化学反应工程2试题答案
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》试题及答案
《化学反应⼯程》试题及答案《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2.1010000ln +-=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-+。
化学反应工程习题及答案二
1. 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、半间歇式）2. 反应器的型式主要为（釜）式、（管）式、（塔）式、（固定）床和（流化）床。
3. 理想流动模型是指（平推流）模型和（全混流）模型。
5.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。
6. 对于平行反应，提高反应物浓度，有利于（级数高）的反应，降低反应物浓度有利于（级数低）的反应。
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。
7. 平行反应AP(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。
（浓度、温度）主-副大于0，是吸热反应！8. 如果平行反应)()(副主S A P A →→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)9.理想反应器是指_______、_______。
[理想混合（完全混合）反应器、平推流（活塞流或挤出流）反应器]8.全混流反应器的返混_______。
（最大） 平推流反应器的返混为_______。
（零）9.对于循环操作的平推流反应器，当循环比β→0时为_______反应器，而当β→∞时则相当于_______反应器。
10.反应器物料的停留时间的分布曲线是通过物理示踪法来测定的，根据示踪剂的输入方式不同分为_______、_______、_______。
（脉冲法、阶跃法、周期示踪法）11.平推流管式反应器t t =时，E （t ）=_______。
（∞）12.平推流管式反应器t t ≠时，E （t ）=_______。
（0）13.平推流管式反应器t t ≥时，F （t ）=_______。
（1）14.平推流管式反应器t ＜t 时，F （t ）=_______。
（0）15.平推流管式反应器其E （θ）曲线的方差=2θσ_______。
化学反应工程试题 (2)
化学反应工程原理一、选择题1、气相反应CO + 3H 2CH 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. -2B. -1C. 1D. 22、一级连串反应AS K 12P 在间歇式反应器中，则目的产物P 的最大浓度=max ,P C ___A____。
A. 122)(210K K K A K K C - B. 22/1120]1)/[(+K K C A C. 122)(120K KK A K K C - D. 22/1210]1)/[(+K K C A3、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. 00A P P n n n - C. 00S S P P n n n n -- D. 00R 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. ＜0B. =0C. ≥0D. ＞05、对于单一反应组分的平行反应AP(主)S(副)，其瞬间收率P ϕ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A2R ，30/30.2m kmol C A =， 出口转化率7.0=A x ，每批操作时间ht 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_3m 。
A. 19.6B. 20.2C. 22.2D. 23.48、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 m ol C A /10=时，求反应至l mol C A /01.0=所需时间t=____B___秒。
西北工业大学22春“化学工程与工艺”《化学反应工程》作业考核题库高频考点版(参考答案)试题号2
西北工业大学22春“化学工程与工艺”《化学反应工程》作业考核题库高频考点版（参考答案）一.综合考核(共50题)1.若现有反应速率与浓度关系为单调递增，现有全混釜、小全混釜和平推流三个反应器，其最优组合先后次序为()。
A.小全混釜、全混釜、平推流B.全混釜、平推流、小全混釜C.全混釜、小全混釜、平推流D.平推流、小全混釜、全混釜参考答案：D2.固定床催化反应器中，催化剂颗粒内、外各步传递过程的重要性顺序为：按传热重要性递增依次为()。
A.层内、粒内、流体与粒子间B.粒内、流体与粒子间、层内C.层内、流体与粒子间、粒内D.流体与粒子间、粒内、层内参考答案：B3.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()。
A.累积量输入量B.累积量输出量C.累积量输入量输出量D.累积量输入量出量参考答案：C4.化学反应工程的基本研究方法是数学模型法。
()A.错误B.正确5.物理吸附选择性强，吸附温度可高于沸点温度，接近反应热。
()A.错误B.正确参考答案：A6.气液相反应的基本理论是()。
A.吸附理论B.双膜理论C.渗流理论D.不平衡增长理论参考答案：B7.气液相反应过程的双膜理论模型为：气液两相间存在着稳定的相界面，界面两侧分别存在滞留膜，组份通过在滞留膜中稳定的分子扩散进行传质，传质阻力完全存在于滞留膜中。
()A.错误B.正确参考答案：A8.西勒模数是以颗粒催化剂体积为基准时，最大反应速率与最大内扩散速率的比值。
()A.错误B.正确参考答案：B9.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.数学函数D.数学参数参考答案：B10.化学反应工程既以化学反应作为研究对象，又以工程问题为研究对象的学科体系。
()A.错误B.正确参考答案：B11.理想管式流反应器是反应物料在反应器内充分返混，所有物料参数均一，反应器出口组成与器内一致，过程定态操作，连续出进料，充分返混。
化学反应工程试题及答案
化学反响工程试题及答案化学反响工程是化学工程的一个分支，以工业反响过程为主要研究对象，以反响技术的开发、反响过程的优化和反响器设计为主要目的的一门新兴工程学科。
以下是由关于化学反响工程试题的内容，希望大家喜欢!一、选择题(每题2分，共10分)1、可逆放热反响，在转化率一定时，反响速率随温度升高而A、降低B、升高C、 A、B均可能D、同可逆吸热反响 2、对于A → P (主)，A → B(副)的平行反响，假设反响级数α主>α副，在相同的操作条件和反响时间下，以下各种反响器所得转化率判断中正确的选项是 A、CSTR>PFR B、CSTRC、 PFR<间歇反响器D、PFR>多级CSTR串联 3、平推流反响器的Pe、N、σθ2值分别为A、0、0、 1B、∞、0、0C、 0、∞、0D、∞、∞、04、对于转化率与反响速率存在极大值的动力学关系，采用以下何种型式的反响器可能使得所需反响体积最小A、PFRB、PFR后串接一个CSTRC、 CSTRD、CSTR后串接一个PFR5、在相同反响体积时，保持其它操作条件亦相同，对于正常动力学，那么A、(XA)PFR>(XA)两个CSTR串联>(XA)单个CSTRB、(XA)单个CSTR> (XA)两个CSTR串联>(XA)PFRC、 (XA)PFR>(XA)单个CSTR>(XA)两个CSTR串联D、(XA)PFR =(XA)单个CSTR =(XA)两个CSTR串联此题答案1、 C，2、A ，3、 D ，4、 D ，5、A二、讨论题(10分)一间歇釜式反响器中进展一级不可逆反响，在相同的操作时间下采用大釜比用小釜所到达的转化率要高。
这种说法是否正确?答：、这种说法不正确。
4分要点：由于操作时间相同，由t=1/kln(1/(1-xA))(一级反响)知，反响的转化率与反响器的体积无关，只与反响时间有关。
6分三、计算题1、有一级不可逆反响A → P，在85℃时反响速率常数为3、45×10-2 min-1，假设日产400Kg的产品P,A和P的密度均为1、25Kg/l,今拟在一容积为10m3的间歇釜式反响器中进展，假设辅助操作时间为0、5 h,最终转化率为95%，求:①每批操作所需反响时间?②假设装填系数为0、75，求反响器的体积?(20分) 解：① t=CA0 =dXAdXA11CA0lnrAkCA0(1XA)k1XAXAf11ln() 210、953、45?10=86、8 min =1、45 h (10分) ② 每批产量：400×24/(t0+t)=400×24/(0、5 + 1、45)= 4923 Kg每批物料的投放量：Q0= 4923/1、25/95%=4146 l =4、146 m3反响器的实际体积VR= 4、146/0、75 = 5、528m3 (10分) 2、某二级液相反响A + B C ，CA0=CB0 =1、0 mol/m3 ，rA= 1、0×10-2CACB(mol/m3、s)采用两釜串联操作，VR1=VR2 =2 m3 ，Q0=0、01 m3/S，求最终的转化率。
化学反应工程 第二章2
• 定义参数Ѳj=Nj0/NA0=Cj0/CA0=yj0/yA0(与关键反 应物的进料比，feed condition） 所以， CB=[NB0-(b/a)NA0XA]/V=NA0[ѲB-（b/a)XA]/V CC= NA0[ѲC+（c/a)XA]/V CD= NA0[ѲD+（d/a)XA]/V 式中ѲB=NB0/NA0; ѲC=NC0/NA0 ; ѲD=ND0/NA0 • 下一步只需求V与XA的关系V（XA）即可得到 Cj=h(XA)
• • 对于二级反应（-rA)=kACACB,可以得到 (-rA)=f(XA)的表达式，即： （-rA)=kACACB=kACA02(1-XA)[ѲB-（b/a)XA]
{r}= mol体积-1时间-1
• 速率常数的单位
零级（n=0) –rA=kA {kA}=mol体积-1时间-1 一级（n=1) –rA=kACA {kA}=时间-1 二级（n=2）–rA=kACA2 {kA}= 体积mol -1时间-1 n级 –rA=kACAn {kA}= {C} 1-n时间-1
Part 2、化学计量
• A+b/aB c/aC+d/aD 取反应方程式中反应物A为计算基准,即其它物 质以1molA为基准。 2.2.1间歇式反应器 批式反应器主要用于特种化学品的生产，以 及用于实验室速率数据测定。 设反应物A在反应器中起始mol数为NA0 ，转化 率为XA，则反应掉的mol数为NA0XA，未反应的mol 数为： NA=NA0-NA0XA=NA0(1-XA)
• δA: 膨胀因子，关键组分A消耗1mol时，引 起反应物系摩尔数的变化量。对于恒压的 气相反应，摩尔数的变化导致反应体积变 化。δA>0是摩尔数增加的反应，反应体积 增加。δA<0是摩尔数减少的反应，反应体 积减小。δA=0是摩尔数不变的反应，反应 体积不变。
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一、单项选择题：
1．反应器的类型不同，则( )也将有不同。
A ．反应动力学
B ．传递特性
C ．反应的相态
D ．反应的可逆性
2．等温恒容下进行各步均为一级不可逆串联反应
)R()(k 21副产物主产物−→−−→−P A k 若保持相同的转化率x A ，调节反应温度使k 2/k 1降低，则P 的收率将( )
A.增大 B ．减小 C ．不变 D ．先增后减
3．乙苯在催化剂上脱氢生成苯乙烯，经一段时间反应后，苯乙烯生成量不再增加，但乙苯仍大量存在，表明这是一个( )反应。
A ．慢速
B ．可逆
C ．自催化
D ．不可逆
4．全混流反应器进行放热反应时，要使反应器操作在稳定的定常态，则必须满足以下条件( )
A ．移热速率>放热速率
B ．移热速率<放热速率
C ．移热速率随温度变化率>放热速率随温度的变化率
D ．移热速率随温度变化率<放热速率随温度的变化率
5．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( )
A ．V1<V2<V3
B ．V1=V2<V3
C ．V2<V1<V3
D ．V2<V1=V3
6．等温液相反应 A+B →P r p =k l C A C B ， P 为目的产物
2A →R r R =k 2C A 2
有下列四种方案可供选择：
(1) 间歇釜式反应器，A 和B 一次性加入；(2)半间歇釜式反应器，A 一次性加入，B 连续滴加
(3)半间歇釜式反应器，B 一次性加入，A 连续滴加；(4)全混流反应器。
从提高P 的收率着眼适宜选用( )
A ．(1)
B ．(2)
C ．(3)
D ．(4)
7．由示踪法测得一反应器的停留时间分布密度函数E(t)=0.1exp(-t/10) min -1，可判别该反应器的流型为( )
A ．平推流
B ．全混流
C ．轴向分散
D ．多级混合
8．气固催化反应本征速率是指排除( )阻力后的反应速率。
A ．外扩散阻力
B ．内扩散
C ．内外扩散
D ．吸附和脱附
二、填空题
1．一气固催化反应R B A →+2，若反应机理为：
σ+⇔σσ+σ→σ+σσ
⇔σ+σ
⇔σ+R R R B A B B A A 此步为控制步骤
,222
则本征反应速率方程为：2
A A )1(R R
B B A B B A S P K P K P K P K P K k r +++= 2．一液相复合反应Q A P A k k −→−−→−21，均为一级不可逆反应。
在单一连续釜中等温反应，
已知该温度下，217k k =,问当最终转化率为80％时，目的产物P 的瞬时选择性为：
0.875 ，总选择性为： 0.875 。
三、问答题：
1．为什么说对于反应级数大于零的不可逆反应，反应温度越高，消除内扩散影响所要求的粒度越小；反应物浓度越高，消除内扩散影响所要求的粒度越小？
答：
↑η↓→φ↓→↑η↓→η↑→φ↑→↑→↑η↓→φ↓→↑η↓→η↑→φ↑→↑→+αφαL C C L C D k 21L AS AG 1-AS eA
P ，必须为了使同理，必须为了使＝P k T
四、计算题：
1. 在一反应体积为3m 3的连续釜式反应器中等温进行下列液相反应：
h C h
C A A ⋅=−→−⋅=−→−+32Q 3P kmol/m 2.0r Q 2A kmol/m 6.1r P B A
r P 及r Q 分别为产物P 及Q 的生成速率，P 为目的产物。
反应用的原料为A 及B 的混合液，其中C A0＝2 kmol/m 3，每小时处理混合液6 m 3。
求：反应器出口A 、P 、Q 的浓度，P 的收率及总选择性。
kmol/m 1C 214.06.12 634.06.1)( 2)( 3A 22000=∴=+-=+-=--==τ+=-A A A A A A A A A A r Q
P A C C C C C C C R C C Q V r r R 解： 3
Q Q A Q Q Q r 3
P P A P P P r kmol/m C C C C R C Q V kmol/m C C C C R C Q V 1.05.012.02.08.05.01
6.16.12200==⨯====
τ==⨯====τ 8.05.04.040.028.00======
A P P A P P X Y S C C Y
或： 5
4444.06.16.1)(2=+=+=-=A A A A A P P C C C C R R S
2已知一闭式液相反应器在流量为5L ／s 下进行脉冲示踪，得到停留时间分布密度函数E(t)=20201t
e -s -1，试求：
（1）平均停留时间;
（2）该反应器的反应体积为多少？
（3）E(θ)、F(θ)和2θσ （4）若将该反应器用多釜串联模型描述，其模型参数N 为多少？
解：（1）s dt e t dt t tE t t
20201)(2000=⎰=⎰=-∞∞ （2）
L Q V r 1002050=⨯=τ= （3）
θ--===θe e t E E t
20)(20)(，属于全混流理想流动反应器
θ
--=θe F 1)(
2θσ＝1 模型参数N ＝1。