反应工程(总复习)
反应工程复习题
反应⼯程复习题⼀、填空题请在每⼩题的空格上，填⼊正确的答案1. 实际反应器中停留时间分布密度E(t)的⽅差2θσ为__________________。
2.具有良好搅拌装置的釜式反应器按______________________反应器处理。
3.对于恒容的平推流管式反应器______________、_____________、与反应时间⼀致。
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、固体催化剂的主要组成有主催化剂（活性成份），（1）___和_（2）_。
6、化学反应过程按操作⽅法分为_（3）_、_（4）、半分批式（半间隙）操作。
9、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Sp 与浓度⽆关，仅是___（8）____的函数。
10、全混流反应器的空时τ是_____（9）____与____（10）___之⽐ 14、当t=0时，停留时间分布函数F （t）=___（15）____。
15、aA + bBpP + sS 对于反应，则=P r __（1）_____)(A r -。
16、活化能的⼤⼩直接反映了__（2）_对温度的敏感程度。
17、⼀级连串反应AS P在全混流釜式反应器中，则⽬的产物P 的最⼤浓度=max ,P C ____（3）_____、=opt τ_____（4）_____。
18、在⽓—固相催化反应中，反应速率⼀般是以单位催化剂的重量为基准的，如反应A→B ，A 的反应速率的定义为____（5）____。
19、CSTR 的返混___（6）___。
PFR 的返混为_（7）____。
20、停留时间分布的密度函数E （θ）=__（8）_E （t ）。
21、平推流管式反应器t t ≥时，F （t ）=____（9）___。
22、⼯业催化剂所必备的三个主要条件是： ___（10）_____、_____（11）_______、寿命长。
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》综合复习资料
《化学反应工程》综合复习资料一、填空题1、全混流反应器的E 函数表达式为 ，其无因次方差= ，而平推流反应器的无因次方差＝ 。
2、工业催化剂性能优劣的三种最主要的性质是 、 、和 。
3、在间歇反应器中进行一恒压气相反应，原料为A 和B 的混合物，其中A 含量为20%(mol)，若物料初始体积为2升，则A 转化50％时，物料的总体积为 。
4、基元反应的分子数 （可能/不可能）是小数。
5、某液相反应于50℃下在间歇反应器中进行，反应物A 转化80％需要10min ，如果于相同条件下在平推流反应器中进行，则达到同样的转化率需要的空时为 ；如果同样条件下在全混流反应器中进行，达到同样的转化率需要的空时 。
6、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 。
7、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。
8、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： 。
9、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 ；而对于复合反应，选择反应器时主要考虑的则是 。
2θσ2θσ32A B R +→A R →10、对于反应23A B R +→，各物质反应速率之间的关系为：(-r A ):(-r B ):r R ＝ 。
11、某重油催化裂化装置处理量为100吨重油/h ，未转化重油为6吨/h ，汽油产量为42吨/h ，则重油的转化率为_ _，工业上汽油的收率及选择性为_ _和_ _。
12、某反应的计量方程为A R S →+，则其反应速率表达式 。
13、反应级数 （可能/不可能）大于3， （可能/不可能）是0，基元反应的分子数 （可能/不可能）是0。
14、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 。
15、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 。
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==-。
化学反应工程复习题及答案
《化学反应工程》复习题及答案(总16页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--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 ）mol/(g ﹒s) （B ）m 3/s （C ）mol/(m 2﹒s) （D ）mol/(m 3﹒s)4．反应 A B C →+，12.50 k s -=，则反应级数为_______。
（P13）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n=_______。
（P13）（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 ） （C ） （D ）7. 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C A0=1 mol/L 时，求反应至C A0= mol/L 所需时间t=_______秒。
化学反应工程知识点复习
三传一反
动量传递 热量传递 质量传递 反应工程
2·1 概 述
• 均相反应－－在均一液相或气相中进行的反应 • 均相反应动力学是解决均相反应器的选型、操
作与设计计算所需的重要理论基础 • 公式：P15
1、化学反应速率及其表示
对于均相反应aA+bB=rR+sS反应速率定义为：
rA
1 V
dpA dt
k1 pA
k2 pP
k1 pA
2.5k2 pA0
pA
积分，得
(k1 2.5k2 )t
ln
pAe pA0 pA pAe
以(-ln(pA-pAe))对t作图
y 0.1633t 2.5035
k1 2.5k2 0.1633
K
k1 k2
2.5( pA0 pAe
pAe )
2.5(1 0.2) 0.2
10
k1 0.131 k2 0.0131
rA 0.131pA 0.0327 pA0 pA
2.2.2 复合反应
复合反应是指同时存在两个以上独立进行反应的反应过 程。
从相同的反应物按各自的计量关系同时地发生的过程称为 平行反应。
如果这些反应是依次发生的，这样的复合反应称为串联反 应。
反应的反应级数或总反应级数：指浓度函数中各组分 浓度的幂数之和。
对可逆反应，有正反应的反应级数和逆反应的反应级数 。
分子数：
对于基元反应：aA+bB=rR+sS
(rA ) k AcA cB
• 分子数：基元反应中反应物分子或离子的个数。 对于基元反应来讲α,β必须是正整数，α+β是基
元反应的分子数，不能大于3（根据碰撞理论， α+β的取值不能大于3，必须是一个小于等于3 的正整数）。
《化学反应工程》总复习总结
管式与釜式反应器反应体积的比较
1.正常动力学
A
1 (−RA )
F
0
B
D
E
H
K
X A1 X A
X A2
VrM
= Q0cA0 X A2 [−RA ( X A )]
VrM
= Q0cA0 X A1 + Q0cA0 ( X A2 − X A1)
[−RA ( X A1)]
[−RA ( X A2 )]
∫ Vrp
移热速率变化率 大于放热速率
M、N、 P为定态 点，N点 最佳
连续釜式反应器的操作温度
AHUT
第四章 管式反应器
返混：在流体流动方向上停留时间不同的流体粒 子之间的混合称为返混，也称为逆向混合。
管径较小，流速较大的管式反应器——可按活塞 流处理 剧烈搅拌的连续釜式反应器——可按全混流处理
管式反应器的反应体积计算及与CSBR与CSTR的比 较（正常、反常动力学及反应速率有极大值的情 况）
固定床反应器的分类
固定床催化反应器按催化剂床是否与外界进行热量交换分为绝热 反应器和换热反应器。绝热反应器分为单段绝热反应器和多段绝 热反应器。多段绝热反应器，按段间换热方式的不同，可分为三 类， 间接换热式、原料气冷激式和非原料气冷激式。
（1）浓度的影响与主、副反应级数有关，α＝β ， 与浓度无关；α>β，浓度增高，瞬时选择性增加； α< β，浓度增高，瞬时选择性降低
AHUT
第二章 反应动力学基础
（2）温度的影响与主副反应活化能有关：E主＝E 副 ，与温度无关E主>E副，温度增高，瞬时选择性增 加；E主< E副，温度增高，瞬时选择性降低 提高连串反应中间产物收率的措施 （1）采用合适的催化剂； （2）采用合适的反应器和操作条件； （3）采用新的工艺（如反应精馏，膜反应器等） 催化剂主要组成 主催化剂、助催化剂、载体 物理吸附与化学吸附的特点
反应工程考试复习资料
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只比，所以三者相等。
2、简述非理想流动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3、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：阶跃示踪发是对于定是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C A0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F（t），F(t)=C t /C 0。
4、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：脉冲示踪法是对于常态的连续流动系统，在某瞬间t=0将流入体系的流体切换为含有示踪剂A且浓度为C A0的流体，同时保持体系内流动模式不变，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F(t)，F（t）= C A /C A05、气-固相催化反应的动力学步骤？答：①反应物从气流主题向催化剂的外表面和内孔扩散。
②反应物在催化剂表面上吸附。
③吸附的反应物转化成反应的生成物。
④反应生成物从催化剂表面上脱附下来。
⑤脱附下来的生成物向催化剂外表面、气流主体中扩散。
6、简述双膜理论答：该模型设想在气-液两相流的相界面处存在着呈滞留状态的气膜和液膜，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题内组成均一，不存在传质阻力。
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反应器 P
分离器
Q
产物
转化率是针对反应物而言，收率则是针对生成物而言，定义为：
与转化率一样，收率也有单程收率和全程收率之分 对于单一反应，转化率与收率数值上相等，且无论按那一个反应产物计算的收率，数 值上都相等，当反应系统进行的反应不止一个时，则不相等。
第一章 绪论
转化率、收率和选择性三者的关系：
等转化率曲线。温度较低时，反应速率随温度的升高 而加快，到达某一极大值后，随着温度的继续升高，
反应速率反而下降。
最佳温度
第二章 反应动力学基础
复合反应：在同一个反应体系中进行若干个化学反应时，称为复合反应。 单位时间内单位体积反应混合物中某一组分i的反应量叫做该组分的转化速率 （i为反应物）或生成速率（i为反应产物），并以符号 来表示。
（2）描述温度变化的能量衡算式，或称能量方程； （能量守恒定律）
（3）描述压力变化的动量衡算式，或称动量方程； （动量守恒定律）
（4）综观三种衡算式，根据各自的守恒定律，均符合下列模式：
17
第二章 反应动力学基础
任何化学反应都以一定的速率进行，通常以单位时间内单位体积反应物系中某一反 应组分的反应量来定义反应速率。
第四章 管式反应器
活塞流和全混流的比较：
根本差别：活塞流无返混存在，全混流的返混程度最大，以致反应物料间不存在
浓度差，也不存在温度差。
单一反应等温管式反应器设计方程
以等速率进行 常数
管式反应器连续操作 方程 等容 = ≠ 管式反应器空时 变容
釜式反应器连续操作 方程
釜式反应器的反应时间
第四章 管式反应器
化学反应工程的“三传一反”
动量、热量和质量传递。
反应进度（ ξ ）的定义：任何反应组分的反应量与其化学计量系数的之比恒为定 值，推广到任何反应，并表示为：
永远取正值
反应物取负值，反应产物取正值
第一章 绪论
转化率：是某一反应物转化的百分率或分率，定义为：
选择关键组分（不过量）计算转化率
计算转化率起始状态选择问题：连续反应器，以反应器进口原料的状态作 为起始状态；而间歇反应器则以反应开始时的状态为起始状态。当数个反 应器串联时，往往以进入第一个反应器的原料组成作为起始状态。
第三章 釜式反应器
连续釜式反应器的反应体积
实际生产中的连续釜式反应器均是在定态下操作，反应器参数不随时间而变，不
存在时间变量，常应用于液相反应，视为等容过程。
连续釜式反应器反应体积的计算公式，决定于原料的处理量及组成和反应速率方程 反应器中只进行一个反应，以组分A为关键组分： 转化率的函数
注意：定态操作的连续釜式反应器系在等温、等浓度下进行反应，所以整个过
时，温度越低越好； E1>E2时，温度越高越好。
非等温操作， E1<E2时，采取先高后低；
第四章 管式反应器
第五章 停留时间分布与反应器的流动模型
化学反应进行的完全程度与反应物料在反应器内停留时间的长短和关，时间越长， 反应进行得越完全。
寿命分布 年龄分布
流体粒子从进入系统到离开系统为止，在系统内停留时间。
有可能增加，也 有可能减小
t
k
K
第四章 管式反应器
不可逆反应和可逆吸热反应：由低温到高温 最佳温度系列
可逆放热反应：由高温到低温
复合反应
E1 <
E2
P为目的产物，如果以生产强度最大的观点看，应该先低温后高温 如果从P的收率来考虑的话，则应使整个反应过程都在低温下进行。
等温反应，从收率最大的观点出发，不存在最佳操作温度问题，P为目的产物，E1<E2
轴向浓度分布方程 定态操作的活塞流反应器，反应物系的浓度系随轴向距离而变，与时间无关；而间 歇釜式反应器，反应物系的浓度则随时间而变，与位置无关。
釜式反应器连续操作方程
管式反应器连续操作方程
第四章 管式反应器
管式反应器的最终收率大于釜式反应器。多釜串联的最终收率应该介于单釜和管
式之间
第四章 管式反应器
单程转化率：新鲜原料通过反应器一次这到的转化率；以反应器进口物料 为基准的转化率。 全程转化率：新鲜原料进入反应系统到离开系统止所达到的转化率；以新 鲜原料为基准计算的转化率，其值必定大于单程转化率。
第一章 绪论
单程转化率:(NP两点间进行计算)
A+B
循环气
R
全程转化率:(MQ两点间进行计算)
新鲜气
程反应速率
或r为常数，不随空间和时间而改变。需要提醒的是，反应速率
常数计算按反应器内的反应物料组成计算，此组成与出口物料组成相同。
第三章 釜式反应器
空 时
τ越小，说明反应器的处理物料量越大 τ越大，说明反应器的处理物料量越小
连续釜式反应器的串联与并联
对于一级反应，由N个体积和 空时均相等的釜串联，其空 时可以由下式计算：
《反应工程》第二版，李绍芬主编，化学工业出版社
考试题型：
考试时间：
待 定
1
填空题
20分
2
选择题
20分
考试地点： 待 定
3
计算题
60分
第一章 绪论
化学反应工程是化学工程学科的一个分支，通常简称为反应工程，包括反应动力
学和反应器设计与分析。
均相反应：气相、液相和固相 化学反应分类： 非均相反应：气固、气液、液液、液固、固固和气液固。 催化反应和非催化反应
根据概论可知，E(t)dt表示流体粒子在系统内的停 留时间介于t到t+dt之间的概率。可见，E(t)dt是停 留时间的函数，和系统的性质有关，叫做停留时间 分布密度函数，其量纲是[时间] -1
斜线面积
图5.3 停留时间分布密度函数
E(t) = 0 t <0 E(t)≥ 0 t≥0
F (t ) = E (t )dt
变换是建立在原料起始组成一定而言，原料组成改变，反应速率和转化率也改变
动力学参数的确定 积分法： 积分法是将速率方程积分后，再对实验数据进行处理。
第二章 反应动力学基础
恒容： 积分
先假定反应级数，再 检测线性相关
微分法：
微分法是根据不同实验条件下测得的反应速 率，直接由速率方程估算参数值。 两边取对数
消 耗
+
累 积
=0
=0
第三章 釜式反应器
等温间歇釜式反应器的计算（单一反应）
间歇反应的操作时间由两部分组成：一是反应时间，即装料完毕后算起至达到所要 求的产品收率时所需时间；另一是辅助时间，即装料、卸料及清洗等所需时间之 和。 反应时间计算 等容
对于单一反应，间歇反应器的反应时间取决于反应组分的初始浓度（一级反应除 外）和所要求达到的最终转化率。
第四章 管式反应器
长度远较管径大，内部中空，不设置任何构 件，多用于均相反应，也可以用于多相反应， 多数采用连续操作，少数采用半间歇操作，使 管式反应器 用间歇操作的极罕见。
活塞流模型是最基本的一种流动模型，其基本假设是径向流速分布均匀。
垂直于流体流动方向的任何横截面上，浓度均一、温度均一，即径向混合均匀 不存在返混 同一截面上所有流体粒停留时间相同
通常用瞬时选择性来评介主逼反应的相对大小，由反应选择性的定义，可以得到瞬时
选择性的表示如下：
反应速率方程的变换和积分 恒容：
单一反应：
第二章 反应动力学基础
变容：
无论是恒容还是变容，以浓度表示反应物系组成时的变换方法，概括起来为一个 换算公式：
以上变容情况只适应于气相反应，液相反应一般视为恒容处理；
第三章 釜式反应器
釜式反应 b. 釜式反应器设有搅拌装置，保证釜内反应物料浓度均一，反应区内 器特点 的反应温度均匀。
连续釜式反应器的物料衡算式 a. 操作方式：连续操作、间歇操作或者半间歇（半连续）操作；
输 入
c 均一
=
输 出
+
消 耗
+
累 积
=0
间歇釜式反应器的物料衡算式
T 均匀
输 入
=
输 出
+
照此法处理，见4-5 （ c）。
第四章 管式反应器
管式反应器最佳温度序列
生产强度是指单位时间单位反应体积的产品产量。而对于复合反应往往还以目的产
物的收率最大为目标。 单一反应 对于不可逆反应或可逆吸热反应，温度越高，反应速率越快，显然，温度越高，反 应器的生产强度也越大，因此高温操作有利，至于可逆放热反应，就不是操作温度 越高，反应器的生产强度越大了。 可逆放热反应
就是每一个反应对整个反应速率的贡献之和
组分A参加 一个反应
反应体系存在着两个并列反应。其中各个反应都可
按着单一反应来处理。
组分A参加 二个反应
反应体系存在着相同的反应物和不同的产
物，叫平行反应。
组分P是反应物A的 产物，又是生成物R 的反应物
A反应的反应产物同时又是B反应的反应物，叫连 串反应
第二章 反应动力学基础
系统出口处
对存留在系统的粒子而言，从进入系统算起在系统中停留的时间。 系统中
有出无进
进口 有进无出 闭式系统
系统
出口
流体粒子一旦进入系统再也不返回到 输入流体的导管中，而由输出管流出 的流体粒子也不返回到系统中。
第五章 停留时间分布与反应器的流动模型
停留时间分布的定量描述
其中斜线所示的面积E(t)dt 表示在t和t+dt之间离开 系统的粒子占t=0时进入系统的流体粒子的分率。
第三章 釜式反应器
串联反应器进行一级不可逆反应时，各釜的反应体积相等时，则总反应体积最小
对于串联釜式反应器进行a级反应，a>1,沿着流动方向，小釜在前，大釜在后0<a<1,