化学反应工程复习
化学反应工程知识点复习 ppt课件
k之所以称之为常数，是指当反应温度不变时，k是个 常数，当反应温度变化较大时它就不再是常数。 活化能E，根据过度状态理论，反应物生成产物，要 超过一个能垒，因此E的取值永远是正值。
图2－1
lnk与1/T是直线关系 －E/R为斜率 lnk0为截距
通过实验测出不同温度下的 速率常数k，作图根据截距 就可以求出指前因子k0，再 根据直线的斜率求出活化能 E
对于(恒容)气相反应，由于分压与浓度成正比，也可 用分压来表示。
( r )
1
dn A
k
P P
A V dt
pA B
问题：
化学反应速率式为，rAKCC ACB
如用浓度表示的速率常数为Kc， 用压力表 示的速率常数Kp，则Kc= Kp
化学反应工程知识点复习
（3） 基元反应 基元反应指反应物分子一步直接转化为产物分子的反应 。 凡是基元反应，其反应速率遵循质量作用定律，即根据 化学计量关系，就可以写出反应速率方程。 （4）反应级数 反应级数：指浓度函数中各组分浓度的幂数。
•答：1/3 1/2
冪数型动力学方程和双曲型动力学方程
1）幂数型动力学方程 aA+bB=rR+sS
实验研究得知，均相反应速率取决于物料的浓度
和温度，反应速率符合下述方程，称之为幂数型
动力学方( r A ) k A c A c B
k cA cB
式中k称作反应速率常数；α、β是反应级数。
对二级不可逆反应：
A + B → 产物
其反应速率方程为：
rA
dCA dt
CA0
dxA dt
k CACB
k CA01 xACB0 CA0xA
化学反应工程复习题
《化学反应工程原理》复习思考题第一章绪论1、了解化学反应工程的研究内容和研究方法。
2、几个常用指标的定义及计算：转化率、选择性、收率。
第二章化学反应动力学1、化学反应速率的工程表示，气固相催化反应及气液相非均相反应反应区的取法。
2、反应速率常数的单位及其换算。
3、复杂反应的反应速率表达式（可逆、平行、连串、自催化）。
4、气固相催化反应的步骤及基本特征。
5、物理吸附与化学吸附的特点。
6、理想吸附等温方程的导出及应用（单组分吸附、解离吸附、混合吸附）。
7、气固相催化反应动力学方程的推导步骤。
8、不同控制步骤的理想吸附模型的动力学方程的推导。
9、由已知的动力学方程推测反应机理。
第三章理想间歇反应器与典型化学反应的基本特征1、反应器设计的基本方程式。
2、理想间歇反应器的特点。
3、理想间歇反应器等温、等容一级、二级反应反应时间的计算及反应器体积的计算。
4、自催化反应的特点及最佳工艺条件的确定及最佳反应器形式的选择。
5、理想间歇反应器最优反应时间的计算.7、可逆反应的反应速率，分析其浓度效应及温度效应。
8、平行反应选择率的浓度效应及温度效应分析。
9、平行反应反应器形式和操作方式的选择。
10、串连反应反应物及产物的浓度分布，t opt C p.max的计算。
11、串连反应的温度效应及浓度效应分析。
第四章理想管式反应器1、理想管式反应器的特点。
2、理想管式反应器内进行一级、二级等容、变容反应的计算。
3、空时、空速、停留时间的概念及计算。
4、膨胀率、膨胀因子的定义，变分子数反应过程反应器的计算。
第五章理想连续流动釜式反应器1、全混流反应器的特点。
2、全混流反应器的基础方程及应用。
3、全混釜中进行零级、一级、二级等温、等容反应时的解析法计算。
4、全混釜的图解计算原理及图解示意。
5、全混流反应器中的浓度分布与返混，返混对反应的影响。
6、返混产生的原因及限制返混的措施。
7、多釜串联反应器进行一级、二级不可逆反应的解析法计算。
《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 。
化学反应工程复习题
一、填空题：（每空1分，共20分）1. _______是化学反应工程的基础。
2、化学反应工程是一门研究化学反应的工程问题的科学，既以_______作为研究对象，又以_______为研究对象的学科体系。
3. 化学反应过程按操作方法分为_______、_______、_______操作。
4. 均相反应是指___________________________________。
第一章1. 化学反应工程是一门研究“化学反应的工程问题”的科学。
2. 所谓数学模型是指：用数学式来表达各参数间的关系。
3. 化学反应器的数学模型包括：动力学方程式、物料恒算式、热量恒算式、动量恒算式和参数计算式。
4. 所谓控制体积是指：能把反应速率视作定值的最大空间。
5. 模型参数随空间而变化的数学模型称为“分布参数模型”。
6. 模型参数随时间而变化的数学模型称为“动态模型”。
7. 建立物料、热量和动量衡算方程的一般式为：累积量=输入量-输出量。
第二章1. 均相反应是指：在均一的气相或液相中进行的反应。
2. 对于反应aA + bB → pP + sS，则rP = _______rA。
3.着眼反应物A的转化率的定义式为：反应的量/反应开始的量。
4. 产物P的收率ΦP 与得率ХP和转化率xA间的关系为_________________________________________________。
5. 化学反应速率式为rA =kCCAαCBβ，用浓度表示的速率常数为kC，假定符合理想气体状态方程，如用压力表示的速率常数kP ，则kC=_______kP。
6.对反应aA + bB → pP + sS的膨胀因子的定义式为___________________。
7.膨胀率的物理意义为：反应物全部转化后系统体积的变化分率。
8. 活化能的大小直接反映了“反应速率”对温度变化的敏感程度。
9. 反应级数的大小直接反映了“反应速率”对浓度变化的敏感程度。
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）。
化学反应工程期末考试复习题
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。
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E（t）dt
=0
E(t)dt
1.0
6、活塞流反应器与全混流反应器的相同点和不同点是什么？ 答：（1）活塞流反应器又称平推流或理想置换反应器。特点：沿物流方向，反
应混合物T、C不断变化，而垂直于物流方向的任一截面（称径向平面）上物料的所 有参数，如：C、T、P、U等均相同。在定态情况下，沿流动方向上物料质点不存 在返混，垂直于流动方向上的物料质点参数相同。长径比很大，流速较高的管式反 应器。 （2）全混流反应器又犯法理想混合或连续搅拌槽式反应器模型：特点：在反应器 中所有空间位置的物料参数（C、T、P）都是均匀的，而且等于物料在反应器出口 处的性质。搅拌很好的连续搅拌槽式反应器。
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五、计算题
首先求反应速率常数
V cA0 cA
V0
rAf
2 1 0.2 1 0.2k
k 2hr1
全混流反应器切断进出料即为间歇反应器
cA ekt cA0
cA e20.5 0.2
cA 0.0736kmol m3
xA
cA0 cA cA0
1 0.0736 1
0.9264
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11、流态化——当流化速度达到一定数值时，固体颗粒相互之间无接触， 床层体积膨胀，固体颗粒处于激烈的运动状态。 12、返混—— 不同年龄质点间的混合—时间概念上的逆向。连续流动 反应器中，反应物料的参数随空间位置而变，不同空间位置的物料由于 倒流、绕流、回流等流动状况，使不同年龄的质点混合，即返混。 13、假态点——反应器的操作线中的满足热平衡条件但不满足热稳定条 件的工作状态点，且通过适当改变条件可转化成稳态点的工作状态点。 14、对比速率——复杂反应中主产物的生成速率与副产物的生成速率的 比值。
国开化学反应工程复习题
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A S P 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、 有一实验室反应器,催化剂装填高度50cm,操作线速度2.5cm/s 。
若工业反 应器催化剂高度为2m,空速与实验室反应器相同,则工业反应器流体线速度为____D___。
A. 2.5cm/sB. 5cm/sC. 7.5cm/sD. 10cm/s 7、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8、一级不可逆液相反应A 2R ，30/30.2m 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_3m 。
化学反应工程复习提纲
淮海工学院化学反应工程复习参考1 绪论1．化学反应工程研究的内容P12 通常所说的三传一反指什么P13 什么是转化率关键组分的转化率与100％的关系P34 单程转化率与全程转化率的大小关系P45 收率与转化率是针对什么物质而言的,数值能否大于100％P56 收率与转化率,选择性的关系P52 反应动力学基础1．反应速率定义P152 流动系统的反应速率三种表示形式及换算方法P163 基元反应速率方程的写法与级数的分析, 基元反应与非基元反应的关系P17-184温度对三种反应速率的影响,对反应速率常数的影响,不可逆.可逆吸热与放热反应P235 复合反应的类型P26-296 δA的计算方法P317 多相催化反应的步骤P368 物理吸附与化学吸附及理想吸附的特点分析P373 釜式反应器1．等温间歇釜式反应器的计算有单一反应,平行反应及连串反应最大收率的计算P57-652 空时,空速与生产能力的关系P66-673 连续釜式反应器体积的计算P67-684 什么是正常动力学与反常动力学,连续釜式反应器串并联特点P695 釜式反应器的总收率与总选择性的变化特点P75-766 平行反应分析P767 连串反应分析P79-80 4 管式反应器1．理想反应器模型的特点,与实际反应器对应的是什么反应器P982 等温管式反应器的计算P1003 管式与釜式反应器反应体积比较结果P107-1095 停留时间分布与反应器的流动模型1．停留时间的年龄分布与寿命分布定义P1282 停留时间分布的定量描述E(t)与F(t)的定义P128-1293 停留时间分布的实验测定有几种方法及分别测定什么P130-1324 停留时间统计值有两个参数分别表示什么P1345 理想反应器停留时间分布的计算F(θ) E(θ)的计算6 多相系统中的化学反应与传递现象1．颗粒的三个密度大小比较P1592 气固催化反应过程进行的步骤P1603 外扩散对催化反应的影响分析单一反应,复合反应分析P165-1664 孔扩散的三种方式P1675 内扩散有效因子Φ的分析P1706 内外扩散有效因子分析P1767 内扩散对复合反应选择性的影响分析P1778 消除内外扩散影响的方法P178-1797 多相催化反应器的设计与分析1．固定床内空隙率大小分析P1862 多段固定床绝热反应器的类型P1943 流化床反应器中压降与流速的变化关系P211 8 多相反应器1．气液反应机理P2222 η值大小分析P224-2253 气液固反应器机理P2324 滴流床反应器的四个区域P2339 生化反应工程基础1．酶的组成与类型P2442 生化反应过程的特点P2453 酶催化反应特点P2464 酶催化反应的四种抑制机理P248-2505 影响酶催化反应速率的因素p2516 酶与细胞固定化技术P257-2587 影响固定化酶催化反应动力学的因素p258１一、单项选择题1．下列反应器可视为活塞流的反应器是（）反应器A：管式B：釜式C：塔式2．对于基元反应2A+B→2C，则反应速率方程为（）反应器A：r=kc A2C B B：r A=kC A C B C：r A=Kc A C B2D: r A=kC A C B C c3．在全混流反应器中，反应器的有效容积V R与进料流体的流速Q0之比为（）A：空时τB：反应时间t C：停留时间t D：平均停留时间t4．化学反应速率式为-r A=K C CαA C Bβ,如果用浓度表示的速率常数为K C,用压力表示的速率常数为K P,则K C=（）K P A：(RT)-(α+β)B：(RT)(α+β) C：(RT)(α-β)5．对于基元反应：2A+B→2P的反应，对A的反应总级数为（）级A：1 B：3 C：2 D：06．在平行反应中，A→P,2A→Q,r P=k1C A,r Q=k2C A2,P为目的产物，k1,k2为常数，浓度对瞬时选择性S的影响是（）7.完成同样的任务所需反应器体积在（）时，平推流反应器与全混釜一样A：反应级数大于零B：零级反应C、反应级数小于零8．阶跃示踪法测定停留时间分布对应的曲线为（）A：E（t）曲线 B：F（t）曲线 C：I（t）曲线 D：y（t）曲线9．对正常动力学，完成同样的任务，所需反应器体积最小的操作是（）A：单釜 B：二釜串联 C：三釜串联 D：四釜串联O,已知k=0.01L/s.mol，则反应级数为（）10．反应NaOH+HCl→NaCl+H2A：1 B：2 C：3 D：011．对于基元反应A+B→2C，则反应速率方程为（）反应器A：r=kc A2C B B：r A=kC A C B C：r A=Kc A C B2D: r A=kC A C B C c12．在连续操作的全混流反应器中，反应物的平均停留时间为（）A：大于空时τB：小于空时τC：等于空时τ13.完成同样的任务所需反应器体积在（）时，平推流反应器与全混釜一样A：反应级数大于零B：零级反应C、反应级数小于零14. 对正常动力学，瞬时选择性S随转化率增大而降低的情况下，反应器内的目的产物最终收率最大的操作是（）A：间歇釜反应器 B：连续单釜 C：二釜串联＝（）15．气相反应2A+B→3P+S,进料时为惰性气体，A与B的摩尔比为2：1进料，则膨胀因子δAA：-1 B：-0.5 C：0.5 D:116.反应产物的质量收率，其最大值为（）A：100％ B：大于100％ C：小于100％１17.催化剂颗粒上的反应速率大小与三个有效因子有关，分别是外扩散ηx 、内扩散η、内外扩散总有效因子η,忽略内扩散影响时，它们之间的关系是( )A：ηX >η B:ηX=η C:ηX=ηD:η=η18. 对于（）的反应器，在恒容反应过程的平均停留时间、反应时间、空时是一致的。
化学反应工程期末总结重点知识点
1、化学反应分类：（按相类分类）均相反应，非均相反应，（按操作分类）间歇操作，连续操作，半连续操作。
2、反应器分类：⑴ 管式反应器，一般长径比大于30⑵ 槽式反应器，一般高径比为1—3 ⑶ 塔式反应器，一般高径比在3—30之间；按传热条件分类：等温反应器，绝热反应器，非等温、非绝热反应器3、化学反应速率：4、化学反应动力学方程： 阿累尼乌斯关系：5、反应级数：m ，n ：A ，B 组分的反应级数，m +n 为此反应的总级数。
如果反应级数与反应组份的化学计量系数相同，即m =a 并且n =b ，此反应可能是基元反应。
基元反应的总级数一般为1或2，极个别有3，没有大于3级的基元反应。
6、有如下基元反应过程，请写出各组分生成速率与浓度之间的关系。
7、动力学方程的方法：积分法、微分法8、化学反应器的设计基础：按混淆分类：间歇反应器，平推流反13s m mol d d 1--⋅=t V r ξ13B A c A s m mol --⋅=-n m c c k r RT Ek k -=ec0c 222A B C A C DB D E +↔+↔+↔222123422125622212342345656222222A A BC A CD B A B C B DE C A B C A C DD A C D B D EE B D Er k c c k c k c c k c r k c c k c k c c k c r k c c k c k c c k c r k c c k c k c c k c r k c c k c =-+-+=-+-+=--+=--+=-应器（理想置换反应器、活塞流反应器），全混流反应器9、间歇反应器的特点：①由于剧烈搅拌、混合，反应器内有效空间中各位置的物料温度、浓度都相同；②由于一次加料，一次出料，反应过程中没有加料、出料，所有物料在反应器中停留时间相同，不存在不同停留时间物料的混合，即无返混现象；③出料组成与反应器内物料的最终组成相同；④为间歇操作，有辅助生产时间。
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8、下列叙述正确的是（ D
）
A、对于可逆吸热反应，反应速率随 XA的变化升高而升高 B、对于可逆放热反应，反应速率随 XA的变化升高而升高
C、对于可逆吸热反应，存在最佳温度Top
D、对于可逆放热反应，存在最佳温度Top 9、下列叙述正确的是（ A ）
A、对于可逆吸热反应(温度一定)，反应速率随 XA的变化升 高而降低
• 6. 如果将管式反应器出口的产物部分返回到入口 处与原始物料混合，这类反应器为 的管 式反应器。 • 7. 全混流反应器稳定的定常态操作点的判据 dq dq q q 为 、 dT dT 。 • 8. 停留时间分布可由两个函数定量描述，它们是 和 。 • 9. 工业反应器有三种操作方式，包 括： ， ， 。 • 10. 气体在固体表面的吸附中物理吸附靠_______ 结合的，而化学吸附是靠 结合的。
4．当瞬时选择性随关键组分转化率增大而单调增加时， 收率顺序：(A) A、间歇釜＜多个连续釜串联＜单一连续釜 B、多个连续釜串联＞间歇釜＞单一连续釜 C、间歇釜＞单一连续釜＞多个连续釜串联 D、间歇釜＞多个连续釜串联＞单一连续釜
5．当瞬时选择性随关键组分转化率增大而单调下降时， 收率顺序：(D) A、间歇釜＜多个连续釜串联＜单一连续釜 B、多个连续釜串联＞间歇釜＞单一连续釜 C、间歇釜＞单一连续釜＞多个连续釜串联 D、间歇釜＞多个连续釜串联＞单一连续釜
• • • • • • • • • • • • • • •
6. 计算转化率起始状态的选择，正确的是（ B ） A. 连续反应器，选择反应器出口处原料的状态 B. 连续反应器，选择反应器进口处原料的状态 C. 间歇反应器，选择反应结束时的状态 D. 数个反应器串联，往往以进入第二个反应器的原料组成为计算基准 7. 全混流反应釜最多可以有 C 个定常操作点 A.1 B. 2 C. 3 D. 4 8. 对于反应速率随转化率变化存在一个极大值的化学反应，最合适的 反应器为 A. 管式反应器 B. 釜式反应 C. 循环操作的管式反应器 D. 釜式反应串联管式反应器 9. 不是理想吸附的基本假定的是（ D ） A. 吸附位具有相同的能量 B. 属单层吸附 C. 被吸附分子间的作用力可略去不计 D. 属多层吸附
AA Q
分析：温度和浓度对瞬时选择性的影响
S k1c A k1c A
A
k 2c A
1
1 k2 k1
S
A
1 1 A2 E E2 exp 1 A1 RT
A
cA
cA
浓度的影响与主、副反应级数有关 ＝ ，与浓度无关 >，浓度增高，瞬时选择性增加 < ，浓度增高，瞬时选择性降低
答：① t=
=
=86.8 min =1.45 h ② 每批产量：400[(24/（t0+t）]=400/[24/(0.5 + 1.45)]= 32.5Kg 每批物料的投放量： 32.5/1.25/0.95=27.37 L 反应器的实际体积 Vr=27.37/0.75=36.49 L
1．在银催化剂上进行甲的醇反应： 2CH3OH+O2→2HCHO+2H2O 2CH3OH+3O2→2CO2+4H2O 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%。甲醇的收率为 69.2%。试计算（1）反应的选择性；（2）反应器出口气体 的组成。
6、正常动力学，转化速率 -RA随XA增加而降低。（A) A、多釜串联比单釜有利，总反应体积小于单釜体积。 B、多釜串联比单釜有利，总反应体积大于单釜体积。 C、单釜比多釜串联有利，单釜的反应体积小于串联釜的总体 积。 D、单釜比多釜串联有利，单釜的反应体积小于串联釜的总体 积。 7、反常动力学，转化速率-RA随XA增加而增加。(C) A、多釜串联比单釜有利，总反应体积小于单釜体积。 B、多釜串联比单釜有利，总反应体积大于单釜体积。 C、单釜比多釜串联有利，单釜的反应体积小于串联釜的总体 积。 D、单釜比多釜串联有利，单釜的反应体积大于串联釜的总体 积。
2.12 甲烷与水蒸气在镍催化剂及750℃等温下的转化反应为：
原料气中甲烷与水蒸气的摩尔比为1:4，若是这个反应对各反应物均为1级。已 知 。 试求： （1）反应在恒容下进行，系统的初始总压为0.1013MPa，当反应器出口的 CH4转化率为80％时，CO2,H2 的生成速率是多少？ （2）反应在恒压下进行，其他条件如（1）， 的生成速率又是多少？
解：（1）由题意可将反应速率表示为 A+2B→C +4D rC=kCACB 对于恒容过程，则有 CA=CA0(1－XA) CB-=CB0－2CA0XA CA0=PA0/RT=2.382×10-3mol/l CB0=4CA0=9.528×10-3 mol/l 当XA=0.8时 CA= CA0(1－XA)=4.764×10-4 mol/l CB-=CB0－2CA0XA=5.717×10-3 mol/l RC=rC=kCACB=5.447×10-6mol/（l?S） RD=4rC=2.179×10-5 mol/（l?S） （2）对于恒压过程，是个变容反应过程，由（2.49）式可求出总摩尔的变化数 δA=∑t/A=（1+4－1－2）/1=2 反应物A的原始分率： yA0=1/(1+4)=0.2 由（2.52）式可得转化率为80%时的浓度： CA=CA0(1－XA)/(1+δA yA0 XA)=3.609×10-4mol/l CB-=（CB0－2CA0XA）/(1+δA yA0 XA)=4.331×10-3 mol/l rC= kCACB=3.126×10-6mol/(l.s) RC=rC=3.126×10-6mol/(l.s)
2.7在进行一氧化碳变换反应动力学研究中，采用B106催化 剂进行试验，测得正反应活化能为9.629×104J/mol，如果 不考虑逆反应，在反应物料组成相同的情况下，试问反应温 度为550℃时的速率比反应温度为400℃时的反应速率大多少 倍？ 解：从题中可知，反应条件除了温度不同外，其他条件都相 同，而温度的影响表现在反应速率常数k上，故可用反应速 率常数之比来描述反应速率之比。 r550/r400=k550/k400=Aexp(－E/RT550)/ Aexp(－ E/RT400) =exp[E/R(1/T400－1/T550)]=23(倍)
解：（1）由（1.7）式得反应的选择性为 S=Y/X=0.692/0.720=0.9611=96.11% (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），当进入反应器的总原料为 100mol时，则反应器的进料组成为 组分 摩尔分率yi0摩尔数ni0（mol） CH3OH0.27427.4空气 0.547954.79（O2：11.51，N2：43.28） 水 0.178117.81总计 1100
r g
g
r
二．讨论题 1、一间歇釜式反应器中进行一级不可逆反应，在相同的操作 时间下采用大釜比用小釜所达到的转化率要高。这种说法是 否正确？ 答：这种说法不正确。 由于操作时间相同，由 (一级反应)知， 反应的转化率与反应器的体积无关，只与反应时间有关。
2、平行反应
A P,
rP k 1 c A rQ k 2 c A
பைடு நூலகம்
设甲醇的转化率为为XA，甲醇的收率为YP，根据（1.3）和（1.5）式可得反应器出口甲醇，甲醛和二氧 化碳摩尔数nA，np，nC，分别为 nA=nA0(1－XA)=7.672mol np= nA0YP=18.96mol nC= nA0(XA－YP)=0.7672 mol 综上所述反应的化学计量式水（nW）,氧气（nO，和氮气（nN）的摩尔数为 nW= nW0+ nP+2 nC=38.30 mol nO= nO0－1/2 np－3/2nC=0.8792mol nN=nN0=43.28mol 所以，反应器出口气体组成为 ....
一．选择题 1．可逆放热反应，在转化率一定时，反应速率随温度升高而 ( C ) Ａ．降低 Ｂ.升高 Ｃ.A、B均可能 Ｄ.同可逆吸热 反应 2．可逆吸热反应，在转化率一定时，反应速率随温度升高而 ( B ) Ａ．降低 Ｂ.升高 Ｃ.A、B均可能 Ｄ.同可逆吸热 反应 3.不可逆反应，在转化率一定时，反应速率随温度升高而 (B ) Ａ．降低 Ｂ.升高 Ｃ.A、B均可能 Ｄ.同可逆吸热 反应
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11. 脉冲法测定停留时间分布对应曲线为 (A) A. E(t) 曲线 B. F(t)曲线 C. I(t)曲线 D. y(t)曲线 12. 全混流流动E(t)曲线的方差= (C) A. 0 B. 0~1 C. 1 D. >1 15. 一级连串反应在间歇式反应器中进行，则目 标产物P存在最大浓度，其最大浓度时的反应时 间应该为?
3.14 等温下进行1.5级液相不可逆反应： A→B+C，反应 速率常数等于 ，A的浓度为2 kmol/m3 的溶液 进入反应装置的流量为1.5 m3/h 。试分别计算下列情况下 A的转化率达95％时所需的反应体积： （1）一个连续釜式反应器； （2）两个等体积的连续釜串连釜式反应器； （3）保证总反应体积最小的前提下，两个连续釜式反 应器并联。
B、对于可逆放热反应(温度一定) ，反应速率随 XA的变化升 高而升高
C、对于可逆吸热反应，存在最佳温度Top
D、对于可逆放热反应，不存在最佳温度Top
• 1. 化学反应工程中的“三传一反”中的三传是指传质， 传热 ， 动量传递 。 • 2. 一级连串反应，在平推流反应器中，为提高目的产物的 收率，应 降低 k2/k1。（增高或降低）。 • 3. 停留时间分布的两个函数间的关系是 , 停留时 间在0～∞间的物料占总物料的分率应为 。 • 4. 对于循环操作的平推流反应器，当循环比0时为 平推流 反应器，而当∞时则相当于 全混流 反应器。 • 5. 若一级反应的反应速率rA采用kmol/（m3· s）为单位， 浓度采用kmol/m3为单位，则k的单位为 ，若反应速 率以kmol/(kg· s)表示，则k的单位为 。