反应工程习题

C o n v e r s i o n , %

Temperature, C

o

010203040506070

8020

40

60

80

100

120

140

160

Equilibrium curve

Optimum temperature progression

O p

e r

a

t i o

n l

i n e

I. 填空 (40分，每空2分)

1. 在有些情况下一定的返混反而有利，这样带有 的平推流反应器较好。较为典型的适合在这种反应器中进行的反应是 。

2. 如图1所示，循环比是 新鲜原料的温度是 ，反应器入口的温度是 。

图1

3. 一反应在间歇式反应器中进行，反应器内组成随时间的变化如图2所示，根据各组分变化的特点我们可以得出这是一个串联反应的结论。 (填“对”或“错”)。

C

t

A

R

S

0.2

0.4

0.60.8

1.0

0.20.40.6

0.81.0

A R S

X A

C/C A0

图2

3. 一反应在间歇式反应器中进行，反应器内组成随时间的变化如图2所示，根据各组分变化的特点我们可以得出这是一个串联反应的结论。 (填“对”或“错”)。

图3

A

B

B A

A B

A

B

(a)

(b)

(c)

(d)

4. 一串联反应的产物分布随转化率的变化如图3所示，当转化率为70%时，中间产物R 的总收率是 。

5. 图4中的几种反应器，哪一种适合于下面的反应

2

21,,B

R S B

A R C C k r S

B R

C C k r R B A =→+=→+

生产目的产物R 。 。

图4

6. 纯A 在恒压100o C 分解，初始体积为 1 m 3。当反应物完全转化后，反应器体积变为原来的二倍。当转化率为80%时，反应器的体积是 m 3。

7. A 在多孔催化剂上进行催化反应，A 的反应速率取决于：

① ,

② ,

③ ,

④ , 和 ⑤ 膜扩散阻力。 8. 催化剂最重要的三方面性质

是 ， ，和 。

9. 对于一个反应级数大于零的不可逆单一反应，平推流总是比全混流反应器好。这种观点对吗？ (填“对”或“错”)。对于一个串联反应，中间产物是我们的目的产物，则上述观点是否正确？ (填“对”或“错”)。

10. 对于单一反应器，我们在进行反应器选型的时候主要考虑的是反应器的 ，然而，对于复合反应，我们选择反应器是主要考虑的是 。

11. 已知某反应的化学反应计量方程为 A + B = 2R, 则该反应的反应级数为 .

12. 某基元反应

T D B k

32−→−+ 以组分B, D 和T 表示的速度方程分别为:

2)(D B B B C C k r =-, 2)(D B D D C C k r =-, 2

D B T T C C k r =

那么其中三个速度常数的关系应为:

k B = k D = k T 。

13. 常用于分析反应动力学数据并归纳动力学方程的两种方法为

法 和 法.

14. 对于平行反应, 高的反应物浓度有利于 的反应, 低的反应物浓度有利于 的反应; 高温

有利于 的反应, 低温有利于 的反应.

15. 某一级不可逆气相反应A →1.6R 在一变容间歇式反应器中进行. 若反应开始时为纯A, 反应进行4分钟后反应体系的体积增加了50% , 则膨胀因子εA = , 转化率 X A,

4

分钟

= , 反应速度常数k

= . 反应过程中体系总压维持在1.2 atm, 温度维持在 25 ︒C.

16. “对于反应级数n>0 的不可逆单一反应，平推流反应器总是

优于全混流反应器”，这种观点正确吗？ （填“是”或“否”）。若对于某不可逆连串反应，当中间产物是我们所期望得到的目的产物时，平推流反应器仍然优于全混流反应器吗？ （填“是”或“否”）。

17. 对于单一反应，当反应器的进料体积流率和所要达到的出口转化率均相等时，则在反应器选型时我们主要考虑的是。而对于复合反应，在反应器选型时我们主要考虑的是。

18. 见下图4, 某水溶液反应物分别流过(a) (b)两种情形的反应装置:

图 4

若每个反应器中的空时和温度均相同, 当发生一级不可逆反应A R 时, 其最终转化率 X A,case (a) ( 填“>”,”<”或

“=” ) X

A,case (b). 若反应级数变为二级时, 其最终转化率X

A,case (a)

( 填“>”,”<”或“=” ) X

A,case (b)

.

II. 反应A→R在一全混流反应器中进行，当反应处于稳态时我们测得的实验数据如下表：

, sec 60 35 11 20 11

50 100 100 200 200

,

C

A0

mmol/liter

20 40 60 80 100

,

C

A

mmol/liter

=100mmol/liter，反应在平推流反应器中进行，转化率达到若C

A0

80%的空时是多少

= 5)发生如下分解反应

III . A(C

A0