化学反应工程常见简答题
化学反应工程简答题答案——期末考试资料文档
化学反应工程(II) 简答题1、对于下图所示的典型化学加工过程：化学反应工程的主要研究对象是什么？运用化学反应工程的有关知识，我们至少可以完成哪些工作？答：化学反应工程学是一门研究化学反应、工程问题的科学。
既以化学反应作为对象，就必然要掌握这些化学反应的特性；它又以工程问题为其对象，那就必须熟悉装置的特性，并把这两者结合起来形成学科体系。
从图中化学反应工程的主要研究对象是第②部分物质转化，是生产或加工过程的核心。
运用化学反应工程知识，我们至少可以完成以下三方面的工作：①提高反应器的放大倍数，减少试验和开发周期，降低开发成本，提高工作效率；②对现有反应装置进行性能评价，对其操作工况进行模拟和优化，提高设备效率；③开发环境友好的绿色生产路线和工艺。
2、从学科建立至今，化学反应工程主要包括哪几个发展阶段？各阶段的主要特点(标志)是什么？答：从学科建立至今，化学反应工程各发展阶段、标志性成果如下：30年代(萌芽阶段)：深刻认识到扩散、流体流动和传递现象对反应过程的影响；40年代(系统化):《化学过程原理》和《化学动力学中的扩散与传热》出版，对学科形成奠定了基础；50年代(学科确立)：学科确立，学科第一次国际性学术会议在欧洲召开，第一次使用了化学反应工程这一术语；60年代(学科大发展)：石油化工的发展要求生产规模的大进化，产品的多样化和深加工促进了实验研究和生产实际的结合，产品研发周期缩短；80年代初到90年代中(学科交叉和新技术运用)：计算机和微电子技术普遍应用实现了反应器的精确控制问题。
通过与其它学科的交驻形成了一系列新的交叉学科。
此外，反应与分离过程的结合出现了多功能反应器；90年代后：环境保护意识的深厚感情对化学反应工程学科提出了新的要求、新的环境友好、原子经济的绿色反应工艺的出现，对能源开发和存放利用的贡献。
3、什么叫均相反应？均相反应动力学是做什么用的？其研究的最终目标是什么？答：参与反应的各物质均处于同一个相内，所有的化学反应均在同一个相内进行，这样的化学反应称为均相反应。
化学反应工程简答题
1简述等温恒容平推流反应器空时、反应时间、停留时间三者关系答：空时是反应器的有效容积与进料流体的容积流速之比;反应时间是反应物料进入反应器后从实际发生反应的时刻起到反应达某一程度所需的反应时间;停留时间是指反应物进入反应器的时刻算起到离开反应器内共停留了多少时间;由于平推流反应器内物料不发生返混,具有相同的停留时间且等于反应时间,恒容时的空时等于体积流速之比,所以三者相等;2停留时间分布密度函数Et的含义答：在定常态下的连续稳定流动系统中,相对于某瞬间t=0流入反应器内的流体,在反应器出口流体的质点中,在器内停留了t到t+dt之间的流体的质点所占的分率为Etdt②分; ⎰∞=0.1)(dttE;3.停留时间分布函数Ft的含义答：在定常态下的连续稳定流动系统中,相对于某瞬间t=0流入反应器内的流体在出口流体中停留时间小于t的物料所占的分率为Ft;⎰=tdttEtF0)()(;4.简述描述停留时间分布函数的特征值答：用两个最重要的特征值来描述——平均停留时间t和方差2tσ;1 t定义式为：⎰∞=)(dtttEt,平均停留时间t是Et曲线的分布中心,是Et曲线对于坐标原点的一次矩,又称Et的数学期望;2 2tσ是表示停留时间分布的分散程度的量,在数学上它是指对于平均停留时间的二次矩⎰∞-=222)(tdttEttσ;5.简述寻求停留时间分布的实验方法及其分类答：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;6.简述脉冲示踪法测停留时间分布的实验方法及其对应曲线 答：脉冲示踪法是在定常态操作的连续流动系统的入口处在t=0的瞬间输入一定量M 克的示踪剂A,并同时在出口处记录出口物料中示踪剂的浓度随时间的变化;对应的曲线为Et 曲线,0)(C C t E A =;7.简述阶跃示踪法测停留时间分布的实验方法及其对应曲线答：阶跃示踪法是对于定常态的连续流动系统,在某瞬间t=0将流入系统的流体切换为含有示踪剂A 且浓度为0A C 的流体,同时保持系统内流动模式不变,并在切换的同时,在出口处测出出口流体中示踪剂A 的浓度随时间的变化;对应的曲线为Ft,0)(A A C C t F =; 8.简述建立非理想流动的流动模型的步骤答：1通过冷态模型实验测定实验装置的停留时间分布； 2 根据所得的有关Et 或Ft 的结果通过合理的简化提出可能的流动模型,并根据停留时间分布的实验数据来确定所提出的模型中所引入的模型参数； 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;9.简述非理想流动轴向扩散模型的特点答：1在管内径向截面上流体具有均一的流速；2）在流动方向上流体存在扩散过程,该过程类似于分子扩散,符合Fick 定律； 3轴向混合系数E Z 在管内为定值；4径向不存在扩散；5管内不存在死区或短路流;10.简述非理想流动轴向扩散模型的定义答：为了模拟返混所导致流体偏离平推流效果,可借助这种返混与扩散过程的相似性,在平推流的基础上叠加上轴向返混扩散相来加以修正,并人为的假定该轴向返混过程可以用费克Fick 定律加以定量描述;所以,该模型称为“轴向分散模型”或轴向扩散模型11.简述非理想流动多级混合模型的特点答：把实际的工业反应器模拟成由n 个容积相等串联的全混流区所组成,来等效的描述返混和停留时间分布对反应过程内的影响;设反应器容积为V,物料流入速率为v 0,则0v V t =,N t t i =;12.举例说明微观流体和宏观流体的区别答；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；若流体是以若干分子所组成的流体微团作为单独的运动单元来进行微团之间的混合,且在混合时微团之间并不发生物质的交换,微团内部具有均匀的组成和相同的停留时间,这种流体称为宏观流体;如在气—液鼓泡搅拌装置中,气体以气泡方式通过装置,此时气体是宏观流体,而液体为微观流体;13可逆放热反应如何选择操作温度答：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;14、简述等温恒容平推流反应器空时、反应时间、停留时间三者关系空时是反应器的有效容积与进料流体的容积流速之比;①分反应时间是反应物料进入反应器后从实际发生反应的时刻起到反应达某一程度所需的反应时间;①分停留时间是指反应物进入反应器的时刻算起到离开反应器内共停留了多少时间;①分由于平推流反应器内物料不发生返混,具有相同的停留时间且等于反应时间,恒容时的空时等于体积流速之比,所以三者相等;②分15、简述阶跃示踪法测停留时间分布的实验方法及其对应曲线阶跃示踪法是对于定常态的连续流动系统,①分在某瞬间t=0将流入系统的流体切换为含有示踪剂A 且浓度为0A C 的流体,①分同时保持系统内流动模式不变,并在切换的同时,在出口处测出出口流体中示踪剂A 的浓度随时间的变化;①分对应的曲线为Ft,0)(A AC C t F ;②分 16、简述均相反应及其动力学的研究内容答：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;17、对于可逆放热反应如何选择操作温度答：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;18、简述气-液反应的宏观过程：Ag + bBl → 产物l1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;19、简述固定床反应器的优缺点1催化剂在床层内不易磨损； 2床层内流体的流动接近于平推流,与返混式反应器相比,用较少的催化剂和较小的反应器容积来获得较大的生产能力； 3固定床中的传热较差； 4催化剂的更换必须停产进行;20、对于反应A ,21A R C k r =,其活化能为1E ；A S C k r 2=,其活化能为2E ,当1E ＞2E 时如何选择操作温度可以提高产物的收率答：对于平行反应A RT E E A RT E RTE S R R C e k k C e k e k r r S 12212010/20/10---===,所以,当1E ＞2E 时应尽可能提高反应温度,方可提高R 的选择性,提高R 的收率21、简述气固流化床反应器气泡两相模型的特点1以U 0的气速进入床层的气体中,一部分在乳相中以起始流动速度U mf 通过,而其余部分以U 0-U mf 则全部以气泡的形式通过； 2床层从流化前的高度L mf 增高到流化时的高度L f ,完全是由于气泡的体积所造成； 3气泡相为向上的平推流,大小均一； 4反应完全在乳相中进行； 5气泡与乳相间的交换量Q 为穿流量q 与扩散量之和;22、简述双膜理论该模型设想在气-液两相流的相界面处存在着呈滞流状态的气膜和液膜,而把气液两相阻力集中在这两个流体膜内,而假定气相主体和液相主体内组成均一,不存在传质阻力;组分是通过在气膜和液膜内的稳定的分子扩散过程来进行传质的,通过气膜传递到相界面的溶质组分瞬间的溶于液体且达到平衡;因此,把复杂的相间传质过程模拟成串联的稳定的双膜分子扩散过程的叠加,相间传质总阻力等于传质阻力的加和;23、简述理想反应器的种类通常所指的理想反应器有两类：理想混合完全混合反应器和平推流活塞流或挤出流反应器;所谓完全混合流反应器是指器内的反应流体瞬间达到完全混合,器内物料与反应器出口物料具有相同的温度和浓度;所谓平推流反应器是指器内反应物料以相同的流速和一致的方向进行移动,不存在不同停留时间的物料的混合,所有的物料在器内具有相同的停留时间;。
化学反应工程名词解释与简答题
化学反应工程名词解释与简答题work Information Technology Company.2020YEAR1.反应动力学主要研究化学反应进行的机理和速率，以获得进行工业反应器的设计和操作所必需的动力学知识，如反应模式、速率方程及反应活化能等等。
包含宏观反应动力学和本征反应动力学。
2.化学反应工程化学反应工程是一门研究化学反应的工程问题的学科，即以化学反应为研究对象，又以工程问题为研究对象的学科体系。
3.小试，中试小试：从事探索、开发性的工作，化学小试解决了所定课题的反应、分离过程和所涉及物料的分析认定，拿出合格试样，且收率等经济技术指标达到预期要求。
中试：要解决的问题是：如何釆用工业手段、装备，完成小试的全流程，并基本达到小试的各项经济技术指标，规模扩大。
4.三传一反三传为动量传递（流体输送、过滤、沉降、固体流态化等，遵循流体动力学基本规律）、热量传递（加热、冷却、蒸发、冷凝等，遵循热量传递基本规律）和质量传递（蒸馏、吸收、萃取、干燥等，遵循质量传递基本规律），“一反”为化学反应过程（反应动力学）。
5催化剂在化学反应中能改变反应物的化学反应速率（提高或降低）而不改变化学平衡，且本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有发生改变的物质叫催化剂。
6催化剂的特征（1）.催化剂只能加速热力学上可以进行的反应。
（2）.催化剂只能加速反应趋于平衡，不能改变反应的平衡位置（平衡常数）。
（3）催化剂对反应具有选择性，当反应可能有一不同方向时，催化剂仅加速其中一种。
（4）.催化剂具有寿命，由正常运转到更换所延续时间。
7活化组份活性组分是催化剂的主要成分，是真正起摧化作用的组分。
常用的催化剂活性组分是金属和金属氧化物。
8.载体催化剂活性组分的分散剂、粘合物或支撑体，是负载活性组分的骨架。
9助催化剂本身没有活性，但能改善催化剂效能。
助催化剂是加入催化剂中的少量物质，是催化剂的辅助成分，其本身没有活性或活性很小，但是他们加入到催化剂中后，可以改变催化剂的化学组成，化学结构，离子价态、酸碱性、晶格结构、表面结构，孔结构分散状态，机械强度等，从而提高催化剂的活性，选择性，稳定性和寿命。
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)化学反应工程名词解释与简答题
1.反应动力学主要研究化学反应进行的机理和速率，以获得进行工业反应器的设计和操作所必需的动力学知识，如反应模式、速率方程及反应活化能等等。
包含宏观反应动力学和本征反应动力学。
2.化学反应工程化学反应工程是一门研究化学反应的工程问题的学科，即以化学反应为研究对象，又以工程问题为研究对象的学科体系。
3.小试，中试小试：从事探索、开发性的工作，化学小试解决了所定课题的反应、分离过程和所涉及物料的分析认定，拿出合格试样，且收率等经济技术指标达到预期要求。
中试：要解决的问题是：如何釆用工业手段、装备，完成小试的全流程，并基本达到小试的各项经济技术指标，规模扩大。
4.三传一反三传为动量传递（流体输送、过滤、沉降、固体流态化等，遵循流体动力学基本规律）、热量传递（加热、冷却、蒸发、冷凝等，遵循热量传递基本规律）和质量传递（蒸馏、吸收、萃取、干燥等，遵循质量传递基本规律），“一反”为化学反应过程（反应动力学）。
5催化剂在化学反应中能改变反应物的化学反应速率（提高或降低）而不改变化学平衡，且本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有发生改变的物质叫催化剂。
6催化剂的特征（1）.催化剂只能加速热力学上可以进行的反应。
（2）.催化剂只能加速反应趋于平衡，不能改变反应的平衡位置（平衡常数）。
（3）催化剂对反应具有选择性，当反应可能有一不同方向时，催化剂仅加速其中一种。
（4）.催化剂具有寿命，由正常运转到更换所延续时间。
7活化组份活性组分是催化剂的主要成分，是真正起摧化作用的组分。
常用的催化剂活性组分是金属和金属氧化物。
8.载体催化剂活性组分的分散剂、粘合物或支撑体，是负载活性组分的骨架。
9助催化剂本身没有活性，但能改善催化剂效能。
助催化剂是加入催化剂中的少量物质，是催化剂的辅助成分，其本身没有活性或活性很小，但是他们加入到催化剂中后，可以改变催化剂的化学组成，化学结构，离子价态、酸碱性、晶格结构、表面结构，孔结构分散状态，机械强度等，从而提高催化剂的活性，选择性，稳定性和寿命。
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、019.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。
反应工程简答题
化学反应简答题：一、五种化学反应器：管式反应器、釜式反应器、固定床反应器、移动床反应器、塔式反应器二、化学吸附和物理吸附的区别：1.物理吸附：低温，吸附量随温度升高而迅速下降；多层吸附，吸附速率较快；引力是分子引力，可逆；2.化学吸附：高温，吸附速率随温度升高而增加；单层吸附，吸附热较大；引力是分子间化学键力。
三、理想吸附模型基本假定：吸附位具有相同的能量；被吸附分子间的作用力可忽略；单分子吸附。
四、活塞流特点：径向流速均匀，径向混合均匀，不存在反混；全混流特点：径向混合，轴向混合都达到最大，反混最大。
五、非理想流动状况一般由哪些原因造成的？停留时间分布曲线有什么特征？1.滞留区存在曲线分布：拖尾很长2.存在沟流和短路曲线分布：存在双峰，如沟流不太严重，则第一个峰不明显3.循环流曲线分布：存在多峰现象4.流体流速分布不均曲线分布：停留时间小于平均停留时间一般的流体粒子为零六、分析内扩散和外扩散对平行反应及连串反应选择性的影响？内扩散——平行反应：反应级数相等时无影响，主反应级数大于副反应级数是选择性降低，主反应级数小于副反应级数时选择性增加；连串反应：反应瞬时选择性降低外扩散——平行反应：反应级数相等时无影响，主反应级数大于副反应级数时选择性降低，主反应级数小于副反应级数时选择性增加连串反应：当目的产物为中间产物时，外扩散使瞬时选择性降低七、气固催化反应过程进行的步骤1.反应物A由气相主体扩散到颗粒外表面2.反应物A由外表面向孔内扩散，到达可进行吸附反应的活性中心3.依次进行A的吸附，A在表面上反应生成B，产物B自表面解析，总称为表面反应过程。
4.产物B由内表面扩散到外表面5.B由颗粒内面扩散到外表面八、脉冲法——优点：由实测数据可直接求出E（t）,示踪剂耗量少缺点：失踪剂输入时间长，对于平均停留时间短的流动系统难度大跃迁法——优点：相对脉冲法较简单，对于平均停留时间段的流动系统难度小缺点：示踪剂量多九、怎样理解：反应级数表明浓度对反应速率的敏感程度吗，活化能表明温度对反应速率的敏感程度？化学速率总是随着温度的升高而增加，而且成强烈的线性关系。
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。
《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5分，共25分）1. 以下哪个选项不属于化学反应工程的研究范畴？A. 化学反应速率B. 反应器设计C. 催化剂制备D. 产品分离和提纯答案：D2. 以下哪种反应器类型不属于理想反应器？A. 平推流反应器B. 全混流反应器C. 非理想反应器D. 等温反应器答案：C3. 以下哪个因素对化学反应速率影响最小？A. 反应物浓度B. 温度C. 催化剂D. 反应时间答案：D4. 在全混流反应器中，以下哪个参数表示反应器的时空产率？A. 空时B. 时空产率C. 反应时间D. 反应速率答案：B5. 以下哪个选项描述的是化学反应工程的主要任务？A. 研究化学反应机理B. 设计和优化反应器C. 分析和解决生产过程中的问题D. 所有以上选项答案：D二、填空题（每题5分，共25分）6. 化学反应工程的主要研究内容包括____、____、____。
答案：化学反应动力学、反应器设计、反应器操作7. 在间歇操作反应器中，反应物的浓度随时间变化的关系为____。
答案：指数衰减8. 反应器的设计和操作过程中，需要考虑的主要因素有____、____、____。
答案：反应速率、反应温度、反应压力9. 以下反应器类型中，属于连续操作反应器的是____、____。
答案：平推流反应器、全混流反应器10. 在反应器操作过程中，以下哪个参数表示反应物的转化率？答案：转化率三、计算题（每题25分，共50分）11. 某一级反应在间歇操作反应器中进行，已知反应速率常数为k=0.1 min^-1，反应物初始浓度为C0=1 mol/L。
求反应进行1 min后，反应物的浓度。
解：根据一级反应的动力学方程，反应物浓度随时间的变化关系为：ln(C/C0) = -kt代入已知数据：ln(C/1) = -0.1 1C = 1 e^(-0.1)C ≈ 0.9048 mol/L答案：反应进行1 min后，反应物的浓度为0.9048 mol/L。
化学反应工程简答题
化学反应工程简答题化学反应工程是研究和应用化学反应过程的工程学科，主要涉及反应器设计、反应条件优化、反应动力学研究、反应机理解析等方面的内容。
下面是一些与化学反应工程相关的简答题：1. 什么是化学反应工程？化学反应工程是研究和应用化学反应过程的工程学科，包括反应器设计、反应条件优化、反应动力学研究、反应机理解析等方面的内容。
其目标是实现反应物向产物的有效转化，高效利用原料和能源，降低生产成本，提高产品质量和产量。
2. 为什么需要进行化学反应工程研究？化学反应工程研究可以帮助人们深入了解反应过程的机理和动力学，从而设计更高效的反应器，优化反应条件，提高反应的转化率和选择性。
这有助于降低生产成本，提高产品质量和产量，实现可持续发展和资源利用的最大化。
3. 化学反应工程研究的基本步骤有哪些？化学反应工程研究的基本步骤包括：确定反应目标和要求，建立反应模型，研究反应机理和动力学，设计合适的反应器，优化反应条件，进行实验验证和工程化应用。
4. 反应器的设计原则有哪些？反应器的设计应遵循以下原则：选择合适的反应器类型，确保反应物均匀混合，提供适当的反应温度和压力，控制反应速率，防止副反应和不良反应，保证产物的纯度和产率。
5. 反应动力学研究的意义是什么？反应动力学研究可以帮助人们了解反应速率随时间和反应条件的变化规律，揭示反应机制和反应过程中的关键步骤。
这对于合理选择反应器类型、优化反应条件、预测和控制反应速率都非常重要。
6. 如何进行反应条件的优化？反应条件的优化可以通过实验方法或计算模拟方法进行。
实验方法包括单因素法、正交法和响应面法等，可以通过改变反应温度、压力、物质比例等条件，评价不同条件下产品转化率和选择性的变化趋势。
计算模拟方法可以利用数学模型和计算机仿真技术，预测不同反应条件下的反应性能，进而找到最佳的反应条件。
以上是关于化学反应工程的一些简答题，希望能对您有所帮助。
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化学反应工程常见简答
题
work Information Technology Company.2020YEAR
3.简述气固相催化反应的宏观动力学步骤？
答:整个多相催化反应过程可概括为7个步骤：
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、反应产物从催化剂内表面向外表面传递；
4、反应产物从催化剂的外表面向流体主体传递。
5.实验室中欲测取某气固相催化反应动力学，该动力学方程包括本征动力学和宏观动力学方程，试问如何进行？
1消除内扩散和外扩散 2测定本征动力学 3在无梯度反应器内消除影响后测量
6.本征化学反应速度在内外扩散阻力完全消除的情况下与宏观化学反应速度有何关系？
答:相等。
第三章
1.CSTR串联为何好于单个大体积的CSTR是否工业上都用多个CSTR串联来代替单个CSTR多釜串联是否串联级数越多越好？
答:1.减少返混
2．反应级数＞0，多釡代替单釜；反应级数＜0，则用单釜。
3．不是，要从成本和控制上来最终决定。
第四章
1，理想流动模型有哪两种类型其基本假定和特点各是怎样的
答:.平推流流动模型和全混流流动模型。
（1）平推流模型是一种假定返混量为零的极限流动模型。
特点：在定态情况下，沿物料流动方向，物料的浓度、温度、压力、流速等参数会发生变化，而垂直于流体流动方向任一截面上物料的所有参数都相同。
所有物料质点在反应器中都具有相同的停留时间。
(2)全混流模型假定反应器内物料质点返混程度为无穷大。
特点：所有空间位置物料的各种参数完全均匀一致，而且出口处物料性质与反应器内完全相同。
第五章
请分析影响固定床层压力降的因素。
答:影响床层压力降的因素可分为二类：一类来自流体，如流体的粘度、密度等物理性质和流体的重量流速；另一类来自床层，如床层的高度、空隙率和颗粒的物理特性如粒度、形状、表面粗糙度等。
流体的重量流速对床层压降的影响较大，所以在设计和操作时都应该注意流速的改变会引起压降有多大的变化。
对于一定的催化剂体积，应尽可能降低床层
高度，加大床层直径，即采用小的高径比结构，有利于降低床层的压力降。
颗粒粒度和形状是影响床层压力降的另一个重要因素。
形状系数小的颗粒，如片状催化剂，其当量直径小，床层的压力降就大，所以对压力降是关键问题时应尽量考虑用球形催化剂。
床层的空隙率对压力降的影响十分显著，当催化剂在使用过程因填充紧密和破碎、粉化而造成空隙率变化时，床层的压力降将会有较大的变化。
2.简述气固催化反应固定床反应器拟均相模型，非均相模型，拟均相一维模型和拟均相二维模型的特点。
答:1.拟均相，忽略床层粒子与流体间温度与浓度的差别。
2.非拟均相，考虑床层粒子与流体间温度与浓度的差别。
3，拟均相一维模型，在拟均相模型的基础之上考虑轴向的浓度和温度的差别。
拟均相二维模型，在拟均相的基础之上考虑轴向与径向的浓度与温度的差别，
第六章
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 αα100,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。
解析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。
写出一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211
L AL L L k k D k k M ==δ
简述双膜理论。
答：（1）相互接触的气、液两相流体之间存在着稳定的相界面，界面两侧各有一个很薄的停滞膜，吸收质以分子扩散方式通过此二层膜由气相主体进入液相主体；（2）在相界面处，气、液两相达到平衡；（3）在两个停滞膜以外的气、液两相主体中，由于流体充分湍动，物质组成均匀。
第八章:简述聚式流化床的形成？
答：对于气—固系统的流化床反应器的粗颗粒系统，气速超过起始流化速度后，就出现气泡，气速愈高，气泡的聚并及造成的扰动亦愈剧烈，使床层波动频繁，这种流化床称为聚式流化床。
简述描述流化床的特征流速的定义
答：特征流速为起始流化速度和带出速度。
1）当流速达到某一限值，床层刚刚能被托动时，床内粒子就开始流化起来了，这时的流体空线速称为起始流化速度。
2）当气速增大到某一定值时，流体对粒子的曳力与粒子的重力相等，则粒子会被气流带出，这一速度称为带出速度或终端速度。
简述流化床反应器的优缺点？
优点:1）传热效能高，而且床内温度易维持均匀；
2） 大量固体粒子可方便的往来输送，对于催化剂迅速失活而需随时再生的过程来说，能够实现大规模的连续生产。
3） 由于粒子细，可以消除内扩散阻力，能充分发挥催化剂的效能。
缺点：1）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；
2）粒子运动基本上是全混式，因此停留时间不一。
在以粒子为加工对象时，影响产品质量的均一性，）且粒子的全混造成了气体的部分返混，影响反应速率和造成副反应的增加；
3）粒子的磨损和带出造成催化剂的损失，并要设置旋风分离器等粒子回收系统。