化学反应工程习题及答案

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(完整版)化学反应工程课后习题答案.

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利用(2.6)式
积分之
2.10在催化剂上进行三甲基苯的氢解反应:
反应器进口原料气组成为66.67%H2,33.33%三甲基苯。在0.1Mpa及523K下等温反应,当反应器出口三甲基苯的转化率为80%时,其混合气体的氢含量为20%,试求:
(1)(1)此时反应器出口的气体组成。
(2)(2)若这两个反应的动力学方程分别为:
组分
摩尔分率yi0
摩尔数ni0(mol)
CH3OH
2/(2+4+1.3)=0.2740
27.40
空气
4/(2+4+1.3)=0.5479
54.79

1.3/(2+4+1.3)=0.1781
17.81
总计
1.000
100.0
设甲醇的转化率为XA,甲醛的收率为YP,根据(1.3)和(1.5)式可得反应器出口甲醇、甲醛和二氧化碳的摩尔数nA、nP和nc分别为:
组分
摩尔质量
摩尔分率yi
CO
28
15.49
H2
2
69.78
CO2
44
0.82
CH4
16
3.62
N2
28
10.29
总计
100
其中冷凝分离后气体平均分子量为
M’m=∑yiMi=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N2作衡算得:
5.38B/28×1000+0.1029A=2.92 (A)
20
30
40
50
60
70
试求当进口原料气体流量为50ml/min时CO的转化速率。
解:是一个流动反应器,其反应速率式可用(2.7)式来表示

专升本《化学反应工程》_试卷_答案

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专升本《化学反应工程》一、(共80题,共160分)1。

气相反应:进料时无惰性气体,CO与H2以1∶2摩尔比进料,则膨胀因子=( )。

(2分) A。

—2 B.—1 C.1 D.2.标准答案:A2。

一级连串反应:在间歇式反应器中,则目的产物P的最大浓度CP,max=( ). (2分)A。

B。

C.D。

标准答案:A3。

串联反应(目的)目的产物P与副产物S的选择性SP=( )。

(2分)A。

B.C.D。

标准答案:C4。

全混流反应器的容积效率时,该反应的反应级数n( )。

(2分)A.<0B.=0C.D.>0.标准答案:B5。

对于单一反应组分的平行反应: 其瞬间收率随增大而单调下降,则最适合的反应器为( )。

(2分)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.标准答案:B6。

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( )。

(2分)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。

标准答案:A7. 一级不可逆液相反应: ,出口转化率xA=0.7,每批操作时间装置的生产能力为50000 kg产物R/天,MR=60,则反应器的体积V为( )。

(2分)A。

19。

6 B.20.2 C。

22.2 D.23.4。

标准答案:C8。

在间歇反应器中进行等温一级反应当时,求反应至所需时间t=()秒. (2分)A。

400 B.460 C.500 D。

560。

标准答案:B9. 一级连串反应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=()。

(2分)A。

B.C.D. 。

标准答案:D10. 分批式操作的完全混合反应器非生产性时间t0不包括下列哪一项( )。

(2分)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.标准答案:B11. 全混流反应器的容积效率小于1。

0时,且随着xA的增大而减小,此时该反应的反应级数n( )。

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)反应工程课后答案完整版.

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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),组分摩尔分率y i0 摩尔数n i0(mol)CH32/(2+4+1.3)=0.2740 27.40OH空气4/(2+4+1.3)=0.5479 54.79水 1.3/(2+4+1.3)=0.1781 17.81总计 1.000 100.0A 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 moln P=n A0Y P=18.96 moln 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 moln O=n O0-1/2n P-3/2n C=0.8788 moln N=n N0=43.28 mol组分摩尔数(mol)摩尔分率%7.672 6.983CH3OH18.96 17.26HCHOH2O 38.3 34.87CO2 0.7672 0.6983O2 0.8788 0.7999N2 43.28 39.392 反应动力学基础2.4在等温下进行液相反应A+B→C+D,在该条件下的反应速率方程为:若将A和B的初始浓度均为3mol/l的原料混合进行反应,求反应4min时A的转化率。

解:由题中条件知是个等容反应过程,且A和B的初始浓度均相等,即为1.5mol/l,故可把反应速率式简化,得由(2.6)式可知代入速率方程式化简整理得积分得解得X A=82.76%。

2.6下面是两个反应的T-X图,图中AB是平衡曲线,NP是最佳温度曲线,AM是等温线,HB是等转化率线。

(完整版)《化学反应工程》试题及答案

(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-+。

专科《化学反应工程》_试卷_答案

专科《化学反应工程》_试卷_答案

专科《化学反应工程》一、(共75题,共150分)1。

全混流反应器中有( )个稳定的定常态操作点。

(2分)A。

1 B.2 C。

3 D。

4。

标准答案:B2. 一级连串反应在全混流釜式反应器中,则目的产物P的最大浓度CP,max=( )。

(2分)A。

B。

C。

D。

.标准答案:B3。

轴向分散模型的物料衡算方程在()式边界条件下有解析解。

(2分)A.闭—闭 B。

开—闭C。

闭—开 D.开-开.标准答案:D4。

反应级数n=( )时微观流体和宏观流体具有相同的反应结果。

(2分)A。

0 B.0。

5 C.1D。

2。

标准答案:C5. 催化剂在使用过程中会逐渐失活,其失活速率式为,当进料中的杂质吸附极牢以及对产物无内扩散阻力时,d为()。

(2分)A。

B。

=1C。

→3D。

标准答案:A6。

等温液相反应为目的产物,有下列四种方案可供选择,从提高P的收率着眼适宜选用( ).(2分)A.间歇釜式反应器,A和B一次性加入B。

全混流反应器C。

半间歇釜式反应器,A一次性加入,B连续滴加D.半间歇釜式反应器,B一次性加入,A连续滴加。

标准答案:D7.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,乙苯仍大量存在,表明这是一个( )反应。

(2分)A。

慢速B.可逆C。

自催化D.不可逆。

标准答案:B8。

催化剂颗粒扩散的无因次扩散模数值的大小反映了表面反应速率与( )之比。

(2分) A。

扩散速率 B。

外扩散速率C.内扩散速率D.实际反应速率。

标准答案:C9.不属于气固相催化反应固定床反应器拟均相二维模型的特点是( ). (2分)A.粒子与流体间有温度差 B。

粒子与流体间无温度差C。

床层径向有温度梯度 D。

床层轴向有温度梯度。

标准答案:A10。

气固催化反应的内扩散模数,其中L为特征长度,若颗粒为球形则L=( )。

(2分) A.厚度/2B。

RC。

R/2 D.R/3.标准答案:D11。

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( ).(2分)A。

化学反应工程习题及答案

化学反应工程习题及答案

题目:全混流连续操作反应器,反应器内温度、浓度处处均匀一致,故所有物料粒子在反应器内的停留时间相同。

正确答案:错题目:相同条件下,分别用下列反应器处理物料,比较反应器有效容积的大小。

①单段全混流反应器(V R1)②四个体积相同的全混流反应器串联(V R2)③两个体积相同的全混流反应器串联(V R3)④平推流反应器(V R4)则(V R4)>(V R2)>(V R3)>(V R1)正确答案:错题目:设备放大,造成微元停留时间分布和返混程度改变,放大时反应结果恶化。

正确答案:对题目:生产能力是相同条件下,单位时间、单位反应器体积所能获得的(产物量),或完成相同生产任务,所需反应器的(体积)。

题目: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。

题目:釜式反应器的基本结构主要包括反应器(壳体)、(搅拌器)、(密封装置)和(换热装置)等。

题目:手孔或人孔的安设是为了检查(内部空间)以及安装和拆卸设备(内部构件)。

题目:釜式反应器中夹套式换热器适用于传热面积(较小),传热介质压力(较低)的情况。

题目:基元反应的级数即为化学反应式的(计量系数),对非基元反应的级数通过(实验)确定。

题目:单一反应利用(转化率)可以确定反应物转化量与产物生成量之间的关系。

题目:间歇反应,只要C AO相同,无论处理量多少,达一定(转化率)每批所需的(反应时间)相同。

题目:对同一反应在相同条件下,达到相同转化率,全混釜反应器所需有效体积(最大),平推流反应器所需有效体积(最小),多釜串联全混釜所需有效体积(介于其间)。

题目:一级不可逆反应,其反应速率方程为(-r A =kC A a ),反应时间与转化率的关系为(kt )x 11ln(A =-)。

题目:复合反应动力学为由两个以上(化学反应计量式)或(动力学方程式)表示的化学反应过程。

题目: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。

化学反应工程_习题集(含答案)

化学反应工程_习题集(含答案)

《化学反应工程》课程习题集一、单选题1.某反应的速率常数k=0.0462-1,又知初始浓度为0.1mol.dm-3,则该反应的半衰期为:(A) 1/(6.93×10-2×0.12) (B) 15分(C) 30分 (D) 1/(4.62×102×0.1)分2.某一级反应, 当反应物的浓度降为起始浓度的1%时,需要t1秒, 若将反应物的浓度提高一倍, 加快反应速率, 当反应物浓度降低为起始浓度的1%时, 需时为t2, 则:(A ) t1﹥t2 (B) t1=t2(C) t1﹤t2 (D) 不能确定二者关系3.某反应物反应掉7/8所需的时间恰好是它反应掉1/2所需时间的3倍, 则该反应的级数是:(A) 零级 (B) 一级反应 (C) 三级反应 (D) 二级反应4.若两个相同类型的气相双分子反应的△H⊙值相等, 又在400k时,它们的活化熵之差△S1⊙-△S2⊙=10 J.mol-1,则两反应的速率常数之比为:(A) K1/K2=0.300 (B) K1/K2=0.997(C) K1/K2=1.00 (D) K1/K2=3.335.对反应A+B→C, 由下列数据C A0/mol.dm-3 C B0/mol.dm-3 r0/ mol.dm-31.0 1.0 0.152.0 1.0 0.301.02.0 0.15则该反应的速率方程为:(A) r=K C B (B) r=K C A C B(C) r=K C A (D) r=K C A C B26.一个反应的活化能是33kJ·mol-1, 当 T = 300K 时,温度每增加1K,反应速率常数增加的百分数约是___。

A. 4.5%B. 90%C. 11%D. 50%7.下列叙述正确的是_ 。

A. 吸热反应的活化能比放热反应的活化能高B. 一个反应的反应速率与化学方程式中出现的所有作用物浓度都有关C. 催化反应的速率与催化剂的浓度无关D. 反应速率常数与作用物浓度无关8.关于催化剂的使用,下列叙述中不正确的是_ 。

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题目:等温等容条件下,间歇釜式反应器反应时间与平推流反应器空间时间的计算式相同,
两者的生产能力相同。

正确答案:错
题目:全混流连续操作反应器,反应器内温度、浓度处处均匀一致,故所有物料粒子在反应器内的停留时间相同。

正确答案:错
题目:相同条件下,分别用下列反应器处理物料,比较反应器有效容积的大小。

①单段全混流反应器(V R1)
②四个体积相同的全混流反应器串联(V R2)
③两个体积相同的全混流反应器串联(V R3)
④平推流反应器(V R4)
则(V R4)>(V R2)>(V R3)>(V R1)
正确答案:错
题目:设备放大,造成微元停留时间分布和返混程度改变,放大时反应结果恶化。

正确答案:对
题目:理想流动模型是指平推流模型和全混流模型。

正确答案:对
题目:在气相或均一的液相中进行化学反应的设备,称为(均相反应器)。

题目:容积效率是指对同一个等温等容反应过程,在相同产量、相同转化率、相同初始浓度和反应温度下,(平推流)反应器有效体积与(全混流)反应器所需体积之比。

题目:生产能力是相同条件下,单位时间、单位反应器体积所能获得的(产物量),或完成相同生产任务,所需反应器的(体积)。

题目: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。

题目:釜式反应器的基本结构主要包括反应器(壳体)、(搅拌器)、(密封装置)和(换热装置)等。

题目:手孔或人孔的安设是为了检查(内部空间)以及安装和拆卸设备(内部构件)。

题目:釜式反应器中夹套式换热器适用于传热面积(较小),传热介质压力(较低)的情况。

题目:基元反应的级数即为化学反应式的(计量系数),对非基元反应的级数通过(实验)确定。

题目:单一反应利用(转化率)可以确定反应物转化量与产物生成量之间的关系。

题目:间歇反应,只要C AO相同,无论处理量多少,达一定(转化率)每批所需的(反应时间)相同。

题目:对同一反应在相同条件下,达到相同转化率,全混釜反应器所需有效体积(最大)
,平推流反应器所需有效体积(最小)
,多釜串联全混釜所需有效体积(介于其间)。

题目:一级不可逆反应,其反应速率方程为(-r A =kC A a ),反应时间与转化率的关系为(kt )x 11ln(A =-)。

题目:复合反应动力学为由两个以上(化学反应计量式)或(动力学方程式)表示的化学反应过程。

题目: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。

题目:平推流反应器实际体积与有效体积(相同)。

题目:单个反应器串联操作能够提高反应(深度)。

推流反应器串联,总有效体积等于(各串联反应器有效体积之和)
,全混釜反应器串联釜数越多,反应器内C A 变化越接近(平推流反应器)。

题目:反应器型式和操作方法的选择,一是(生产能力)的比较;二是反应(选择性)的比较。

(复合反应)要重点进行选择性的比较。

题目:相同条件下,用全混流反应器和平推流反应器处理物料,(平推流反应器)所需有效容积小。

题目:对于恒容过程,影响容积效率的因素为(反应级数)、(转化率)。

题目:对于恒容过程二级不可逆反应,容积效率和转化率的关系式为(A x -=12
η)。

题目:反应物能同时分别进行两个或多个独立的反应,称(平行反应)。

当初始反应物所生成的产物能进一步反应生成次级产物时,称(连串反应)。

题目:平行反应,提高C A ,有利于级数(高)的反应。

选择(平推流)反应器最优。

题目:反应级数越高,容积效率(越低)
;转化率越高,容积效率(越低)。

题目:热稳定性是指反应器本身对(热扰动)具有自行恢复平衡的能力。

题目:实际反应器:物料流动存在一定程度的返混,反应物浓度(降低),反应速度(降低),使反应器容积(增大)。

题目:非理想流动,各流体微元在反应器内(停留时间)不同。

返混越严重,流体微元间停留时间差别(越大)。

题目:反应温度恒定时,在反应物料为气相时主要通过(催化剂)和(反应物料)的加料量来控制反应压力。

题目:试述反应器的放大方法。

答案:反应器的放大方法有:①经验法;②相似模拟法;③部分解析法;④数学模拟放大法。

答案关键词:经验法,相似模拟法,部分解析法,数学模拟放大法
题目:化学反应工程是一门以化学(热力)学和化学(动力)学为基础、研究化学反应工程问题的学科。

题目:(传递)过程与反应(动力学)是构成化学反应工程最基本的两个方面。

前者属于外因,后者属于内因。

题目:化学反应过程按反应特征分类可分为(简单)反应和(复杂)反应,按热力学分类分类可分为(可逆)反应和(不可逆)反应。

题目:理想流动模型是指(平推流)模型和(全混流)模型。

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