5×1012）某一级不可逆的气液反应过程，已知k=10mm/s,D（LL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。 L2r?1.0CC BAL L 13AB为主产物，则适＋（，）对于平行反应2r?2.0CC M BAA CC 的要求是宜的操作条件对和。BA （14）返混是指 1.化学反应工程是一门研究______________的科学。 2.化学反应速率式为β α B 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 P K ，则C K =_______P K 。 3. 平行反应 A P(主) S(副)均为一级不可逆反应，若主E ＞副E ，选择性S p 与_______无关，仅是_______的函数。 4.对于反应级数n ＞0的反应，为降低反应器容积，应选用_______反应器为宜。 5.对于恒容的平推流管式反应器_______、_______、_______一致。 6.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_______。 7.流体的混合程度常用_______、_______来描述。 8.催化剂在使用过程中，可能因晶体结构变化、融合等导致表面积减少造成的_______失活，也可能由于化学物质造成的中毒或物料发生分解而造成的_______失活。 9.对于多孔性的催化剂，分子扩散很复杂，当微孔孔径在约_______时，分子与孔壁的碰撞为扩散阻力的主要因素。 10.绝热床反应器由于没有径向床壁传热，一般可以当作平推流处理，只考虑流体流动方向上有温度和浓度的变化，因此一般可用_______模型来计算。 11.对于可逆的放热反应，存在着使反应速率最大的最优温度opt T 和平衡温度eq T ，二者的关系为______________。 12.描述流化床的气泡两相模型，以0U 的气速进入床层的气体中，一部分在乳相中以起始流化 速度mf U 通过，而其余部分_______则全部以气泡的形式通过。 13.描述流化床的数学模型，对于气、乳两相的流动模式一般认为_______相为平推流，而对_______相则有种种不同的流型。 14.多相反应过程是指同时存在_______相态的反应系统所进行的反应过程。 II.1.一级连串反应A → P → S 在全混流釜式反应器中进行，使目的产物P 浓度最大时的最优 空时 = opt τ_______。 A. 1212)/ln(K K K K - B. 1221) /ln(K K K K - C. 2 112)/ln(K K K K D. 211K K 2.全混流反应器的容积效率η小于1.0时，且随着A χ的增大而减小，此时该反应的反应级数n_______。 A. ＜0 B. =0 C. ≥0 D. ＞0 3.当反应级数n_______时，微观流体具有比宏观流体高的出口转化率。 A. =0 B. =1 C. ＞1 D. ＜1 4.轴向分散模型的物料衡算方程的初始条件和边界条件与_______无关。 A. 示踪剂的种类 B. 示踪剂的输入方式 C. 管内的流动状态 D. 检测位置 5.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。A. 填料塔 B. 喷洒塔 C. 鼓泡塔 D. 搅拌釜 6.催化剂在使用过程中会逐渐失活，其失活速率式为d m i d C k dt d ψψ =- ，当平行失活对反应物有强内扩散阻力时，d 为_______。化学反应工程套题
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化学反应工程期末考试试题及答案
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