反应工程课程考试复习大纲
《反应工程》课程考试复习大纲
一、考试要求
本课程是一门专业课，要求学生在学完本课程后，能够牢固掌握本课程的基本知识，并具有应用所学知识说明和处理实际问题的能力。据此，本课程的考试着重基本知识考查和应用能力考查两个方面，包括识记、理解、应用三个层次。各层次含义如下：识记：指学习后应当记住的内容，包括概念、原则、方法的含义等。这是最低层次的要求。
理解：指在识记的基础上，全面把握基本概念、基本原则、基本方法，并能表达其基本内容和基本原理，能够分析和说明相关问题的区别与联系。这是较高层次的要求。
应用：指能够用学习过的知识分析、计算和处理涉及一两个知识点或多个知识点的会计问题，包括简单应用和综合应用。
二、考试方式
闭卷笔试，时间120分钟
三、考试题型
●判断题：10％
●选择题：15％
●填空题：25%
●简答题：10％
●计算题：40％
四、考核的内容和要求（基本要求、重点、难点）
总要求：掌握反应器设计与分析的最基本原理和处理方法，了解化学反应工程的发展趋势和方向，初步具备对工业反应器进行设计与分析之能力。
第一章绪论
基本要求：
了解反应工程课程的性质、反应器的操作方式、反应器设计的基本方程和工业反应器的放大方法。
重点：
化学反应及反应器的分类、反应器的操作方式。一些重要的基本术语。
第二章反应动力学基础
基本要求：
掌握化学反应速率的不同表示方式及其相互关系；理解反应速率的浓度效应和温度效应；掌握复合反应体系中任一组分的消耗速率和生成速率的表达方法；掌握瞬时选择性的概念及其在反应器设计计算中的应用；掌握化学反应速率方程的变换与应用。掌握定态近似及速率控制步骤的概念，学会推导多相催化反应速率方程的方法。
理解并列反应、平行反应和连串反应的动力学特征。理解气体在固体催化剂表面上的吸附及吸附等温线，理解用实验确定反应速率方程的方法及由实验数据段动力学参数估值。
重点：
化学反应速率的不同表示方式及其相互关系；复合反应体系中任一组分总的消耗速率和生成速率的表达方法；掌握瞬时选择性的概念及其在反应器设计计算中的应用；学会推导多相催化反应速率方程的方法。
难点：
总的消耗速率和生成速率的计算；瞬时选择性在反应器设计、计算中的应用。推导多相催化反应速率方程。
第三章釜式反应器
基本要求：
掌握等温间歇反应器反应时间、反应体积的计算方法；理解流动反应器空时和空速的概念及其应用；掌握定态下连续釜式反应器反应体积及产物组成的计算方法；掌握连续釜式反应器串联或并联操作的计算；根据不同的反应类型能正确地选择釜式反应器的加料方式、连接方式、原料配比及操作温度；掌握连续釜式反应器热量衡算式建立及应用；理解全混流反应器的多定态特性、着火现象和熄火现象；了解半间歇反应器的计算方法。
重点：
等温间歇反应器反应时间、反应体积的计算；流动反应器空时的概念；连续釜式反应器（全混流反应器）反应体积及产物分布的计算；连续釜式反应器串联或并联操作的计算；釜式反应器的加料方式、连接方式、原料配比及操作温度的选择。
难点：
连续釜式反应器（全混流反应器）产物分布的计算；半间歇反应器的计算。
第四章管式反应器
基本要求：
掌握全混流、活塞流模型在反应器设计、计算中的应用；掌握等温活塞流反应器反应体积及产物分布的计算；对管式反应器与釜式反应器在反应体积和收率方面进行比较；掌握绝热和非绝热变温活塞流反应器反应体积及产物分布的计算方法；能根据化学反应的类型选择活塞流反应器的加料方式、原料配比及操作温度；了解循环反应器的特征和计算方法。
重点：
等温活塞流反应器反应体积及产物分布的计算；管式反应器与釜式反应器的比较；绝热和非绝热变温活塞流反应器反应体积及产物分布的计算；活塞流反应器的加料方式、原料配比及操作温度的选择。
难点：
绝热和非绝热变温活塞流反应器反应体积及产物分布的计算；
第五章停留时间分布与流动模型
基本要求：
理解流动系统物料停留时间分布的意义及其数学表达式；理解返混的概念；掌握停留时间分布的实验测定方法；掌握两种理想流动反应器的停留时间分布；理解反应器偏离理想流动的原因；理解多釜串联、轴向扩散模型和离析流模型的物理意义和数学模型建立的基本思路，能根据实验测定的反应器停留时间分布数据来确定模型参数。掌握等温非理想反应器进行简单反应时最终转化率的计算；了解流体的微观混合与宏观混合及流体的混合态对流动反应器转化率的影响。
重点：
停留时间分布的实验测定；两种理想流动反应器的停留时间分布；
难点：
流动系统物料停留时间分布的意义及其数学表达式；返混的概念。
第六章气固系统中的化学反应与传递现象
基本要求：
理解多相催化反应过程的步骤和判断速率控制步骤的方法。了解流体与催化剂颗粒外表面之间的传质与传热对多相催化反应速率及选择性的影响。理解气体在多孔颗粒中的扩散类型及有效扩散系数的概念；掌握等温多孔催化剂中气体扩散—反应微分方程的建立及求解方法；了解外扩散有效因子的概念；掌握内扩散有效因子的概念及一级反应内扩散有效因子的计算；掌握检验内、外扩散对多相催化反应速率有无影响的实验方法；了解扩散对表观反应级数及表观活化能的影响及其与相应的本征值之间的关系。
重点：
等温多孔催化剂中气体扩散—反应微分方程的建立及求解方法；内扩散有效因子的概念及一级反应内扩散有效因子的计算；检验内、外扩散对多相催化反应速率有无影响的实验方法。
难点：
气体在多孔颗粒中的扩散类型及有效扩散系数的概念；等温多孔催化剂中气体扩散—反应微分方程的建立及求解。
第七章固定床催化反应器的设计与分析
基本要求：
掌握固定床反应器压力降的计算方法；掌握固定床反应器拟均相一维模型的建立和应用。理解固定床催化反应器的主要类型及其结构特点；掌握绝热式固定床反应器催化剂用量的计算方法；了解多段绝热式固定床反应器的优化原则；掌握换热式固定床反应器床层轴向温度的变化规律及其影响因素；了解换热式固定床反应器利用热点（或冷点）的位置变动判断反应器的操作工况及参数敏感性问题、飞温现象。了解自热式固定床反应器的操作工况；了解实验室催化反应器的主要类型及其结构特点。
重点：
固定床反应器压力降的计算；拟均相一维模型的建立和应用。绝热式固定床反应器催化剂用量的计算。
难点：
多段绝热式固定床反应器的优化；换热式固定床反应器床层轴向温度的变化规律及其影响因素。
第八章气液反应与反应器
基本要求：
掌握气液反应的扩散—反应方程的建立。掌握各种情况下气液组分的浓度分布和宏观反应速率。
理解气液反应过程的步骤，理解气液反应器的结构形式及特点。理解Hatta数的物理意义及气液反应的有效因子的物理意义，了解填料塔和鼓泡塔的设计计算。
重点：
掌握气液反应的扩散—反应方程的建立。掌握各种情况下气液组分的浓度分布和宏观反应速率。Hatta数的物理意义及气液反应的有效因子的物理意义。
难点：
Hatta数的物理意义及气液反应的有效因子的物理意义的理解。
五、参考教材
1.李绍芬主编.《反应工程》（第二版）. 化学工业出版社，2000
2.朱炳辰主编. 面向21世纪《化学反应工程》教材. 化学工业出版社，2001
3.陈甘棠、吕德伟主编.《化学反应工程》（第二版）. 化学工业出版社，1992
4.Octave Levenspiel. Chemical Reaction Engineering(Third Edition)(国外名校名著). 化学工业出版社，2002
六、复习样题
判断题
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．多级全混釜串联，串联釜数增多，返混程度增大，釜数接近无穷多，返混程度接近全混流。
6.釜式反应器间歇操作改成连续操作后，由于省去了辅助时间，因此一定能提高产量。 7．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。
8．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> 9. 一自催化反应P A k
?→?,若其反应速率与反应物A 和产物P 的反应级数均大于零，则在达到相同的转化率时，所需的V PFR 总是小于V CSTR 。
10. 气固催化反应的本征速率方程是指排除了吸附和脱附阻力后的速率方程。
11．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。 12.在流化床中气泡是贮存反应物的主要场所，因此化学反应也主要发生在气泡中。 13. 流体的混合态无论对一级反应还是二级反应的反应结果均无影响。
14．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。
15．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。 16．无论是一级反应还是二级反应，流体的混合态对反应结果无影响。
17．填料塔具有较大的相界面积，适用于快速反应，而鼓泡塔储液量大，适用于慢速反应。 18．可逆反应在管式反应器中进行时，反应温度应沿着最佳温度线操作，使反应器体积最小。 19．釜式反应器间歇操作改成连续操作后，由于省去了辅助时间，因此一定能提高产量。 20. 对气液反应，由于化学反应使液膜阻力减小，故一般为气膜控制过程。
选择题
1．在间歇反应器中等温进行一级不可逆反应A→R ，当转化率达90％时，所需反应时间为2h ，若反应改在管式反应器中进行，空时为2h ，其它条件同间歇反应器，则转化率为（ ）
A ． 60％ B. 90％ C ．45％ D ．75％
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2
θσ为( ) ； 两只相同体积的全混釜并联操作，其无因次停留时间分布的方差值2θσ为( )
A ． 1.0 B. 0.25 C ．0.50 D ．0 3．对一平行—连串反应
R
A Q
P A ?→??→??→?)
3()
2()1( ，P 为目的产物，若活化能次序为：E 2 为了目的产物的收率最大，则最佳操作温度序列为（ ）。 A ．先高后低 B.先低后高 C ．高温操作 D ．低温操作 4．对气固催化反应A→R ，当外扩散阻力已消除时，若为一级不可逆反应，C AG 增加，则内扩散有效因子（ ）（A ．增大 B.不变 C ．降低）。若为二级不可逆反应，C AG 增加，则内扩散有效因子（ ）（A ．增大 B.不变 C ．降低）。 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（ ）。 A ． 4.5 B. 5.6 C ．3.5 D ．4.0 6. 由示踪法测得一反应器的停留时间分布密度函数E(t)=20/20 1 t e -min -1，可判别该反应器的 流型为( ) A ．平推流 B ．全混流 C ．轴向分散 D ．多级混合 7. 在气固催化反应动力学研究中，为了消除内扩散阻力，一般采用( )方法。 A ．增大器内流速 B ．改变反应器流型 C ．改变反应器结构 D ．减小催化剂粒径 8．下图中阴影面积表示为( ) A. F(t) B. E(t) C. t D. 2θσ 9. 对于气固催化反应，催化剂粒径（ ）（A.增大 B.减小），反应温度（ ）（A.升高，B.降低）可使催化剂的η增大。 10．对于热效应不大，反应温度的允许变化范围又比较宽的情况，用（ ）反应器最为方便。 A. 单段绝热床 B.多段绝热床 C.换热式固定床 D.自热式固定床 11.气液反应当气膜阻力最大成为控制步骤时，反应发生在（ ） A.气膜内 B.液膜内 C.相界面 D.液相主体 12．对一平行反应R A Q A P A ) 3()2() 1(?→??→??→? ，反应均为一级, P 为目的产物，为了使目的产物的收率最 大，若活化能的大小关系为： （1）E 1>E 2、E 3，则操作温度宜（ ）(A ．高温 B. 低温 C ．适中) （2）E 1 13. 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2 θσ为（ ）。 A ． 1.0 B. 0.50 C ．0.25 D ．0 14.复合反应 （副反应） （主反应）S P A 2P B 2A ?+→+均为基元反应，若要P 选择性高，则A 、B 的浓度要求 分别为（ ）（A.A 高，B 高；B.A 低，B 低；C.A 高，B 低；D.A 低，B 高），应选用（ ） （A.活塞流反应器；B.全混流反应器；C.间歇反应器）,进料应（ ）（A.A 、B 同时从进口加入；B.A 分散加入，B 一次加入；C.B 分散加入，A 一次加入）。 15. 一级不可逆反应A→R,当反应温度一定，反应物A 的初始浓度C A0为5mol/L ，转化率达90％时，所需的反应时间为3h 。如果C A0提高到10mol/L ，其它条件不变，则所需反应时间应为（ ）。 A. 10h B. 3h C. 0.4h D. 0.2h 16. 包括粒内微孔体积在内的全颗粒密度称为（ ） A ．堆积密度 B.颗粒密度 C ．真密度 D ．平均密度 17.在气固催化反应动力学研究中，内循环无梯度反应器是一种（ ） A ．平推流反应器 B. 轴相流反应器 C ．全混流反应器 D ．多釜串联反应器 18．在一个2m 3的间歇反应器中进行某液相反应，当转化率达到95％时所需的反应时间为5h ，若改用一个5m 3的间歇反应器中进行，其它条件不变，则所需时间为（ ）。 A. 20h B. 5h C.0.8h D. 0.4h 19. 反应器中等温进行着()P A ?→?1和() R A ?→? 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 ．反应(1)的反应级数大于反应(2) B ．反应(1)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) 20.所谓固定床积分反应器是指反应物一次通过后，转化率大于( )的情况。 A ．10％ B ．25％ C ．40％ D ．50％ 填空题 1．一不可逆反应，当反应温度从150℃升高到200℃时，反应速率增加一倍，则该反应的活化能为 。 2．在间歇反应器中等温进行一级不可逆催化反应R A →，当l /m o l 1C 0A =，%90x Af =时所需反应时间为1h ，如果l /mol 5C 0A =，要%90x Af =，则所需反应时间为 。 3.在气固催化反应中，丹克莱尔数Da 的物理意义为 ，n 级不可逆反应的Da= 。 4．催化剂内扩散阻力的存在，对串联一级反应A→R→S ，R 的收率的影响为 ；对平行一级反应 S A 2R A →→ R 的收率的影响为 。 5．如图示ABC 为某可逆的放热气—固相催化反应的平衡曲线．DEF 为最佳温度曲线，试回答下列问题： (1)A 点与B 点的反应速率等于多少? (2)D 、E 及F ，哪一点的反应速率最大?哪点最小? (3)G 、M 、E 及N 各点中，哪一点的反应速率最大? (4)D 、G 及H 各点中，哪一点的反应速率的大? (5)G 与M ，哪一点的反应速率大? 6．一液相复合反应 Q A P A k k ?→??→?2 1 ，均为基元反应。在单一连续釜中等温反应，已知该温度下， 213k k =,问当最终转化率为80％时，目的产物P 的瞬时选择性为： ，总选择性 为： 。 7. ) (1 A R -对A x 的曲线上存在极小值的情况是 反应和 反应的特征。 8．一液相复合反应 Q 1 1 ?→??→?k k A P A 均为一级不可逆反应，在单一连续釜中等温反应，已知该 反应温度下，215k k =，问当最终反应转化率为80%时，目的产物P 的瞬时选择性为 ，总选择性为 。 9．对一闭式反应器，已测知Pe(Peclet 准数)为10，若该反应器用多级串联模型来描述，则模型参数N 为 。 10.等温下进行一级不可逆反应，为达到x A 的转化率，采用单个CSTR 的体积与PFR 的体积之比为 ，进行0级不可逆反应，两者体积之比为 。 11．已知一实际流动反应器，20=Pe ，该反应器若用多级混合模型描述，则模型参数N= 。 12. 从反应器停留时间分布测定中,求得无因次方差98.02 =θσ，反应器可视为 ,又若求得无因次方差02.02=θσ，则反应器可视为 。 13．在CSTR 中，物料平均停留时间为1h ，停留时间大于10h 的物料粒子占全部物料粒子的 ％。 14．在PFR 中，停留时间大于平均停留时间的流体粒子占全部粒子的 ％，在CSTR 中，停留时间大于平均停留时间的流体粒子占全部粒子的 ％。 15．某气相反应A ＋3B →R ，则膨胀因子A δ为 。 16.反应物A 的水溶液在等温PFR 中进行两级反应，出口转化率为0.5，若反应体积增加到4倍，则出口转化率为 。 17. 在多釜串联中，可逆放热反应的最佳温度序列为随反应釜数增加而 ，随转化率增加而 。 18. 采用无梯度反应器进行气固催化反应本征动力学测定时，足够高的转速，可使 消除；足够小的粒子，可使 消除。 19．一气固催化反应R B A 2→+，若反应机理为： σ σσσσσσσσσ+?+→+?+?+R R R B A B B A A ，此步为控制步骤 222 则本征反应速率方程为： 20. 某液相复合反应 Q B A P B A k k ?→?+?→?+2 1 22, 若 5.05 .125 .15.01B A Q B A P C C k r C C k r == 为使目的产物P 的选择性高，应选择： ①若采用间歇反应釜，其加料方式为 ； ②若采用管式反应器，其进料方式为 ； ③若E1>E2，则反应温度应采用 简答题 1.. 在半径为R 的球形催化剂上，等温进行气相反应? A B 。试以反应物A 的浓度CA 为纵座标，径向距离r 为横座标，针对下列三种情况分别绘出反应物A 的浓度分布示意图。 (1)化学动力学控制 (2)外扩散控制 (3)内、外扩散的影响均不能忽略 图中要示出C AG ，C AS 及C AC 的相对位置，它们分别为气相主体、催化剂外表面、催化剂颗粒中心处A 的浓度，C Ae 是A 的平衡浓度。 2.在固定床反应器中，分别进行一级和二级不可逆气固催化反应，试比a 、b 两处的η值大小（a 处靠近反应器的进口，b 处靠近反应器的出口），并说明理由。 （1）一级放热反应，绝热操作； （2）二级反应，等温操作。 3．在一绝热式管式反应器中，进行一气相反应A→2P ，反应器进口温度为650℃，反应物A 进口浓度为8％（mol.）,出口温度为750℃，A 出口浓度为1.6％（mol.）。在反应器内A 、B 两点分别进行测定。 （1）测得A 点的温度为780℃，你认为正确吗？为什么？ （2）测得B 点的转化率为90％，你认为正确吗？为什么？ 4. 现有下列反应： () ()1 130000/RT 2110A B 2 200000/RT 220P B r k e C C P r k e C C P P A B P B Q --+??→=+??→=为目的产物，为了使的收率尽可能高，应 选用何种形式的反应器？采用什么样的加料方式和操作条件？ 5．设有三种不同类型的球状催化剂：A.活性组分均匀分布型 B.活性组分分布于表面的“蛋壳”型 C.活性组分集中于中心的“蛋黄”型。若R 为目的产物，则 （1）对反应A ＋B→R ，当内扩散阻力可忽略不计时，选用什么型为好？为什么？ （2）对有内扩散阻力的串联基元反应A→R→S ，选用什么型为好？为什么？ 6．厂里闲置着两台反应釜，反应体积分别为5m 3和3m 3。现欲用来生产乙酸乙酯，由于乙醇大大过量，该反应对乙酸为二级反应，现要求乙酸乙酯的产量尽可能大，你认为应采用什么样的连接方式？为什么？ 7. 均相CSTR 反应器中，放热S 形曲线与移热直线一般有3个交点，高温区交点、中温区交点、低温区交点的特征分别是什么？工业上一般选择什么区交点为操作点？为什么？ 8．为什么说对于反应级数大于零的反应，反应温度越高，消除内扩散影响所需的粒度越小？反应物浓度越高，消除内扩散影响所需的粒度越小？ 计算题 1．一级不可逆反应，在150℃等温PFR 中可得转化率60％，现改用同样大小的CSTR 中操作，处理量不变，要求转化率为70％。问此时CSTR 应在什么温度下操作？已知反应活化能为83.7 kJ/mol 。 2. 在间歇反应器中等温进行下列液相反应： 2 33 1.6 /.2 0.2 /.+→=→=R A D A A B R r C kmol m h A D r C kmol m h r D 及r R 分别为产物D 及R 的生成速率。反应用的原料为A 及B 的混合液，其中A 的浓度 等于2kmol/m 3。 (1) 计算A 的转化率为95%时，R 的收率是多少？ (2) 若反应温度不变，要求D 的收率达70%，能否办到？ （3）在全混反应器中操作时，A 的转化率如仍要求达到95%，其它条件不变，R 的收率是多少？ 3. 在一反应体积为3m 3的CSTR 中等温进行下列液相反应： h m km ol C r Q A h m km ol C r P B A A Q A P ./2.02./6.13 23=→=→+ P r 及Q r 分别为产物P 和Q 的生成速率，P 为目的产物。反应用的原料为A 和B 的混合 液，其中30/2m kmol C A =，每小时处理混合液6m 3。求:反应器出口A,P,Q 的浓度，P 的收率及总选择性。 4.一均相反应R A ?→?，其动力学方程式为min,.L /mol kC )R (A A =-其中k=1min -1,要求%x Af 90=，若反应分别在等体积的BR 、PFR 和CSTR 中在相同的条件下等温进行，已知BR 的辅助时间为10min ，求： （1）这三种反应器生产强度之比值（生产强度是指单位时间内生产R 的摩尔数） （2）求在BR 中，生产强度最大时的最佳反应时间及此时的转化率。（提示：最佳反应时间在2～5min 范围内）。 5. 某液相均相反应A→P 为一级不可逆反应，当反应温度100℃时，反应速率常数为0.4h-1，进料物料中A 的初始浓度为2mol/L 。要求P 的产量为480mol/h ，最终转化率为80％。求下列几种情况下的反应体积： （1）反应在间歇釜式反应器中进行，辅助时间为1h; （2）反应在全混流釜式反应器中进行； （3）反应在活塞流管式反应器中进行。 6.现有一台2m 3的全混流反应器，进行液相一级不可逆反应：R A 2?→?，当处理量Q 0＝1m 3/h 时，出口转化率达80%。现在原反应器后串联一只反应器，反应温度相同。若为了使处理量增加一倍，则问： （1）串联一只全混流反应器，总出口转化率仍为80％，该反应体积为多大？ （2）若串联一只2 m 3的全混流反应器，总出口转化率可达多少？ 7 某液相均相反应A ＋ B → P ，(-R A )=kC A C B ；当反应温度100℃时，反应速率常数为0.5（mol/L ）-1.h -1，进料混合物中A 、B 的初始浓度均为2mol/L 。要求P 的产量为80mol/h ，最终转化率为80％。求下列几种情况下的反应体积： （1）反应在间歇釜式反应器中进行，辅助时间为1h; （2）反应在全混流釜式反应器中进行； （3）反应在活塞流管式反应器中进行。 8． 在一等温平行反应 D A R A ?→??→? ，R 为目的产物，已知R 瞬时选择性S 和转化率A x 的 关系为：2A A x 5x 26.0S -+=，当S ＝0.5时终止反应。试计算： （1）在PFR 中进行反应时R 的总收率 （2）在CSTR 中进行反应时R 的总收率 （3）在两个串联的CSTR 中进行，当第一釜的出口转化率为多少时，才能使总收率达到最大？此最大总收率为多少？ 9.在直径为5cm ，长为200cm 的闭式反应器中进行一级不可逆反应A→P 。进料流量为200cm 3/s ，若将该反应器作全混釜处理，得出口转化率为80％。 （1）若用轴向扩散模型处理，已知轴向扩散系数D a 为5.5cm 2/s ，则在相同反应条件下，反应器的出口转化率为多少？ （2） 若用多釜模型处理，出口转化率又为多少？ 10. 已知一闭式液相反应器在流量为5L ／s 下进行脉冲失踪，得到停留时间分布密度函数 E(t)=2020 1t e - s -1 ，试求： （1）平均停留时间; （2）该反应器的反应体积为多少？ （3）E(θ)、F(θ)和2 θσ （4）若将该反应器用多釜串联模型描述，其模型参数N 为多少？ 11．一级气固催化反应：R A →，在反应温度150℃时测得1p 5s k -=，s 2cm 0D 2eA /.=，求：（1）当催化剂直径为100μm 时，内扩散影响是否已排除？（2）欲保持内扩散有效因子 80.=η，则颗粒直径应为多少？ 12.某一级不可逆气固催化反应，在反应温度150℃下，测得k P =5s -1,有效扩散系数D eA =0.2cm 2/s 。求： （1）当颗粒直径为0.1mm 时，内扩散影响是否已消除？ （2）欲保持催化剂内扩散有效因子为0.8，则颗粒直径应不大于多少？ 13．一气固催化反应A→P,为一级不可逆反应。采用球形颗粒催化剂，颗粒直径为2.5mm ，在450℃时k P 为0.46s -1，D eA 为2.4×10-6m 2/s 。求： （1）内扩散有效因子值η为多少？ （2）若k P 为0.92s -1，D eA 为1.4×10-6m 2/s ，则此时催化剂的用量为原用量的多少？ （3）若k P 为0.92s -1，D eA 为1.4×10-6m 2/s ，要求η同①，则此时催化剂颗粒大小为多少？ 14．在一固定床反应器中球形催化剂上等温进行一级不可逆气固催化反应A→P ，在消除外扩散阻力和C AG =10 mol/m 3时测得某处宏观反应速度(-R A )=1mol/ (m 3床层·s)。以催化剂床层 计的本征反应速率常数k V 为1.0s -1 ，床层空隙率为0.3。催化剂有效扩散系数D eA =10-8 m 2/s 。 求： （1）该处催化剂的内扩散有效因子η值； （2）反应器中所装催化剂颗粒的半径。 15．在一固定床反应器中等温进行一级不可逆气固催化反应A→P ，催化剂为球形颗粒，D eA =4×10-5 m 2/s ，在消除外扩散阻力和C AG =10 mol/m 3时测得某处宏观反应速度(-R A )=1mol/ (kg·s)。以催化剂质量计的本征反应速率常数k w 为1.0 (kg. m 3.s)-1，催化剂颗粒密度ρp 为1200 kg/m 3。求： （1）该处催化剂的内扩散有效因子η值； （2）反应器中所装催化剂颗粒的半径； （3）在进料量为20 m 3／s ，反应器出口转化率为80％时，催化剂的装填量。 16.一级气固催化反应)()(g R g A cat ?→?，在消除了内、外扩散阻力后，测得如下数据： T （℃） )/(3 m kmol C A )./)((3 s cat m kmol R A - 400 1 0.1 450 1 2 现将这种催化剂装在固定床中进行等温反应（400℃），可视为活塞流。在进料流量为3.6m 3/h （此时外扩散可忽略不计）时，反应器出口转化率为80%。已知催化剂装填量为200kg ，颗粒密度3 /2000m kg p =ρ，求：（1）400℃时的内扩散有效因子的值；（2）若将反应温度提高到450℃，进行等温反应，出口转化率仍为80%，求催化剂装填量。 七、参考答案 判断题 1．× 2．× 3．× 4．× 5．× 6.× 7．× 8．× 9. × 10. × 11．× 12.× 13. × 14．√ 15．× 16．× 17．√ 18．× 19．× 20.× 选择题 1．B 2．B 、A 3．B 4．B 、C 5．B 6. B 7. D 8．C 9. B 、B 10．A 11.C 12．A 、B 、C 13.C 14.D 、A 、B 15.B 16. B 17.C 18．B 19. A 20. B 填空题 1． 23.06kJ/mol 2． 1h 3. 最大反应速率/最大传质速率，m G 1 As w a k C k -α 4．使R 收率下降，使R 收率上升 5． (1)均为０ (2)Ｄ最小，F 最大 (3)E 最大 (4) H 最大 (5) M 点大 6． 3/4，3/4 7. 可逆放热，自催化 8．5/6 ，5/6 9．5.56 10. Af Af Af X 1X ) X 1ln(---，1 11．10.53 12.全混流反应器 ,活塞流反应器 13． 0.00453 14．０，36.８ 15．-3 16. 0.8 17. 降低， 降低 18. 外扩散，内扩散 19．2 B B R R A A A A B B s p K p K p K p K p K k r ) 1(+++= 20. ①B 一次性加入，A 连续滴加 ②B 从反应器进口处加入，A 沿管长多处加入③高温 简答题 1.. 解：以反应物A 的浓度为纵座标 2.（1）ηa >ηb （2）ηa <ηb 3.（1）不对。因最高温度应为出口温度750℃ （2）不对。因最高转化率为 8.08 6 .18=- 4. 管式反应器，操作条件：A 初始浓度高，B 初始浓度低，低转化率，低温有利 5．（1）选A.活性组分均匀分布型。因为内扩散阻力可忽略不计，说明内扩散速率很快，反应物料很容易沿着孔道向内扩散。本征反应速率较慢，属于动力学控制，因此选活性组分均匀分布型为好。 （2）选B.活性组分分布于表面的“蛋壳”型。对有内扩散阻力的串联基元反应A→R→S ， 因为目的产物R 是中间产物，内扩散阻力的存在对R 向外扩散不利，易造成R→S 的反应，因此选用活性组分分布于表面的“蛋壳”型较好。 6．应采用小釜在前、大釜在后的连接方式。由于该反应为二级反应，即1>α，在相同的反应体积下，为了使产品产量最大，应采用小釜在前、大釜在后的连接方式。 7. 高温区交点：热稳定点，反应温度高，反应速度快，能达到的转化率高 中温区交点：热不稳定点 低温区交点：热稳定点，反应温度低，反应速度慢，能达到的转化率低 工业上一般选择高温区交点为操作点，因为反应温度高，反应速度快，能达到的转化率高 8．1S 2 1-+=ααφA A p C De k L ↓↑→↑→↑→ηφp k T ，为了使↑η，必须使↑↓→↓→ηφL 同理↓↑→↑→↑→ηφA S A G C C ，为了使↑η，必须使↑↓→↓→↓→ηφA S A G C C 计算题 1．解： )6.01ln()1ln( PFR --=--=A x k τ中： ) (3.440 ) 1 4231(314.8107.83546.2ln ) 1 1(ln 546 .2)4.0ln (3.07 .0))1ln()(1( ) 1(CST R ''3''''0K T T T T R E k k x x x k k x k x C k C C A Af Af Af Af Af Af A =-?=-==-=---=-= -‘ ＝ 中：τ 2. 解：（1）()()A A A A D R A C C C C r r R 414.04.06.122 +=+=+=- ()()()% 74.7141ln 4121414211/1.014144.06.16.12 1 .021.00 302 2 =??? ???+-=+== ==-=+=+=-=?? ? A A A A A C C A R A x A R R A A A A A A A A A R R C C dC C C dC S C dx S Y m kmol x C C C C C C C R r S A A A (2)D 的收率：7.01885.07615.095.0<=-=-=R A D Y x Y 这说明不能使D 的收率达到70% （3）对全混流反应器，若0.95Af x =,则R 的收率为： ()() %14.2714114414000 =-+?-= ?+= ?==? Af A Af Af A Af Af Af Af x R x A R R x C x x C x C C x S dx S Y A f A f 3.解：Q P A r r R +=-)( 1 2 0006/34.06.1)(-=+-=--== h C C C C R C C Q V A A A A A A A r τ 3/1m kmol C A =∴ 106/31 6.16.1-=?==== h C C C R C Q V P A P P P r τ 3/8.0m kmol C P = 1 2 206/31 2.02.0-=?==== h C C C R C Q V P A Q Q Q r τ 3/1.0m kmol C Q = 4.00 == A P P C C Y 8.0== A P P x Y S 4.解： m i n 3.2)90.01ln()1ln(1 :=--=-- =Af x k t BR ()()()37 .1:34.5:11.0:39.0:073.0::1.090.09 9 )90.01(90.0)(:39.090.03 .2min 3.2)90.01ln()1ln(1 :073.010 3.290.00000000000000000 0000===?= ===-=-===?====--=--== =+=+=+= CSTR R PFR R BR R A r A r Af A Af A R A A A Af A r A r A r Af A Af A R Af r A r A r Af A R R F F F C V C V x C Q x F F kC C R x C Q V CSTR C V C V x C Q x F F x k Q V PFR C V C V t t x n t t n F ττ ()() t e C V t t x C V t t n F t A r A f A r R BR R +-= +=+=-101)2(0000 ()() () ()926 .011min 6.2111010110101J 6.22=-=-===+=+--+=+-= ------e e x t t e t e t e dt dJ t e t A f t t t t 令 5. 解：h x k t A 4)8.01ln(4 .01 )1ln(1)1(=--=-- = ) (120043004)8.01ln(4 .01)1ln(1)3() (300060055) 8.01(24.08 .0)1() 2()(1500)14(300)(/3002/600//60080 .0480/000000000000L Q V h x k L V x kC x F V L t t Q V h L C F Q h m ol x F F C F Q r A r Af A Af A r r A A Af P A A A =?===--=--==?==-??=-==+=+======= =ττ 6.解：) 1() 1(0000 0Af Af Af A A Af A r X k X Q X kC X X C Q V -= --= 955 .02)1ln()1()2(3/2) 1() (3/2)1()1(2) 1(1' 000' 23 1'02' 11 111' 011 01 =?=--=-==--= =+=?-==-= ∴? -Af A Af A X X Af A A r Af A Af r r r A A A r Af r Af X X X X k Q X kC dX C Q V m X k X X Q V Q kV kV X X k X Q V h X V X Q k A f A 7.解：B A B A C C νν==,)1(00 2 )(A B A A kC C kC R ==-∴ h C C k t A Af 4)2 14.01(5.01)11(10=-=-= h L C F Q h m ol x F F C F Q x C C A A Af P A A A Af A Af /502/100//10080 .080 /4.0)8.01(2)1(00000000====== ==-=-= ) (2004504)3()(10001001010)8.01(25.08 .0)1()2() (250)14(50)(02 2220000L Q V h t L V x kC x F V L t t Q V r r Af A Af A r r =?=====?==-??=-==+=+=ττ 8．解：445.0x 5.0x 5x 26.0S A f 2A f A f =?=-+= 298 .0,29.0x 0x )x 445.0(5.0x )x 5x 26.0()3(2225 .0445.05.0)2(318 .0)x 5x 26.0()1(A1A1 A1A12A1A1445 .00 2A A 445 .00 ==?=-?+-+==?==-+==? ? Pf Pf Pf Pf A A Pf Y d dY Y Y dX SdX Y 9. 解：:全混釜一级不可逆反应 cm/s 17.05*14.3*25.060/1000*2.0d 41Q u d 41 u Q 4 k k 11 8.01k 11x 1k 1C C 22t 02t 0A A0 A ===?==+= -+= += ππττ ττ －即： 2713.0)e -(118 .62-6.182)e -(1Pe 2-Pe 2(2)94.0x 06.0x 1162.0uL D 4k 162.0200 *17.05.5uL D Pe 118 .6-2Pe -22A A 22 .5r a r a === =→=-???→??????=====∴ θστ 查图 9334.0x 0666.0)69 .34(11 ) k (11x -169 .32713 .01 1 N A 69 .3N S A 2 =∴=+=+= == = ∴τσθ 10. 解：（1）s dt e t dt t tE t t 2020 1)(20 === -∞ ∞ ? ? （2）05==.min t τ L Q V r 1002050=?==τ （3）θθ--===e e t E E t 20 )(20)(，全混流反应器 θθ--=e F 1)( （4）2 θσ＝1 模型参数N ＝1 11．解：（1）110 2.05 2 101004 6 =--eA P s D k R φ ∴1≈η 无内扩散影响 （2）??? ? ??-=s s s φφφη1tanh 13 试差得：2=s φ 而eA P s D k R =φ ∴cm 4.0==P eA s k D R φ 12.解：3 1 00833.02.05601.06 )1(<<=== eA P P D k d φ cm 816.068.06 5 2.056 6 68.0 8.0313tanh 11 (2) 1 ≤==== =??? ? ??-= ≈∴P P P eA P P d d d D k d φφφφφηη＝试差，得已消除 13．解：()547.010 4.246 .0125.012 =?==Φ-eA P S D k R m m cm R d R D k R k k W W D k R P eA P S P P S S S eA P S S S S 35.1135.02547.010 4.192 .0)3(523.092.0938.046 .0981.0938.0)1tanh 1(3013.110 4.192 .0125.0)2(981.0)1tanh 1(3 2 22111222 1====?==Φ=??===Φ-ΦΦ= =?==Φ=Φ-ΦΦ= --ηηηη 14．解：属于严重内扩散＝ ）（ 0.2,1.010 11 C k )(-R 1 AG V V A <=?=η m m m 5.2105.2R )103.0-(11 3R 10 )D -(1k 3R D k 3 R 10 1.01 12 38 -eA V eA p =?== = -εφηφ＝ ＝＝＝）（ 15．解： 属于严重内扩散＝）（ 0.2,1.010 11 C k )(-R 1AG w w A <=?=η 101 .01 12 ＝＝＝）（ηφ eA w eA p D k 3 R D k 3 R P ρφ= ＝ m m m 48.500548.0R 1041200 13R 10 5-==??= (kg) 9.213W 10.10.80)-ln(120W k )x -ln(1Q W )x -(1C k dx C Q W 3w Af 0x 0A A0w A A00Af =?== =?－－即：）（ηη 16.解：（1）400℃时，11.01 1 .0)(-==-= s C R k A A p ? -=Af x 0 A A0p A 0)x 1(C k /ηρdx C Q W A p 即： p Af 0 k ) x 1(ln /ηρ--= Q W p 1 .0) 8.01(ln 3600/6.32000/200?--=η 16.0=η，属于严重内扩散。 （2）温度升高到450℃时，仍属于严重内扩散 1,21/2-==s k p 22.0,,,===p p k k φφηη 2236.021 .022.01,,,===p p k k W W ηη kg W W 72.442236.0,== 化学反应工程考试总结 一、填空题： 1.所谓“三传一反”是化学反应工程学的基础，其中“三传”是指质 量传递、热量传递和动量传递，“一反”是指反应动力学。 2.各种操作因素对于复杂反应的影响虽然各不相同，但通常温度升 高有利于活化能高的反应的选择性，反应物浓度升高有利于反应级数大的反应的选择性。 3.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 入方法为脉冲示踪法和阶跃示踪法。 4.在均相反应动力学中，利用实验数据求取化学反应速度方程式的 两种最主要的方法为积分法和微分法。 5.多级混合模型的唯一模型参数为串联的全混区的个数N ，轴 向扩散模型的唯一模型参数为Pe（或Ez / uL）。 6.工业催化剂性能优劣的三种最主要的性质是活性、选择性和稳 定性。 7.平推流反应器的E函数表达式为 , () 0, t t E t t t ?∞= ? =? ≠ ?? ，其无 因次方差2θσ= 0 ，而全混流反应器的无因次方差2θσ＝ 1 。 8.某反应速率常数的单位为m3 / (mol hr )，该反应为 2 级 反应。 9.对于反应22 A B R +→，各物质反应速率之间的关系为 (-r A)：(-r B)：r R＝ 1：2：2 。 10.平推流反应器和全混流反应器中平推流更适合于目的产 物是中间产物的串联反应。 →+，则其反应速率表达式不能确11.某反应的计量方程为A R S 定。 12.物质A按一级不可逆反应在一间歇反应器中分解，在67℃时转化 50％需要30 min, 而在80 ℃时达到同样的转化率仅需20秒，该反应的活化能为 3.46×105 (J / mol ) 。 13.反应级数不可能（可能/不可能）大于3。 14.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 器时主要考虑反应器的大小；而对于复合反应，选择反应器时主要考虑的则是目的产物的收率； 15.完全混合反应器（全混流反应器）内物料的温度和浓度均一， 并且等于（大于/小于/等于）反应器出口物料的温度和浓度。 二.单项选择 10.(2) B 1、气相反应CO + 3H2CH4 + H2O进料时无惰性气体，CO与2H以1∶2 δ=__A_。 摩尔比进料，则膨胀因子CO A. -2 B. -1 C. 1 D. 2 2、一级连串反应A S P在间歇式反应器中，则目的产物P C___A____。 的最大浓度= max ,P 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0 0k 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2 θσ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____。 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 ． 1.0 B. 0.25 C ．0.50 D ．0 3．对一平行—连串反应R A Q P A ?→??→??→?) 3()2()1(，P 为目的产物，若活化能次序为：E 2 化学反应过程 简答填空名词解释 1.任何化工生产，从原料到产品都可以概括为原料预处理，化学反应过程和产物的后处理三个 组成部分，而化学反应过程是整个化工生产的核心。 2.工业反应器中对反应结果产生影响的主要物理过程是：1，由物料的不均匀混合和停留时间 不同引起的传质过程；2，由化学反应的热效应产生的传热过程；3，多相催化反应中在催化剂微孔内的扩散与传热过程。 3.化学反应和反应器的分类：1.按反应系统设计的相态分类分为：○1均相反应，包括气相均相 反应和液相均相反应；○2非均相反应，包括气-固相、气-液相、液-固相、气-液-固相反应。 2.按操作方式分类分为：间歇操作，连续操作和半连续操作。 3.按反应器型式来分类分为： 管式反应器，槽式反应器和塔式反应器。4.按传热条件分为：等温反应器，绝热反应器和非等温绝热反应器。化学反应工程的基本研究方法是数学模型法。 4.反应速率：单位反应体系内反应程度随时间的变化率。 5.反应动力学方程：定量描述反应速率与影响反应速率因素之间的关系式。 6.半衰期：反应转化率从0变成50%所需时间称为该反应的半衰期。 7.建立动力学方程的方法有：积分法、微分法、最小方差分析法。 8.反应器开发的三个任务：○1根据化学反应动力学特性来选择合适的反应器型式；○2结合动力 学和反应器两方面特性来确定操作方式和优化操作条件；○3根据给定的产量对反应装置进行设计计算，确定反应器的几何尺寸并进行评价。 9.反应器设计计算所涉及的基础方程式就是动力学方程式、物料衡算方程式和热量衡算方程式。 10.停留时间分布：在反应器中，由于流动状况不同，物料微元体在反应器中的停留时间可能是 各不相同的，存在一个分布，称为停留时间分布 11.平均停留时间：各流体微元从反应器入口到出口所经历的平均时间称为平均停留时间。 12.充分混合：指反应器内的物料在机械搅拌的作用下参数各处均一。 13.间歇反应器特性：○1由于剧烈搅拌、混合，反应器内有效空间中各未知的物料温度、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，所有物理在反应器中停留时间相同，无返混现象；○3出料组成与反应器内物理的最终组成相同；○4为间歇操作，有辅助生产时间。 14.平推流反应器：指通过反应器的物料沿着同意方向以相同速度向前流动，像活塞一样在反应 器中向前平推。 15.理想置换反应器的特性：○1物料无返混，所有物料通过反应器时间相同。○2在垂直于流动方 向上的同一截面，不同径向未知的流体特性是一致的。○3在定常态下操作，反应器内的状态只随轴向位置改变，不随时间改变。 16.全混流反应器特性：○1物料在反应器内充分返混；○2反应器内各处物料参数均一；○3反应器 的出口组成与内物料组成相同；○4反应过程中连续进料与出料，是一定常态过程。 17.循环反应器的基本假设：反应器内为理想活塞流动；管线内不发生化学反应;整个体系处于 定常态操作。 18.PFR和CSTR的选择：转化率低的自催化反应，CSTR优于PFR；转化率高的PFR较适宜。 19.可逆反应速率总是随转化率升高而降低。可逆吸热反应速率总是随温度升高而加快，而可逆 放热反应按最佳温度曲线操作时速率最大。 20.平行反应：反应物能同时进行两个或两个以上的反应。称之为平行反映 21.连串反应：指反应产物能进一步反应成其他副产物的过程。 22.连串反应中，为了提高目的产物的收率，应尽可能使k1/k2比值增加，使c A度增加，c P浓度 4?从反应器停留时间分布测定中 ，求得无因次方差「二 _ 0.98 ，反应器可视为 XXX 大学 化学反应工程 试题B （开）卷 （答案）2011 — 2012学年第一学 期 一、单项选择题： （每题2分，共20分） 1.反应器中等温进行着 A T P （1）和A T 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 .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 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 一为（） 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 A . 1.0 B. 0.25 C . 0.50 A （1） > A ⑶ > D . 0 P —-(2)， Q 3. 对一平行一连串反应 为了目的产物的收率最大， A .先高后低 B.先低后高 C .高温操作 4. 两个等体积的全混流反应器进行串联操作， 与第二釜的反应速率-広2之间的关系为（ A . -r Ai > -r A2 B . -r Ai 则最佳操作温度序列为（ ,P 为目的产物，若活化能次序为：E 2 专业资料 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0 0k 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_扩散__和__外扩散_的 影响。 9.对于多性的催化剂，分子扩散很复杂，当径较大时，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____。 《化学反应工程》试题 XXX大学化学反应工程试题B（开）卷 （答案）2011—2012学年第一学期 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为( B ) A． 1.0 B. 0.25 C．0.50 D．0 3．对一平行—连串反应，P为目的产物，若活化能次序为：E2 反应工程期末考试试题集团文件发布号：（9816-UATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY- 化学反应过程 简答填空名词解释 1.任何化工生产，从原料到产品都可以概括为原料预处理，化学反应过程和产物 的后处理三个组成部分，而化学反应过程是整个化工生产的核心。 2.工业反应器中对反应结果产生影响的主要物理过程是：1，由物料的不均匀混合 和停留时间不同引起的传质过程；2，由化学反应的热效应产生的传热过程； 3，多相催化反应中在催化剂微孔内的扩散与传热过程。 3.化学反应和反应器的分类：1.按反应系统设计的相态分类分为：○1均相反应， 包括气相均相反应和液相均相反应；○2非均相反应，包括气-固相、气-液相、液-固相、气-液-固相反应。2.按操作方式分类分为：间歇操作，连续操作和半连续操作。3.按反应器型式来分类分为：管式反应器，槽式反应器和塔式反应器。4.按传热条件分为：等温反应器，绝热反应器和非等温绝热反应器。化学反应工程的基本研究方法是数学模型法。 4.反应速率：单位反应体系内反应程度随时间的变化率。 5.反应动力学方程：定量描述反应速率与影响反应速率因素之间的关系式。 6.半衰期：反应转化率从0变成50%所需时间称为该反应的半衰期。 7.建立动力学方程的方法有：积分法、微分法、最小方差分析法。 8.反应器开发的三个任务：○1根据化学反应动力学特性来选择合适的反应器型 式；○2结合动力学和反应器两方面特性来确定操作方式和优化操作条件；○3根据给定的产量对反应装置进行设计计算，确定反应器的几何尺寸并进行评价。 9.反应器设计计算所涉及的基础方程式就是动力学方程式、物料衡算方程式和热 量衡算方程式。 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 A0 5、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。组分是通过在气膜和液膜内稳定的分子扩散过程来进行传质的，通过气膜传递到相界面的溶质组分瞬间的溶于液体且达到平衡。因此，把复杂的相间传质过程模拟成串联的稳定的双模分子扩散过程的叠加，相间传质总阻力等于传质阻力的加和。 7、简述固定床反应器的优缺点？ 答：①催化剂在床层内不易磨损②床层内流体的流动接近于平推流，与返混式反应器相比，用较少的催化剂和较小的反应器③容积来获得较大的生产能力④固定床中传热较差⑤催化剂的更换必须停产进行 8、简述理想反应器的种类及其特点？ 答：通常所指的理想反应器有两类：理想混合（完全混合）反应器和平推流（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，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。 9、气固催化测定本征动力学的基本要求，及其原因和采取的措施？ 答：测定气固催化本征动力学时，必须消除内、外扩散的影响，使过程属于动力学控制。 原因：仅在这种情况下的宏观动力学与本征动力学相同。措施：增大外扩散传质系数（增强对流）及催化剂颗粒的外表面积；减小催化剂颗粒体积。 10、简述建立非理想流动的流动模型的步骤？ 答：通过冷态模型实验测定实验装置的停留时间分布；根据所得的有关E（t）或F(t)的结果通过合理的简化提出可能的流动模型，并根据停留时间分布的实验数据来确定所提出的模型中所引入的模型参数；结合反应动力学数据通过模拟计算来预测反应结果;通过一定规模的热模实验来验证模型的准确性。 11、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：脉冲示踪法是在定常态操作的连续流动系统的入口处在t=0的瞬间输入一定量M克的示踪剂A，并同时在出口处记录出口物料中示踪剂的浓度随时间的变化。对应的曲线E(t)，E(t)=C t V/M 12、简述气-液反应的宏观过程：A（g）+bB（l）→产物（l）？ 答：①反应物气相组分从气相主体传递到液相界面，在界面上假定达到气液相平衡；②反应物气相组成A从气液相界面扩散入液相，并在液相内反应；③液相内的反应产物想浓度下降方向扩散，气相产物则向界面扩散 ④气相产物向气相主题扩散 13、简述气固相催化反应固定床反应器非均相模型和拟均相一维模型的特点？ 答：凡是流体通过不动的固体物料所形成的床层而进行反应的装置都称作固定床反应器。非均相模型考虑了粒子与流体间温度与浓度的差别。拟均相一维模型是忽略床层中粒子与流体的温度与浓度的差别，考虑在流体流动的方向（轴向）上有温度和浓度的变化，而在与流向垂直的截面上（径向）则是等温和等浓度的。 14、对于可逆放热反应如何选择操作温度？ 答：①对于放热反应，要使反应速率尽可能保持最大，必须随转化率的提高，按最优温度曲线相应降低温度②这是由于可逆放热反应，由于逆反应速率也随反应温度的提高而提高，净反应速率出现一极大值③而温度的进一步提高将导致正逆反应速率相等而达到化学平衡。15、停留时间分布函数F(t)的含义？ 答：在定常态下的连续稳定流动系统中，相对于某瞬间t=0流入反应器内的流体，在出口流体中停留时间小于 化学反应工程原理 一、选择题 1、气相反应 CO + 3H 2 CH 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. -2 B. -1 C. 1 D. 2 2、一级连串反应A S K 1 K 2 P 在间歇式反应器中，则目的产物P 的最大浓度=m ax ,P C ___A____。 A. 1 22 )(210K K K A K K C - B. 2 2/1120 ]1)/[(+K K C A C. 122 )(120K K K A K K C - D. 2 2/1210]1)/[(+K K C A 3、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. 0 A P P n n n - C. 0 0S S P P n n n n -- D. 0 0R 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. ＜0 B. =0 C. ≥0 D. ＞0 5 、对于单一反应组分的平行反应A P(主) S(副)，其瞬间收率P ?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、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 7 、一级不可逆液相反应 A 2R ，3 0/30.2m 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_3 m 。 A. 19.6 B. 20.2 C. 22.2 D. 23.4 8、在间歇反应器中进行等温一级反应A → B ， s l mol C r A A ?=-/01.0，当l mol C A /10=时，求反应至 l mol C A /01.0=所需时间t=____B___秒。 A. 400 B. 460 C. 500 D. 560 9、一级连串反应A → P → S 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 = opt τ_____D__。 A. 1 212) /ln(K K K K - B. 1 221)/ln(K K K K - C. 2 112)/ln(K K K K D. 2 11K K 10、分批式操作的完全混合反应器非生产性时间0t 不包括下列哪一项____B___。 化学反应工程试题答案 一、单选题：（共60 小题，每题0.5分） 1、化学反应工程是研究如下问题的学科：（A ） A、化学反应器工程问题 B、化工单元操作 C、反应器特性 D、传递特性 2、化学反应工程研究的对象是：（A） A、化学反应器 B、单元操作 C、化工流程 D、化学工艺 3、连续操作的反应器的独立变量为（C） A、浓度 B、反应时间 C、反应器体积大小 4、理想混合的间歇反应器的独立变量为（B） A、反应速率 B、反应时间 C、反应空间 5、连续操作的理想混合流反应器的独立变量是：（C） A、反应物浓度 B、反应时间 C、反应空间 6、间歇操作的反应器所具有的特点包括：（A） A、参数随时间变化 B、参数随空间变化 C、累积量为零 D、累积量不为零 7、在对理想的全混流反应器进行物料衡算时，下面哪些量为零：（D） A、流入量 B、流出量 C、反应量 D、累积量 8、在对定常态操作的反应器进行物料衡算时，下面哪些量为零：（D） A、流入量 B、流出量 C、反应量 D、累积量 9、稳定的定常态操作点符合如下条件：（A） A、移热速率大于放热速率 B、移热速率小于放热速率 C、移热速率等于放热速率 10、若CSTR 的某一操作点是稳定的定常态操作点，则该操作状态具有的特点是：（C） A、移热速率大于放热速率 B、移热速率小于放热速率 C、移热速率等于放热速率 11、在CSTR 中进行一级不可逆反应，最多可以有几个定常态操作点？（D） A、0 B、1 C、2 D、3 E、4 12、对于反应级数大于零的反应，下述情况哪种容积效果最高？（C） A、单釜CSTR B、多釜CSTR C、PFR 1.化学反应工程是一门研究______________的科学。 2.化学反应速率式为β α B A C A C C K r =-，如用浓度表示的速率常数为C K ，用压力表示的速率常数 P K ，则C K =_______P K 。 3. 平行反应 A P(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。 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.对于恒容的平推流管式反应器_______、_______、_______一致。 6.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_______。 7.流体的混合程度常用_______、_______来描述。 8.催化剂在使用过程中，可能因晶体结构变化、融合等导致表面积减少造成的_______失活，也可能由于化学物质造成的中毒或物料发生分解而造成的_______失活。 9.对于多孔性的催化剂，分子扩散很复杂，当微孔孔径在约_______时，分子与孔壁的碰撞为扩散阻力的主要因素。 10.绝热床反应器由于没有径向床壁传热，一般可以当作平推流处理，只考虑流体流动方向上有温度和浓度的变化，因此一般可用_______模型来计算。 11.对于可逆的放热反应，存在着使反应速率最大的最优温度opt T 和平衡温度eq T ，二者的关系为______________。 12.描述流化床的气泡两相模型，以0U 的气速进入床层的气体中，一部分在乳相中以起始流化 速度mf U 通过，而其余部分_______则全部以气泡的形式通过。 13.描述流化床的数学模型，对于气、乳两相的流动模式一般认为_______相为平推流，而对_______相则有种种不同的流型。 14.多相反应过程是指同时存在_______相态的反应系统所进行的反应过程。 II.1.一级连串反应A → P → S 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 = opt τ_______。 A. 1212)/ln(K K K K - B. 1221) /ln(K K K K - C. 2 112)/ln(K K K K D. 211K K 2.全混流反应器的容积效率η小于1.0时，且随着A χ的增大而减小，此时该反应的反应级数n_______。 A. ＜0 B. =0 C. ≥0 D. ＞0 3.当反应级数n_______时，微观流体具有比宏观流体高的出口转化率。 A. =0 B. =1 C. ＞1 D. ＜1 4.轴向分散模型的物料衡算方程的初始条件和边界条件与_______无关。 A. 示踪剂的种类 B. 示踪剂的输入方式 C. 管内的流动状态 D. 检测位置 5.对于气-液相反应几乎全部在液相中进行的极慢反应，为提高反应速率，应选用_______装置。A. 填料塔 B. 喷洒塔 C. 鼓泡塔 D. 搅拌釜 6.催化剂在使用过程中会逐渐失活，其失活速率式为d m i d C k dt d ψψ =- ，当平行失活对反应物有强内扩散阻力时，d 为_______。 一、填空（40分） （1）气相反应A＋3B→2C，则δ= δ= 。ΒA dC A?r?,前提是（2）反应速率常数有时可以表为。A dt （3）空间速度是指 ___________ ， 空间时间是指 __________。 （4）反应具有最佳温度曲线， 最佳温度曲线是指 __________ 。 4.0克／cm5）多孔性球形颗粒10克，半径1cm，系由密度为（孔隙率3的材料制成。 则其孔容积V= ,θ= g 。假密度ρ= 2?0.218?，如果采用扩散模型，则）已知某非理想流动反应器其停留时间分布的方差 （6?Pe=_______,如果采用多级全混流模型，则m=_______ （7）催化剂微孔内的气体扩散有＿＿＿＿扩散，＿＿＿＿扩散、＿＿＿＿扩散、 及＿＿＿＿扩散等多种形式。。 L r?2C AL A C1mol/L, ，进料反应进行至，（8）复合反应＝A02C2r?M AM x?0.5, s = 时。如果该反应在在固体催化剂中进行时，由瞬时选择性LA。于内扩散的影响，选择性会t?E(t)dt?F(?)?F(0)?）（9,，。 0． （10）内扩散效率因子ζ和Thiele模数Φ的数值通常有如下关系： 外扩散和化学动力学控制时ζ1，Φ值较； 内扩散强烈影响时ζ1，Φ值较。 （11）CO中温变换反应器属于固定床里的反应器。固定床按气体流动方向， 可以分为和反应器。 492－＝/s, =1.5×1012）某一级不可逆的气液反应过程，已知k=10mm/s,D（LL则当k 时，该反应属于快反应，反应区主要在，工业上可选用 反应器或反应器；当k 时，该反应属于慢反应，这时反应区主 要在，工业上可选用或反应器。 L2r?1.0CC BAL L 13AB为主产物，则适＋（，）对于平行反应2r?2.0CC M BAA CC 的要求是宜的操作条件对和。BA （14）返混是指 化环09030904反应工程复习大纲 一. 填空题 1.化学反应速率可以表为前提是▁▁▁▁。（反应体积恒定 考点：反应速率的定义，恒容） 2.化学反应过程按操作方法分为_______、_______、_______操作。（间歇操作、连续操作、半间歇操作）（理解连续与间歇） 3. 对于反应，则_______。（）（考点：反应物和产物的速率之比等于其化学计量系数之比） 4化学反应速率式为，用浓度表示的速率常数为，假定符合理想气体状态方程，如用压力表示的速率常数，则=_______。（）（以浓度表示的速率常数与分压速率常数的换算关系） 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，该步骤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_______。（拟平衡态） （考点：理解拟平衡态、速率控制步骤的定义，用于推导非基元反应动力学） 6如果平行反应均为一级不可逆反应，若＞，提高选择性应_______。(提高温度)（考点：主反应活化能大于副反应活化能，升温提高选择性，反之则反，还应注意主反应级数高于副反应级数时应采用高浓度操作，对应应该采用什么样的加料方式或什么类型的反应器？） 7一级连串反应在平推流反应器中，为提高目的产物P的收率，应 ______。（降低）（考点：提高连串反应选择性的途径，还包括间歇反应釜中的最佳反应时间和连续反应器的体积（OR空时OR停留时间）问题） 8气体在固体表面上的吸附中物理吸附是靠_______结合的，而化学吸附是靠_______结合的。物理吸附的吸附热要_______化学吸附热，物理吸附是_______分子层吸附，而化学吸附是_______分子层吸附（范德华力、化学键力、小于、多、单）（考点：比较物理和化学吸附的区别，包括结合力）吸附层数，吸附热等区别） 9气体在固体表面上发生吸附时，描述在一定温度下气体饱和吸附量与吸附压力（或吸附物质在相中浓度）的关系式称为_______。（吸附等温方程）（吸附等温式的定义，注意是饱和吸附量） 10.在轴扩散模型中，彼克莱准数_______，（）Pe很大时，即扩散系数相对非常小，反应器中物料的流动形态接近______。（平推流或活塞 《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。 8、多釜串联反应器的图解法计算原理。 第七章化学反应过程的优化 1、简单反应过程平推流反应器与全混流反应器的比较及反应器形式的选择。 2、多釜串连反应器串连段数的选择分析。 3、自催化反应反应器的选型分析。 4、可逆放热反应速率随温度的变化规律，平衡温度和最优温度的概念。 5、平行反应选择率的温度效应及浓度效应分析，反应器的选型，操作方式的确定。 6、串连反应影响选择率和收率的因素分析，反应器的选型及操作方式的确定。 7、平推流与全混釜的组合方式及其计算。 第八章气固相催化反应过程的传递现象 1、气固相催化反应的全过程及特点。 2、等温条件下催化剂颗粒的外部效率因子的定义。 3、外扩散、内扩散对平行反应、连串反应选择性的影响分析。 4、气体流速对外扩散的影响分析。 5、等温条件下催化剂颗粒的内部效率因子的定义。 化学反应工程模拟题答案 一、填空题： 1.所谓“三传一反”是化学反应工程学的基础，其中“三传”是指质量传递、热量传递和 动量传递，“一反”是指反应动力学。 2.各种操作因素对于复杂反应的影响虽然各不相同，但通常温度升高有利于活化能高的反 应的选择性，反应物浓度升高有利于反应级数大的反应的选择性。 3.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脉冲示踪法和 阶跃示踪法。 4.在均相反应动力学中，利用实验数据求取化学反应速度方程式的两种最主要的方法为积分 法和微分法。 5.多级混合模型的唯一模型参数为串联的全混区的个数N ，轴向扩散模型的唯一模型 参数为Pe（或Ez / uL）。 6.工业催化剂性能优劣的三种最主要的性质是活性、选择性和稳定性。 7.平推流反应器的E函数表达式为 , () 0, t t E t t t ?∞= ? =? ≠ ?? ，其无因次方差2θσ= 0 ， 而全混流反应器的无因次方差 2 θ σ＝ 1 。 8.某反应速率常数的单位为m3 / (mol? hr )，该反应为 2 级反应。 9.对于反应22 A B R +→，各物质反应速率之间的关系为(-r A)：(-r B)：r R＝1：2：2 。 10.平推流反应器和全混流反应器中平推流更适合于目的产物是中间产物的串联反应。 11.某反应的计量方程为A R S →+，则其反应速率表达式不能确定。 12.物质A按一级不可逆反应在一间歇反应器中分解，在67℃时转化50％需要30 min, 而在 80 ℃时达到同样的转化率仅需20秒，该反应的活化能为 3.46×105(J / mol ) 。 13.反应级数不可能（可能/不可能）大于3。 14.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反应器的 大小；而对于复合反应，选择反应器时主要考虑的则是目的产物的收率； 15.完全混合反应器（全混流反应器）内物料的温度和浓度均一，并且等于（大 于/小于/等于）反应器出口物料的温度和浓度。 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.平行反应均为一级不可逆反应，若＞，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.如果平行反应均为一级不可逆反应，若＞，提高选择性应____ _。(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.平推流管式反应器时，E（t）=_______。（∞） 12.平推流管式反应器时，E（t）=_______。（0） 13.平推流管式反应器时，F（t）=_______。（1） 14.平推流管式反应器＜时，F（t）=_______。（0） 15.平推流管式反应器其E（θ）曲线的方差_______。（0） 16.平推流管式反应器其E（t）曲线的方差_______。（0） 17.全混流反应器t=0时E（t）=_______。（） 18.全混流反应器其E（θ）曲线的方差_______。（1） 19.全混流反应器其E（t）曲线的方差_______。（） 20.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） 21.气体在固体表面上的吸附中物理吸附是靠_______结合的，而化学吸附是靠_______结合的。（范德华力、化学键力） 22.气体在固体表面上的吸附中物理吸附是_______分子层的，而化学吸附是_______分子层的。（多、单） 23.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_______和_______的影响。（内扩散、外扩散） 24.催化剂在使用过程中，可能因晶体结构变化、融合等导致表面积减少造成的_______失活，也可能由于化学物质造成的中毒或物料发生分解而造成的_______失活。（物理、化学） 25.催化作用的本质是参与反应（历程），降低反应（活化能），提高反应（速度），因而 在工业化生产时能提高（生产能力）、降低（能量消耗）。 26催化剂“三性”是指（活性）、（选择性）和（寿命）。 27.催化作用与热力学无关，因此催化剂不能催化（在热力学上不可能发生的反应）；催化剂不能改变（化学平衡）。 28.催化剂失活的主要原因有（化学失活）、（物理失活）和（结构变化）。 29.凡是流体通过不动的固体物料所形成的床层而进行反应的装置都称作_______。（固定床反应化学反应工程试题集及复习题
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