化学反应工程例题(DOC)
化学反应工程试卷
化学反应工程试卷化学反应工程试题班级姓名学号号一、请在下列各题中各选择一个最适当的答案（每题1分，共40分）1. （）不是反应程度的特点A 总为正值C 随反应时间而变A 反应速率常数为负值C 公式表示的是A的消耗速率B 各反应组分的反应程度相同 D 与反应计量系数无关 B 反应速率随浓度的下降而减小 D dcA/dt为正值B 不同停留时间的粒子的混合 D 不同反应器内粒子的混合 B 出现极值点 D 为0B 反应器的轴向位置 D反应器的径向位置2. -rA=kCAn中，式中的负号意味着（）3. 返混的定义是（）A 不同空间位置的粒子的混合 C 参与不同反应的粒子的混合 A 最大 C 为负值A 反应物的组成 C 反应器的空间时间4. 自催化反应当转化率为零时反应速率（）5. 平推流反应器中诸参数不随（）而变6. 在平推流反应器进行某一变容反应，若?A>0，则空间时间?将（）平均停留时间tA 等于 C 大于B 小于 D 接近于7. 对反应级数大于零的单一反应，对同一转化率，其反应级数越小，全混流反应器与平推流反应器的体积比（）。
A 不变 C 变小A 生成目的产物消耗的反应物与所有消耗的反应物的比值C 目的产物的净生成速率与反应物的消耗速率的比值B 变大 D 不好说B 生成副产物消耗的反应物与生成目的产物消耗的反应物的比值D 副产物的生成速率与目的产物的净生成速率的比值B 实际反应时间与真实停留时间的和 D 反应物微元在反应器内经历的时间 B2 D 08. 复合反应的瞬时选择性定义为（）9. 空间时间的定义是（）A 停留时间与非生产时间的和C 反应器有效容积与入口体积流率的比值 A 1 C －110. 平推流反应器的无因次方差为（）11. 对反应级数大于零的单一反应，随着转化率的增加，所需全混流反应器与平推流反应器的体积比（）A 不变 C 减小A 停留时间分布函数B 增加 D 不一定B 停留时间分布密度函数12. 由脉冲示踪实验可以直接获得的是（）C 平均停留时间 A 减少C 先增大后减少 A 单调递减的 C 有极大值的D 方差 B 增大 D 不变 B 单调递增的 D 不好说B 反应器内的真实停留时间与空间时间的比值D 全混流反应器停留时间与平推流反应器停留时间的比值B 反应物流在边界处有流型变化 D 反应物流在边界处没有流型变化 B 改变反应平衡 D 抑制副反应 B 低于被吸附物的沸点 D 都可以B 被吸附的分子间互不影响D 吸脱附活化能与表面覆盖率呈线性关系 B 最先达到平衡的 D 不可逆的 B 对数型动力学方程 D 双曲型动力学方程 B 小于 D 远大于B 最大反应速率与实际扩散速率的比值 D 最大反应速率与最大扩散速率的比值 B 与扩散系数关系不大 D 与颗粒形状关系不大 B 不可能大于一 D 与等温条件下相同 B 催化剂失活 D 催化剂床层装填 B 下降 D 为零13. 非理想流动反应器的方差随偏离平推流反应器的程度而（）14. 非理想流动反应器的停留时间分布函数曲线是（）15. 所谓对比时间是指（）A 反应器内的真实停留时间与平均停留时间的比值C 平推流反应器停留时间与全混流反应器停留时间的比值16. 所谓开式边界条件，是指（）A 反应器入口是敞开的 C 反应器出口是敞开的17. 催化剂不可以（）A 改变反应速率 C 改变反应产物18. 化学吸附的吸附温度（）A 高于被吸附物的沸点 C 正好是被吸附物的沸点 A 催化剂表面活性中心分布均匀 C 每个活性中心只能吸附一个分子19. Langmuir吸附模型基本假定不包括（）20. 控制步骤意为（）A 各步骤中进行最快的 C 各步骤中进行最慢的6.基于理想吸附假定，得到的是（）A 指数型动力学方程 C 幂函数型动力学方程 A 大于 C 等于21. 当催化剂孔径（）分子平均自由程时，分子扩散属努森扩散22. 席勒模数的物理意义是（）A 实际反应速率与实际扩散速率的比值 C 实际反应速率与最大扩散速率的比值 A 与反应级数关系不大 C 与速率常数关系不大 A 有可能大于一 C 一定大于一 A 催化剂内扩散 C 催化剂外扩散23. 等温条件下催化剂的席勒模数（）24. 在非等温条件下，催化剂颗粒的有效因子（）25. Da坦克莱(Damkolher)准数涉及（）的描述26. 内扩散使连串反应的选择性（）A 提高 C 不变27. 减小内扩散影响的措施不包括（）A 减小催化剂粒径 C 提高反应温度B 增大催化剂孔径 D 改变催化剂孔结构 B 径向传热的度量 D 径向扩散的度量 B 小于 D 没规律 B 减小 D 不一定B 均为轴向D 流体和固体视为一相 B 是颗粒的物性参数 D 不是物性参数28. 彼克列准数Pe表示了（）A 轴向传热的度量 C 轴向扩散的度量 A 大于 C 等于 A 增大 C 不变A 只有一相C 所有固体粒子视为一相 A 是流体的物性参数C 是流体与颗粒物性参数的结合29. 床层空隙率在靠近壁面处（）远离壁面处30. 填充均匀颗粒的床层，不考虑壁效应，其空隙率随粒子的增大而（）31. 一维拟均相平推流模型，拟均相是指（）32. 拟均相二维模型中，径向有效导热系数（）33. 所谓绝热温升，是指（）A 反应物流在绝热情况下100％转化的温升B 反应物流在绝热情况下的最大温升C 催化剂在单位时间内的最大温升D 反应器的最大允许温升34. 化学增强因子β的定义是，气体吸收时（）A 有化学反应条件下的液膜厚度与无化学反应下的液膜厚度之比C 无化学反应条件下的液膜厚度与有化学反应下的液膜厚度之比 A 大于平衡浓度C 接近但不大于平衡浓度B 有化学反应条件下的反应速率与无化学反应下的吸收速率之比D 有化学反应条件下的吸收速率与无化学反应下的吸收速率之比 B 远小于平衡浓度 D 与平衡浓度无关 B γ越大反应速率越大 D γ越大反应速率越小 B 填料吸收塔D 连续搅拌槽式反应器 B 降低反应物流量 D 提高冷剂流量 B(dqr/dt)(dqg/dt) C (dqr/dt)=(dqg/dt)37. 对于快速反应吸收过程，宜采用（）进行38. 当反应器需要移走更多热量时，对稳定操作影响最小的办法是（）39. 全混流反应器的稳定操作点的必要条件是（）40. 在换热型气固相催化反应器中进行强放热反应，为保证反应器操作的稳定，要求（）A 反应器床层不能太厚 C 反应器床层不能太薄B 反应器管径不能太小 D 反应器管径不能太大二、有一气相热分解反应 A??R+S ，现已知该反应在某温度下进行，其速率方程式为：?rA?kPPA[mol/(cm3min)]其中：kP?4.71?10[mol/(cmmin.atm)]?13该反应在平推流反应器中等温等压条件下进行，压力为[1atm]。
化学反应工程习题
1. 当计量方程中计量系数的代数和等于零时，这种反应称为_______，否则称为_______。
（等分子反应、非等分子反应）2. 化学反应速率式为(-r A )=kC AαC Bβ，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。
（(RT)α+β）3. 化学反应的总级数为n，如用浓度表示的速率常数为Kc，用逸度表示的速率常数Kf，则Kc=_______Kf。
（(RT)n）4. 化学反应的总级数为n，如用浓度表示的速率常数为Kc，用气体摩尔分率表示的速率常数Kp，则Kc=_______Kp。
（(RT/P)n）5.在构成反应机理的诸个基元反应中，如果有一个基元反应的速率较之其他基元反应慢得多，他的反应速率即代表整个反应的速率，其他基元反应可视为处于_______。
（拟平衡常态）6.当构成反应机理的诸个基元反应的速率具有相同的数量级时，既不存在速率控制步骤时，可假定所有各步基元反应都处于_______。
（拟定常态）7. 活化能的大小直接反映了______________对温度的敏感程度。
（反应速率）8. 一个可逆的均相化学反应，如果正、逆两向反应级数为未知时，采用______________法来求反应级数。
（初始速率法）9.生成主产物的反应称为_______，其它的均为_______。
（主反应、副反应）10. 平行反应均为一级不可逆反应，若E主＞E副，选择性Sp与_______无关，仅是_______的函数。
（浓度、温度）11. 如果平行反应均为一级不可逆反应，若E主＞E副，提高选择性Sp应______________ _。
(提高温度)12. 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C p,max=______、τopt______。
（、）13. 一级连串反应在平推流反应器中，则目的产物P的最大浓度C p,max=______、τopt______。
新乡学院《化学反应工程》试题及答案
《化学反应工程》试题二、计算分析题1. 在恒容条件下，反应A+2B==R ，原料气组成为C A0=C B0=100kmol /m 3，计算当C B =20 kmol /m 3时，计算反应转化率x A 、x B 及各组分的浓度。
解：在恒容条件下：x B =( C B0- C B )/ C B0=0.8由C A0- C A =( C B0- C B )/2得到：C A =20 kmol /m 3=60 kmol /m 3x A =( C A0- C A )/ C A0=0.42. 在恒压条件下，反应A+2B==R ，原料气组成为C A0=C B0=100kmol /m 3，计算当C B = 20 kmol /m 3时，反应转化率x A 、x B 及各组分的浓度。
解：δB =(1-1-2)/2=-1;y B0=0.5 n =n 0(1+ y B0δB x B ) = n 0(1-0.5 x B )在恒压条件下：V =V 0 n /n 0= V 0(1-0.5x B )C B =n B /V= n B0(1- x B )/[V 0(1-0.5x B )]= C B0(1- x B )/ (1-0.5x B ) x B =8/9n A0- n A =( n B0- n B )/2 x A =( n A0- n A )/ n A0=( n B0- n B )/(2 n A0)= ( n B0- n B )/(2 n B0)=0.5 x B =4/93. 串联-平行反应A+B==R ，A+R==S ，原料中各组分的浓度为C A0=2.0mol /L ，C B0=4.0 mol /L ，C R0=C S0=0，在间歇反应器中恒容操作一定时间后，得到C A =0.3mol /L ，C R =1.5 mol /L ，计算此时组分B 和S 的浓度。
解：在恒容条件下：ΔC A1= C B0-C B ；ΔC A2= C S ；C R = (C B0-C B )-C S ；C A0-C A =ΔC A1+ΔC A2得到：C S =( C A0-C A - C R )/2=(2.0-0.3-1.5)/2=0.1 mol /L C B = C B0- C R -C S =4.0-1.5-0.1=2.4 mol /L 4. 在间歇反应器中进行等温2级、1级、0级均相反应，分别求出转化率由0至0.9所需的时间与转化率由0.9至0.99所需时间之比。
化学反应工程习题及答案二
1. 化学反应过程按操作方法分为_______、______、_______操作。
（分批式操作、连续式操作、半间歇式）2. 反应器的型式主要为（釜）式、（管）式、（塔）式、（固定）床和（流化）床。
3. 理想流动模型是指（平推流）模型和（全混流）模型。
5.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。
6. 对于平行反应，提高反应物浓度，有利于（级数高）的反应，降低反应物浓度有利于（级数低）的反应。
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。
7. 平行反应AP(主)S(副)均为一级不可逆反应，若主E ＞副E ，选择性S p 与_______无关，仅是_______的函数。
（浓度、温度）主-副大于0，是吸热反应！8. 如果平行反应)()(副主S A P A →→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)9.理想反应器是指_______、_______。
[理想混合（完全混合）反应器、平推流（活塞流或挤出流）反应器]8.全混流反应器的返混_______。
（最大） 平推流反应器的返混为_______。
（零）9.对于循环操作的平推流反应器，当循环比β→0时为_______反应器，而当β→∞时则相当于_______反应器。
10.反应器物料的停留时间的分布曲线是通过物理示踪法来测定的，根据示踪剂的输入方式不同分为_______、_______、_______。
（脉冲法、阶跃法、周期示踪法）11.平推流管式反应器t t =时，E （t ）=_______。
（∞）12.平推流管式反应器t t ≠时，E （t ）=_______。
（0）13.平推流管式反应器t t ≥时，F （t ）=_______。
（1）14.平推流管式反应器t ＜t 时，F （t ）=_______。
（0）15.平推流管式反应器其E （θ）曲线的方差=2θσ_______。
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。
化学反应工程例题
t/min 0 6 12 26 38 60p/kPa试求时间为 26min 时的反应速率。
解：以 A 和 R 分别代表丁二烯及其二聚物，则该二聚反应可写成：2A → R 反应体系中各组分的浓度关系如下：由理想气体定律得：（Ａ）p0 为 t = 0 时物系的总压，整理上式为：（Ｂ）将（B）式代入速率式中，得：）(c)理想气体：将 CA0 代入 (C) 式，为：D解析法：对p-t关系进行回归分析，得：图解法：以 p 对 t 作图，如图所示。
于t＝26 min 处作曲线的切线，切线的斜率为 dp/dt，该值等于‐ kPa/min。
将有关数据代入 (D) 式，即得到丁二烯转化量表示的反应速率值。
若以生成二聚物表示反应速率，则：1,2例等温进行醋酸(A)和丁醇(B)的酯化反应醋酸和丁醇初始浓度为和m3。
测得不同时间下醋酸转化量如下表，试求该反应的速率方程。
解：由题中数据可知醋酸转化率较低，且丁醇又大量过剩，可以忽略逆反应的影响，同时可以不考虑丁醇浓度对反应速率的影响。
所以，设正反应的速率方程为：(a)以0级、1级、2级反应对上式进行积分式得:当n = 0时， (b当n=1时， (c)当n=2时， (d)采用图解法和试差法，假设反应级数，将实验数据分别按 0 级、1 级、2 级反应动力学积分式做图，得到其 f(CA)-t 的关系曲线图，然后再根据所得的 f(CA)-t 的关系曲线图进行判断其动力学形式。
不同时间下 f (CA)–t 的变化关系零级反应和一级反应的 f (CA) – t 的关系图如对t作图得一直线，则说明假设正确，由此可知反应级数 n＝２。
但丁醇浓度是否存在影响，还需做进一步实验证明。
对 t 作图为一直线，则说明 n =2 是正确的，故该反应对醋酸为二级反应，从直线的斜率可以求得在此温度下包含丁醇浓度的 k’值。
而丁醇的反应级数 m 可以用保持醋酸浓度不变的方法求得，二者结合可以求得反应在此温度下的速率常数 k。
《化学反应工程》期末考试试题及答案
一、单项选择题： （每题2分，共20分）1．反应器中等温进行着A →P(1）和A →R(2）两个反应,当降低A 的浓度后，发现反应生成P 的量显著降低，而R 的生成量略降低，表明（A ）A ．反应（1）对A 的反应级数大于反应(2）B ．反应（1） 对A 的反应级数小于反应（2）C ．反应（1)的活化能小于反应（2)D ．反应（1)的反应速率常数大于反应（2)2.四只相同体积的全混釜串联操作，其无因次停留时间分布的方差值2θσ为（ B )A ． 1。
0B 。
0。
25C ．0。
50D ．03．对一平行—连串反应R A QP A −→−−→−−→−)3()2()1(,P 为目的产物，若活化能次序为：E 2〈E 1<E 3，为了目的产物的收率最大,则最佳操作温度序列为（ B ）.A ．先高后低 B.先低后高 C ．高温操作 D ．低温操作4．两个等体积的全混流反应器进行串联操作，反应为一级不可逆，则第一釜的反应速率-r A1与第二釜的反应速率-r A2之间的关系为（ A )。
两釜反应温度相同.A ．—r A1 〉 —r A2B ．-r A1 = —r A2C ．—r A1 〈 -r A2D 。
不能确定何者为大 5. 已知一闭式反应器的1.0=r a uL D ，该反应器若用多釜串联模型来描述,则模型参数N 为（ B ）。
A ． 4。
5B 。
5.6C ．3.5D ．4.06．固体催化剂之所以能起催化作用，是由于催化剂的活性中心与反应组分的气体分子主要发生( C)。
A ．物理吸附B ．化学反应C ．化学吸附D ．质量传递7．包括粒内微孔体积在内的全颗粒密度称之为（ B )A ．堆(积)密度B ．颗粒密度C ．真密度D ．平均密度8．在气固催化反应动力学研究中，内循环式无梯度反应器是一种( C )。
A ．平推流反应器B 。
轴向流反应器C 。
全混流反应器 D. 多釜串联反应器9．某液相反应，其反应式可写成A+C R+C 这种反应称为（B )A ．均相催化反应B ．自催化反应C ．链锁反应D 。
反应工程题库(答案自己做的,仅供参考)
一、是非题：（正确的打“√”，错误的打“×”） 1．对化学反应来说，温度越高，反应速率越大，因此高温操作，可使反应器体积最小。
（× ）2．多个PFR 串联或多个CSTR 串联，其流型仍为活塞流或全混流。
（ × ）3．对于零级反应，由于反应速率与反应物浓度无关，因此催化剂内扩散阻力对宏观反应速率无影响。
（ × ）4．在进行均相反应动力学实验时，既可以在间歇反应器中进行，也可以在连续流动反应器中进行，但由于反应器操作方式不同，因此所得的反应动力学方程形式也是不同的。
( × )5． 间歇釜式反应器改成连续操作后，由于省去了辅助时间，因此一定能提高产量。
（ × ）6．在绝热式固定床反应器中进行一级不可逆反应，由于西勒（Thiele ）模数与反应物浓度无关，因此内扩散有效因子在床内为常数。
（ ×）7．由于全混釜的停留时间分布比任意非理想流动反应器的都宽，因此NFR t CSTR t )()(22σσ>。
（ × ）8．在一绝热反应器中，仅当进行一级反应时，其反应温度和转化率的关系才呈线性。
（ × ）9.在任意转化率下，一级不可逆连串反应在全混流反应器中进行的收率总是低于在间歇釜中进行的收率。
√10．在相同的温度下，一级连串不可逆反应A →P →Q ，在间歇反应器中进行时P 的收率总是高于在全混流中进行的P 的收率。
（ √ ）11．在全混流釜式反应器中进行液相反应,由于返混程度最大,故反应速率一定最小。
（ × ）12．因为单一反应就是基元反应，因此反应级数与化学计量系数相同。
（ × ）13．一自催化反应P A k−→−,若(-R A )=kC A C P ，由于反应级数大于零，则在达到相同的转化率时，所需的V PFR 总是小于V CSTR 。
（ ）14．在间歇反应器（BR ）中和活塞流反应器（PFR ）中等温进行同一反应，若C A0、x Af 相同时，则t BR = τPFR 。
专升本《化学反应工程》_试卷_答案
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:C 4. 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》期末考试试题及答案
《化学反应工程》期末考试试题及答案《化学反应工程》期末考试试题及答案一、选择题1、在化学反应工程中，反应时间的优化通常取决于哪些因素？ A. 反应物的浓度 B. 反应温度 C. 催化剂的活性 D. 上述所有因素答案：D2、下列哪一项不是化学反应工程的研究内容？ A. 反应过程的热量平衡 B. 反应动力学 C. 化工工艺流程设计 D. 反应器设计答案：C 3、关于反应速率，以下哪种说法是正确的？ A. 反应速率通常与反应物的浓度成正比 B. 反应速率通常与反应温度成正比 C. 反应速率与反应物的浓度和反应温度都有关 D. 反应速率与反应物的浓度和反应温度都无关答案：C4、在化学反应工程中，我们如何定义催化剂的活性？ A. 催化剂的表面积与反应物分子数的比值 B. 催化剂的重量与反应物分子数的比值 C. 催化剂的活性是催化剂的一种内在属性，无法定义 D. 催化剂的活性是催化剂在一定温度下，对特定反应的催化效率答案：D 5、关于催化剂在化学反应工程中的作用，以下哪种说法是错误的？ A. 提高反应速率 B. 提高产物的选择性 C. 可以降低反应的活化能 D.可以使反应在更低的温度下进行答案：B二、填空题1、化学反应工程的基本理论包括________、和。
答案：化学动力学；传递过程；热力学2、化学反应工程的研究对象是________，研究内容是________。
答案：化学反应过程；反应过程的优化与控制、反应器和设备的放大设计与优化、新型高效分离技术的开发与应用等3、对于一个放热反应，降低反应温度可能会________，增加反应时间可能会________。
答案：增加反应速率；提高产物的选择性4、催化剂的活性与________、________、________和________有关。
答案：催化剂的表面积；催化剂的晶格结构；催化剂的酸碱性；反应物的性质5、在一个化学反应过程中，当反应物的浓度为定值时，增加________可能会增加反应速率。
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例1.1 在350℃等温恒容下纯丁二烯进行二聚反应，测得反应系统总压 p 与反应时间 t 的关系如下： t/min 0 6 12 26 38 60 p/kPa 66.7 62.3 58.9 53.5 50.4 46.7 试求时间为 26min 时的反应速率。 解：以 A 和 R 分别代表丁二烯及其二聚物，则该二聚反应可写成： 2A → R 反应体系中各组分的浓度关系如下：
由理想气体定律得： （Ａ） p0 为 t = 0 时物系的总压， 整理上式为： （Ｂ） 将（B）式代入速率式中，得：） (c) 理想气体： 将 CA0 代入 (C) 式，为： D
解析法：对p-t关系进行回归分析，得：
图解法：以 p 对 t 作图，如图所示。 于t＝26 min 处作曲线的切线，切线的斜率为 dp/dt，该值等于‐0.32 kPa/min。
将有关数据代入 (D) 式，即得到丁二烯转化量表示的反应速率值。 若以生成二聚物表示反应速率，则：1,
2 例1.2 等温进行醋酸(A)和丁醇(B)的酯化反应
醋酸和丁醇初始浓度为0.2332和1.16kmol/m3。测得不同时间下醋酸转化量如下表，试求该反应的速率方程。 时间 /h 醋酸转化量 /（kmol/m3） 时间 /h 醋酸转化量 /（kmol/m3） 时间 /h 醋酸转化量 /（kmol/m3）
0 0 3 0．03662 6 0．06086
1 0．01636 4 0．04525 7 0．06833
2 0．02732 5 0．05405 8 0．07698
000000()/2()/2AAAAAAA
tttCCCCCCC原 料产 物总浓度
000()/2AAA
Cp
CCp
0021AA
pCCp
002AA
A
CdCdp
rdtpdt
00/ACpRT2AAdCdprdtRTdt
22.90exp43.6430.45tp
22.90exp30.4530.45dpt
dt
26min,0.32/mindptkPadt
4322(0.32)8.314(350273.15)1.2410/(min)AdprRTdtkmolm
536.210/(min)2ARrrkmolm
3493492CHCOOHCHOHCHCOOCHHO解：由题中数据可知醋酸转化率较低，且丁醇又大量过剩，可以忽略逆反应的影响，同时可以不考虑丁醇浓度对反应速率的影响。所以，设正反应的速率方程为： (a) 以0级、1级、2级反应对上式进行积分式得: 当n = 0时， (b 当n=1时， (c)
当n=2时， (d) 采用图解法和试差法，假设反应级数，将实验数据分别按 0 级、1 级、2 级反应动力学积分式做图，得到其 f(CA)-t 的关系曲线图，然后再根据所得的 f(CA)-t 的关系曲线图进行判断其动力学形式。 不同时间下 f (CA)–t 的变化关系 t / h CA CA0-CA
0 0.2332 0 0 0 1 0.2168 0.01636 0.0727 0.3244 2 0.2059 0.02732 0.1246 05686 3 0.1966 0.03662 0.1708 0.7983 4 0.1879 0.04525 0.2157 1.0337 5 0.1792 0.05405 0.2637 1.2922 6 0.1723 0.06086 0.3024 1.5157 7 0.1649 0.06833 0.03467 1.7761 8 0.1592 0.07398 0.03816 1.9932 零级反应和一级反应的 f (CA) – t 的关系图
如 对t作图得一直线，则说明假设正确，由此可知反 应级数 n＝２。 但丁醇浓度是否存在影响，还需做进一步实验证明。
对 t 作图为一直线，则说明 n =2 是正确的，故该反应对醋酸为二级反应，从直线的斜率可以求得在此温度下包含丁醇浓度的 k’ 值。而丁醇的反应级数 m 可以用保持醋酸浓度不变的方法求得，二者结合可以求得反应在此温度下的速率常数 k。 例题 1.3 气相反应 为一级反应 A → 3P 速度常数 k = 0.5 min-1，反应在恒容间歇式反应器中进行，求1 min后体系的总压，进料状况如下： (a) 纯 A，0.1 Mpa；
AAABA
dCrkCCkCdt
0AACCkt0lnAA
CktC
011AAktCC
0lnAA
C
C011AACC
011AACC011AAtCC与的关系曲线(b) 纯 A，1 Mpa； (c) 10 % 的 A 和 90 % 的 I（惰性气体）混合物，1 MPa 解: A → 3 P + I
整理得: 上式求导: (1) 理想气体方程 所以得：
即： (2) 比较(1)、(2)，得 ：
即： (3) 当t = 0， p = p0 积分（3）， 得： (4)
例1.4 在一反应器中用硫酸作催化剂进行已二酸与乙二醇的聚合反应，其反应动力学方程为 若已二酸初始浓度为 0.02 k mol/L，求乙二酸转化率为50％、60%、70%、 80%、90% 时的反应时间。 将：将反应速率方程积分，得：
将有关数据代入上式，得： XA / % 50 60 70 80 90 反应时间 t / min 250 375 583.3 1000 3250
出口转化率越高，则反应时间越长，或体积越大。 例:下述都是基元反应，试写出A、B、C、D、E的生成速率与各组分之间的关系式。
0000003()32APAPAAIZPAIAAI
tppttpppppppppppp
032AIZA
pppp
12AZdpdpdtdt
1AAA
dnrkCVdtAAA
npCVRT
1AAA
dpprkRTdtRT
AAA
dprkpdt
2ZAdpkpdt
0(3)ZAIZdpkpppdt
0003ln3AIAIZ
pppktppp
0000000.2()0.1,0,ln0.510.30.1792()1,0,ln0.5131.79()0.1,1,0.90.30.91ln0.51,0.0790.30.9AIZ
Z
AIZ
ZAI
ZZ
apppppMPabpppppMPacppppMPap
20.2/minAArCkmolL
011AAAxtkCx
解 得；
例 在银催化剂上进行乙烯氧化反应以生产环氧乙烷，进入催化反应器的气体中各组分的摩尔分数分别为C2H4 15%， O2 7%， CO2 10%，Ar 12%，其余为N2，反应器出口气体中含C2H４和O2的摩尔分数分别为13.1% ，4.8 % 。试计算乙烯的转化率、环氧乙烷收率和反应选择性。 C2H4 + 1/2O2 → H2C — C H2 O C2H4 + 3O2 → 2CO2 + 2H2O 解：以l00 mol进料为计算基准，设x和y分别表示环氧乙烷和二氧化碳的生成量，根据题给的进料组成和该反应系统的化学计量式，可列出下表。 反应器进口 反应器出口 C2H４ 15 15 − x − y/2 O2 7 7 − x/2 − 3y/2
C2H４O 0 x CO2 10 10 + y H2O 0 y Ar 12 12 N2 56 56 总计 100 100 − x/2
由于反应器出口气体中乙烯和氧的摩尔分数已知，所以可列出下面两个方程： 和
解之得: x = 1.504 mo1，y = 0. 989 mo1 乙烯转化率: 乙烯的转化量 = 1.504+0.989/2 = 1. 999 mo1 x乙烯 = 1.999/15 = 13.33％
2111112222233333211211111CAB
AB
CAB
C
ABDAC
rrr
rkCCrrrrkCrrrrkCC
4444425555566666111211211ABDD
BDEBD
BDEE
rrrrkCrrrrkCCrrrrkC
12342123412562212562222AAAAAABCACDBBBBBABCBDE
rrrrrkCCkCkCCkCrrrrrkCCkCkCCkC12342123434562345625656CCCCCABCACDDDDDDACDBDEEEEBDE
rrrrrkCCkCkCCkCrrrrrkCCkCkCCkCrrrkCCkC
15/20.131100/2xyx
7/23/20.048100/2xyx