反应工程试题库.docx

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反应工程试题库

绪论．

1、化学反应工程是一门研究（）的科学。

（化学反应的工程问题）

2.（）和（）一起，构成了化学反应工程的核心。

〔三传；反应动力学〕

3.不论是设计、放大或控制，都需要对研究对象作出定量的描述，也就要用数学式来表达个参数间的关系，简称（）。

（数学模型）

4.化学反应和反应器的分类方法很多，按反应系统涉及的相态分类，分为：

（）和（）。

5.化学反应和反应器的分类方法很多，按操作方法分为（）操作、（）操作和（）操作。

6.化学反应和反应器的分类方法很多，按传热条件分为（）、（）和（）。

选择1.（）“三传一反”是化学反应工程的基础，其中所谓的一反是指。

A化学反应 B反应工程C反应热力学  D反应动力学,  

2.（）“三传一反”是化学反应工程的基础，下列不属于三传的是。

A能量传递B质量传连C热量传递D动量传递

3.（）按反应器的型式来分类，高径比大于30的为

A.管式反应器B槽式反应器C塔式反应器D釜式反应器

三、判断

1.物理过程不会改变化学反应过程的动力学规律，即化学反应速率与温度浓度之间的关系并不因为物理过程的存在而发生变化。

（）

2.流体流动、传质、传热过程不会影响实际反应的温度和参与反应的各组分浓度在时间、空间上的分布，最终影响反应结果。

（）

四、简答

1.利用数学模型解决化学反应工程问题的步骤？

第一章均相单一反应动力学和理想反应器

1.均相反应是指（）。

2.如果反应体系中多于一个反应物，在定义转化率时，关键组分A的选取原则是（）。

3.当计量方程中计算系数的代数和等于零时，这种反应称为（），否则称为（）.

4.化学反应速率式为，如用浓度表示的速率常数为，用压力表示的速率常数则＝（）.

5.活化能的大小直接反映了（）对温度的敏感程度.

6.化学反应动力学方程有多种形式。

对于均相反应，方程多数可以写成（）或（）。

7.对于反应器的开发根据（）来选择合适的反应器，结合（）和（）两方面特性来确定操作方式和优化操作条件。

8.物料在反应器的混合，依据停留时间分为（）（）。

9.按返混情况的不同，理想流动反应器可分为（）、（）、（）。

10.在设计和分析反应器时，经常涉及（）、（）、（）、（）四个量。

其中定义为反应器有效容积VR与流体特征体积流率V0之比值为（）。

二、选择

1.其定义为反应器有效容积VR与流体特征体积流率V0之比值的量为（）

A反应时间trB停留时间tC空间时间τD空间速度SV

2.下列那一项不属于间歇反应器中的非反应时间（）

A投料时间B放料时间C清洗时间D搅拌时间

3.化学反应，其中化学反应计量系数为+2的是哪种物质（）A.NO          B.H2          C.N2        D.H2O

4对于一非恒容均相化学反应，反应组分A的化学反应速率

（）

A． B.  C.   D.

5．对于反应aA+bB一pP＋sS，则（）（-）  

A.         B.     C.      D. 

6．气相反应进料时无惰性气体，A与B以3：

1的摩尔比进料，则膨胀因子 =（）A.1/4      B.2/3      C.-1/4      D.-2/3

7.气相反应进料时无惰性气体，与以1：

2摩尔比进料，则膨胀因子=（）A.-2          B.-1       C.1      D.2

8.恒温恒压下乙炔气相加氢反应式为：

C2H2+H2C2H4。

反应开始时初始混合物组成：

H2为3mol,C2H2为1mol,CH4为1mol。

则膨胀因子C2H2，膨胀率C2H2分别为（）

A1，B-1，C1，D-1，

9.反应，，则反应级数n=（）

A.0            B.1            C.2             D.3

8.反应3A→P，已只K=0.15（mol/L）-1.S-1，则反应级数n=（）

A.0            B.1            C.2             D.3

9．反应，已只K=0.45（mol/L）-1.S-，则反应级数n=（）。

A.0            B.1            C.2             D.3

10.则反应物的消耗速率与产物的生成速率之间的关系为（）

AB

CD

11.若将反应速率写成的条件是（）

A恒温B恒压C恒容D绝热

12.某二级液相不可逆反应在初始浓度为5kmol·m-3时，反应到某一浓度需要285s，初始浓度为1kmol·m-3时，反应到同一浓度需要283s，那么，从初始浓度为5kmol·m-3反应到1kmol·m-3需要多长时间（）

A2Ｓ－１　　Ｂ　４Ｓ－１　Ｃ　６Ｓ－１　Ｄ８Ｓ－１

三、判断

1.化学反应计量式中的计量系数与化学反应式中的计量系数相等（）（）

2.化学反应计量式只表示参与化学反应的各组分之间的计量关系，与反应历程及反应可以进行的程度无关。

（）

3.反应器内的物料组成将受到返混的影响（）（）

4.由于存在充分搅拌，所以间歇反应器和全混流反应器一样，都存在返混，只是返混程度不一样。

（）（）

5.任何实际的流动都存在返混，管内流体的流动返混较小，容器内流体的流动返混较大（）。

（）

6.在定常态操作下，连续流动的理想反应器物料衡算中，积累量一项为零（√）

7.（）间歇反应器的缺点是存在非反应时间，产物损失大，操作费用高，通常用于产值低、批量大的的产物。

（）

8.由于存在辅助工作时间，在相同条件下，间歇反应器所需要的反应体积比平推流和全混流反应器所需体积小得多（）

9.实际生产中对于流动处于湍流条件下的管式反应器，列管固定床反应器等，常可按平推流反应器处理（）

10.平推流反应器与间歇反应器的共同之处是他们都不存在返混（）

11.一个化学反应只有一个反应速率，就是以反应程度表示的反应速率（）

12.对于式Aa+Bb→cC+Dd,a,b,c,d分别是组分A.B.C.D的化学计量系数,其中a<0,b<0,c>0,d>0（）

13.反应程度ξ描述了某反应进行的程度,它是一个时间的函数.当组分为反应物时,ξ>0;而当组分I为产物时,ξ<0（）

14.对于任一反应,其反应级数就是其对应在反应式中的计量系数（）

15.反映级数的大小反映了该组分浓度对反映速率影响的敏感度。

因此，增大该组分的浓度必将是化学反应速率增大 （）

16.活化能的大小反映了温度对反映速率影响的敏感度。

（）

四、简答

1化学反应式与化学计量方程有何异同?

化学反应式中计量系数与化学计量方程中的计量系数有何关系?

2何谓基元反应?

基元反应的动力学方程中活化能与反应级数的含义是什么?

何谓非基元反应?

非基元反应的动力学方程中活化能与反应级数含义是什么?

3为什么均相液相反应过程的动力学方程实验测定采用间歇反应器?

五、计算

1.气相基元反应A+2B→2P在30℃和常压下的反应速率常数kc=2.65×104m6kmol-2s-1。

现以气相分压来表示速率方程，即（−rA）=kPpApB2，求kP=?

（假定气体为理想气体）

解

2.反应A（g）+B（l）→C（l）气相反应物A被B的水溶液吸收，吸收后A与B生成C。

反应动力学方程为：

−rA=kcAcB。

由于反应物B在水中的浓度远大于A，在反应过程中可视为不变，而反应物A溶解于水的速率极快，以至于A在水中的浓度恒为其饱和溶解度。

试求此反应器中液相体积为5m3时C的生成量。

已知k=1m3kmol-1hr-1，cB0=3kmol·m-3，cA饱和=0.02kmol·m-3，水溶液流量为10m3hr-1。

4.丁烷在700℃，总压为0.3MPa的条件下热分解反应：

C4H10→2C2H4+H2

（A）（R）（S）

起始时丁烷为116kg，当转化率为50%时，求此时。

5.在间歇搅拌槽式反应器中，用醋酸与丁醇生产醋酸丁酯，反应式为：

反应物配比为：

A（mol）:

B（mol）=1:

4.97，反应在100℃下进行。

A转化率达50％需要时间为24.6min，辅助生产时间为30min，每天生产2400kg醋酸丁酯（忽略分离损失），计算反应器体积。

混合物密度为750kg·m-3，反应器装填系数为0.75。

６．反应（CH3CO）2O+H2O→2CH3COOH在间歇反应器中15℃下进行。

已知一次加入反应物料50kg，其中（CH3CO）2O的浓度为216mol·m-3，物料密度为1050kg·m-3。

反应为拟一级反应，速率常数为k=5.708×107exp（－E/RT）min-1，E=49.82kJ·mol-1。

求xA=0.8时，在等温操作下的反应时间。

８．反应A+B→R+S，已知VR=0.001m3，物料进料速率V0=0.5×10-3m3min-1，cA0=cB0=5mol·m3，动力学方程式为－rA=kcAcB，其中k=100m3kmol-1min-1。

求：

（1）反应在平推流反应器中进行时出口转化率为多少？

（2）欲用全混流反应器得到相同的出口转化率，反应器体积应多大?

（3）若全混流反应器体积VR=0.001m3，可达到的转化率为多少?

9.有如下化学反应

CH4+C2H2+H2=C2H4+CH4

（I）（A）（B）（P）（I）

在反应前各组分的摩尔数分别为nI0=1mol；nA0=2mol；nB0=3mol；nP0=0，求化学膨胀率（用两种方法）。

１０．在555K及0.3MPa下，在平推流管式反应器中进行气相反应A→P，已知进料中含A30%（摩尔分数），其余为惰性物料，加料流量为6.3mol·s-1，动力学方程式为－rA=0.27cAmol·m-3s-1为了达到95％转化率，试求：

（1）所需空速为多少?

（2）反应器容积大小?

11.某厂生产醇酸树脂是使己二酸与己二醇以等摩尔比在70℃用间歇釜并以H2SO4作催化剂进行缩聚反应而生产的，实验测得反应动力学方程为：

-rA=1.9710-3cA2kmolm-3min-1

其中，cA0=4kmolm-3。

若每天处理2400kg己二酸，每批操作辅助生产时间为1h，反应器装填系数为0.75，求：

（1）转化率分别为xA=0.5，0.6，0.8，0.9时，所需反应时间为多少?

（2）求转化率为0.8，0.9时，所需反应器体积为多少?

12.某厂生产醇酸树脂是使己二酸与己二醇以等摩尔比在70℃用平推流反应器并以H2SO4作催化剂进行缩聚反应而生产的，实验测得反应动力学方程为：

-rA=1.9710-3cA2kmolm-3min-1

其中，cA0=4kmolm-3。

若每天处理2400kg己二酸，计算转化率分别为80%和90%时所需反应器体积各为多少?

13均相气相反应A→3R，其动力学方程为-rA=kcA，该过程185℃，400kPa下在一平推流反应器中进行，其中k=10-2s-1，进料量FA0=30kmol/h，原料含50％惰性气，为使反应器出口转化率达80％，该反应器体积应为多大?

第二章复合反应与反应器选型

一、填空

1.反应系统中同时发生两个或两个以上化学反应时，称该反应系统为（）.

2.复合反应基础类别为（）、（）、（）和（）。

3.化学反应工程学重视（）的概念，强调在反应器中不同（）、不同（）上的局部浓度可能不相同。

这就造成了同一反应发生在不同反应器中会有不同的结果。

4.工业上常常采用