淮阴工学院化学反应工程题库.docx
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淮阴工学院化学反应工程题库
一、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，既以_化学反应作为研究对象，又以_工程问题_为研究对象的学科体系。
2.在建立数学模型时，根据基础资料建立物料、热量和动量衡算式的一般式为累积量=输入量-输出量
3.三传一反是化学反应工程的基础。
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_,一反指反应动力学。
5.化学反应过程按操作方法分为分批式操作_、连续式操作、半分批式操作。
7.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
第二章
1.生成主产物的反应称为主反应_，其它的均为_副反应。
2.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。
1.均相反应是指参与反应的物质均处于同一相.
3.平行反应A→P（主），A→S（副）均为一级不可逆反应，若E主＞E副，提高选择性应Sp提高温度。
选择性Sp与浓度无关，仅是温度的函数。
1.当计量方程中计量系数的代数和等于零时，这种反应称为等分子反应，否则称为非等分子反应。
2.aA+bB→pP+sS对于反应，则rp=
（-rA）
3.化学反应的总级数为n，如用浓度表示的速率常数为Kc，用气体摩尔分率表示的速率常数Ky，则Kc=
Ky
5.着眼反应组分K的转化率的定义式为
。
6.对于恒容的平推流管式反应器平均停留时间、反应时间、空时一致。
7.一级连串反应A→P→S在平推流釜式反应器中，则目的产物P的最大浓度=
8.一级连串反应A→P→S在全混流釜式反应器中，则目的产物P的最大浓度=
、
9.一级连串反应A→P→S在间歇式全混流反应器中，则目的产物P的最大浓度=
1.一级连串反应A→P→S在平推流反应器中，为提高目的产物P的收率，应降低k2/k1.
2.活化能的大小直接反映了反应速率对温度的敏感程度。
3.链反应的三个阶段为链的引发、链的传播、链的终止。
4.分批式完全混合反应器操作的优化分析是以平均生产速率YR最大、生产经费最低为目标进行优化的。
5.一个可逆的均相化学反应，如果正、逆两向反应级数为未知时，采用初始速率法来求反应级数。
6.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。
7.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。
8.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
2. 均相反应是指参与反应的物质均处于同一相。
3. 一级连串反应`A->P->S`在平推流反应器中，为提高目的产物P的收率，应降低`k2/k1`.
10. 活化能的大小直接反映了反应速率对温度的敏感程度。
第三章
1.全混流反应器的容积效率η为反应时间t与空时τ之比。
2.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。
3.平推流反应器的返混为零.
4.如果将平推流反应器出口的产物部分的返回到入口处与原始物料混合C_，这类反应器为循环操作的平推流反应器。
1.全混流反应器的空时τ是反应器的有效容积、进料流体的容积流速之比。
2.对于自催化反应，最合适的反应器为全混流串平推流。
3.全混流反应器稳定的定常态操作点的判据为
、
4.全混流反应器的空时τ是反应器的有效容积、进料流体的容积流速之比。
1.对于循环操作的平推流反应器，当循环比β→0时反应器内返混为零，而当β→∞时则反应器内返混为最大。
2.全混流反应器的放热速率Qr=
。
3.具有良好搅拌装置的釜式反应器按理想混合反应器处理，而管径小，管子较长和流速较大的管式反应器按平推流反应器处理。
4.对于可逆的放热反应，使反应速率最大的反应温度Topt=
1.对于反应级数n＜0的反应，为降低反应器容积，应选用全混流反应器为宜。
3.对于反应级数n＞0的反应，为降低反应器容积，应选用平推流反应器为宜。
4.全混流反应器的返混最大
1.全混流反应器的定常态操作点的判据为
2.全混流反应器的放热速率QG=
3.对于绝热操作的放热反应，最合适的反应器类型为全混流串平推流
4.对于可逆的放热反应，达到化学反应平衡时的温度
1. 对于绝热操作的放热反应，最合适的反应器类型为全混流串平推流
2. 对于循环操作的平推流反应器，当循环比β→0时为平推流反应器，而当β→∞时则相当于全混流反应器。
第四章
1.脉冲示踪法测定停留时间分布CA/C0对应曲线为E（t）曲线
阶跃法测定停留时间分布CA/C0对应曲线为F（t）曲线
2.流体的混合程度常用调匀度s，流体的混合态来描述
2.当流体在半径为R的管内作层流流动时，在径向存在流速分布，轴心处的流速以ur0记，则距轴心处距离为r的流速ur=
3反应级数n=1时，微观流体和宏观流体具有相同的反应效果
3.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、随机输入示踪法
4.为了模拟返混所导致流体偏离平推流效果，可借助这种轴向返混与扩散过程的相似性，在平推流的基础上叠加上轴向返混扩散相来加以修正，并认为的假定该轴向返混过程可以用费克定律加以定量描述，所以，该模型称为轴向分散模型
5.偏离全混流、平推流这两种理想流动的非理想流动，E（θ）曲线的方差
为0～1
6.平推流管式反应器时，E（t）=0或
13.平推流管式反应器其E（t）曲线的方差
15.平推流管式反应器其E（θ）曲线的方差
7.轴向分散模型的四种边界条件为闭—闭式边界、开—闭式边界、闭—开式边界、开—开式边界
8.全混流反应器其E（θ）曲线的方差
=___1____。
10.全混流反应器其E（t）曲线的方差
=
16.全混流反应器t=0时，E（t）=
5.流体在半径为R的管内作层流流动的停留时间分布密度函数E（t）=
9.停留时间分布的密度函数在t<0时，E（t）=0
9.宏观流体混合的混合态称为完全凝集态
11.若流体是分子尺度作为独立运动单元进行混合，这种流体称为微观流体
12.气体在固体表面上吸附,物理吸附是多分子层的，化学吸附是单分子层。
13轴向分散模型中，模型唯一参数彼克莱准数越大，轴向返混程度就越小
13在轴向分散模型中，模型的唯一参数彼克莱准数
=
14.轴间分散模型数学期望
方差
1. 非理想流动不一定是由返混造成的，但返混造成了停留时间分布。
2. 流体在半径为R的管内作层流流动的停留时间分布函数F（t）=
。
3.平推流管式反应器时，F（t）=1。
7.当t=ꝏ时，停留时间分布函数F（t）=1
7.当t=0时，停留时间函数F（t）=0
3.停留时间分布的密度函数E（θ）=
4.轴向分散模型的偏微分方程的初始条件和边界条件取决于采用示踪剂的输入方式、管内的流动状态、检测位置的情况。
7.流体的混合程度用调匀度S来衡量，如果S值偏离1，则表明混合不均匀。
8.非理想流动不一定是由返混造成的
9.当流体在半径为R的管内作层流流动时，管壁处的流速
8.当流体在半径为R的管内作层流流动时，在径向存在流速分布，轴心处的流速以`u_（r0）`记，则距轴心处距离为r的流速`
=`
。
9.表示停留时间分布的分散程度的量`
=`
`
。
10.反应级数n=1时微观流体和宏观流体具有相同的反应结果。
14.当反应级数n＞1时，宏观流体具有比微观流体高的出口转化率。
14.当反应级数n<1时，宏观流体具有比微观流体低的出口转化率。
11.在气液喷雾塔中，液体以液滴形式的分散相，液体是宏观流体，而气体是微观气体。
12.在气液鼓泡搅拌装置中，气体以气泡方式通过装置，气体是宏观流体，液体是微观流体。
11.当流体在半径为R的管内作层流流动时，管壁处的流速`
=`0。
12.介于非凝集态与完全凝集态之间的混合态称为部分凝集态.
13.微观流体混合的混合态称为非凝聚态。
15.全混流反应器其E（θ）曲线的方差`
=1。
第五章
1.对于多孔性的催化剂，分子扩散很复杂，当微孔孔径在约μm时，分子与孔壁的碰撞为扩散阻力的主要因素,这种扩散称为努森扩散。
2.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（容积扩散）。
3.测定气固相催化速率检验内扩散影响时，可改变催化剂的粒度（直径），在恒定的
下测转化率，看二者的变化关系。
3.测定气固相催化速率检验外扩散影响时，可以同时改变催化剂装量和进料流量，但保持
不变。
5.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。
吸附等温方程由吸附及脱附速率与覆盖率成指数函数关系导出。
7.气—固相催化反应的内扩散模数R（kV）CSm-1Dε，它是表征内扩散影响的重要参数，数值平方的大小反映了表面反应速率与内扩散速率之比。
8.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
1.催化剂的失活可能是由于某些化学物质的中毒引起的，关于中毒的两种极端情况是均匀中毒与孔口中毒。
2.气—固相催化反应的内扩散模数ΦS的大小可判别内扩散的影响程度，ΦS愈大，则粒内的浓度梯度就愈大，反之，ΦS愈小，内外浓度愈近于均一。
3.催化剂回转式反应器是把催化剂夹在框架中快速回转，从而排除外扩散影响和达到气相完全混合及反应器等温的目的。
4.描述气—固相非催化反应的模型有:
整体均匀转化模型、粒径不变的缩核模型、粒径缩小的缩粒模型。
5.流动循环（无梯度）式反应器指消除温度梯度、浓度梯度的存在，使实验的准确性提高。
6.对于气—固相非催化反应的缩核模型，反应从粒子外表面逐渐向内核部分推进，但粒子体积不变。
8.测定气固相催化速率检验内扩散影响时，可改变催化剂的粒度（直径dp），在恒定的下测转化率，看二者的变化关系。
9.硫化矿的燃烧、氧化铁的还原都属于气—固相非催化反应，反应从粒子外表面逐渐向内核部分推进，但粒子体积不变，这种模型属粒径不变的缩核模型。
10.在气—固相催化反应中，反应速率一般是以单位催化剂的重量为基准的，如反应A→B，A的反应速率的定义为
。
11.膜内转化系数γ值的大小反映了在膜内进行的那部分反应可能占的比例，因而可以用来判断反应快慢的程度。
12.煤炭燃烧属于气—固相非催化反应，粒径随着反应进行而不断的缩小，这种模型属于粒径缩小的缩粒模型。
.
1.固定床中的传热实质上包括了粒内传热、颗粒与流体间的传热、床层与器壁的传热几个方面。
2.颗粒的形状系数ΦS对于球体而言，ΦS==1，对于其他形状的颗粒ΦS均小于1。
3.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。
1.等温催化剂的有效系数η为催化剂粒子的实际反应速率与催化剂内部的浓度和温度与其外表面上的相等时的反应速率之比。
2.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。
3.气—固相催化反应的内扩散模数ΦS
，它是表征内扩散影响的重要参数。
4.测定气—液相反应速率的方法与均相反应时不同之点是实验时要排除气相和液相中的扩散阻力，使反应在动力学区域内进行。
2.气体在固体表面上发生吸附时，描述在一定温度下气体吸附量与压力的关系式称为吸附等温方程
5.气体在固体表面上的吸附中物理吸附是靠范德华力结合的，而化学吸附是靠化学键力结合的。
9.催化剂在使用过程，可能因晶体结构变化、融合等导致表面积减少造成的物理失活，也可能由化学物质造成的中毒或物料发生分解而造成的化学失活。
10.气—固相催化反应的内扩散模数Rsqrt（（（k_V）C_S^（m-1））/（D_ε）），它是表征内扩散影响的重要参数，数值平方大小反映表面反应速率与内扩散速率之比。
11.测定气—液相反应速率的方法与均相反应时不同之点是实验时要排除气相和液相中的扩散阻力，使反应在动力学区域内进行。
13.膜内转化系数γ值的大小反映了在膜内进行的那部分反应可能占的比例，因而可以用来判断反应快慢的程度。
第六章
1.固定床中催化剂不易磨损是一大优点，但更主要的是床层内流体的流动接近于平推流，因此与返混式的反应器相比，可用较少量催化剂和较小的反应器容积来获得较大的生产能力。
2.对于固定床反应器，当某一参数变化到一定程度时就可能使床层温度迅速升高，这种现象俗称飞温，它是固定床反应器设计和操作中所应注意的问题。
3.固定床的当量直径dε定义为水力半径RH的四倍，而水力半径可由床层空隙率及单位床层体积中颗粒的润湿表面积来求得。
5.固定床中颗粒的比表面相当直径是以相同的比表面的球形粒子直径来表示，表达式dS=6/Sv
6.描述固定床反应器的拟均相模型忽略粒子与流体之间温度与浓度的差别。
1.固定床中颗粒的体积相当直径定义为具有相同体积的球粒子直径，表达式da=
。
2.描述固定床反应器的拟均相模型，根据流动模式与温差的情况它又可分为平推流与有轴向返混的一维模型，和同时考虑径向混合和径向温差的二维模型。
2.目前描述固定床反应器的数学模型可分为拟均相和非均相的两大类。
6.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，因此一般可用拟均相一维模型来计算。
12.对于非球形粒子，其外表面积必大于同体积球形粒子的外表面积，故可定义颗粒的形状系数
。
13.固定床中颗粒的面积相当直径是以外表面相同的球形粒子的直径，表达式da=
。
1.描述固定床反应器的数学模型，考虑粒子与流体之间温度与浓度的差别的模型称之为非均相模型。
2.描述固定床反应器的数学模型，忽略了粒子与流体之间温度与浓度的差别的模型称之为拟均相模型
3固体催化剂的比表面积的经典测试方法是基于BET方程
4Freundlich吸附等温方程式是假定吸附热是随着表面覆盖度的增加而随幂数关系式减少的
第七章
1.气—固相反应系统的流化床中的气泡，在其尾部区域，由于压力比近傍稍低，颗粒被卷了进来，形成了局部涡流，这一区域称为尾涡。
2.描述流化床的气泡两相模型，气泡相为向上的平推式流动，其中无催化剂粒子，故不起反应，气泡大小均一。
3.气—固相反应系统的流化床反应器中，由于上升气泡的尾涡中夹带着颗粒，它们在途中不断的与周围的颗粒进行着交换，大量的颗粒被夹带上升，这种循环相当剧烈，所以自由床中的颗粒可认为是全混的。
4.对于气-固系统的流化床反应器粗颗粒系统，气速超过起始流化速度后，就出现气泡，气速愈高，气泡的聚并及造成的扰动亦愈剧烈，使床层波动频繁，这种流化床称为聚式流化床。
1.气—固相反应系统的流化床，全部气泡所占床层的体积分率δb可根据流化床高Lf和起始流化床高Lmf来进行计算，计算式为δb=
。
2.对于流化床反应器，当流速达到某一限值，床层刚刚能被托动时，床内粒子就开始流化起来了，这时的流体空线速称为起始流化速度
3.在流化床中为了传热或控制气—固相间的接触，常在床内设置内部构件，但很少使用水平构件，它对颗粒和气体的上下流动起一定的阻滞作用，从而导致床内产生明显的温度梯度和浓度梯度。
4.对于气—固相流化床，部分气体是以起始流化速度流经粒子之间的空隙外，多余的气体都以气泡状态通过床层，因此人们把气泡与气泡以外的密相床部分分别称为泡相与乳相
6.当前用于描述气—液两相流相间传质的模型有两大类：
一是按稳态扩散来处理的双膜模型；一是按非稳态扩散处理模型，如溶质渗透模型和表面更新模型。
7.当气流连续通过流化床的床层时，床层内那些带出速度小于操作气速的颗粒将不断被带出去，这种现象称为场析
8.描述流化床的数学模型，按照模型考虑的深度而分的第Ⅱ级模型中，各参数值均为恒值，不随床高而变，但与气泡的大小有关。
第Ⅰ级，无关。
9.在流化床反应器中，当达到某一高度以后，能够被重力分离下来的颗粒都以沉积下来，只有带出速度小于操作气速的那些颗粒才会一直被带上去，故在此以上的区域颗粒的含量就近乎恒定了，这一高度称作分离高度
1.气—固相反应系统的流化床反应器中，由于上升气泡的尾涡中夹带着颗粒，它们在途中不断的与周围的颗粒进行着交换，大量的颗粒被夹带上升，这种循环相当剧烈，所以自由床中的颗粒可认为是全混的。
2.在流化床中设计筛孔分布板时，通常分布板开孔率应取约1%以保证一定的压降。
3.如果在流化床反应器的出口处要加二级旋风分离系统作为回收装置时，旋风分离器的第一级入口理应安置在分离高度处。
4.流化床反应器中的操作气速
是根据具体情况定的，一般取流化数在～10范围内。
6.在气—固相反应系统的流化床中设置分布板，其宗旨是使气体分布均匀、防止积料、结构简单、材料节省为宜。
8.对于气—固系统的流化床反应器的粗颗粒系统，气速超过起始流化速度后，就出现气泡，气速愈高，气泡的聚并及造成的扰动亦愈剧烈，使床层波动频繁，这种流化床称为聚式流化床
9.描述流化床的气泡两相模型，反应完全在乳相中进行，乳相流动状况可假设为全混流或平推流。
10.描述流化床的数学模型，按照模型考虑的深度而分的第Ⅱ级模型中，各参数值均为恒值，不随床高而变，但与气泡的大小有关。
11.气—固相反应系统的流化床中，气泡尾涡的体积约为气泡体积的1/3
12.多相反应过程指同时存在两个或更多相态的反应系统所进行反应过程。
13.气—固相反应系统的流化床反应器中气泡，涡_和气泡云总称为气泡晕。
15.当气流连续通过流化床的床层时，床层内那些带出速度小于操作气速的颗粒将不断被带出去，这种现象称为场析。
16.气-固相反应系统的流化床存在着气泡区、泡晕区、上流区、回流区区域。
7.粒子一节节往上推动，直到某一位置崩落为止，这种情况叫做节涌。
18.描述流化床的气泡两相模型，以
的气速进入床层的气流中，一部分在乱相中以起始流化速度
通过，而其余部分
则全部以
的形式通过。
而其余部分
则全部以气泡的形式通过。
19.对于流化床反应器，当气速增大到某一定值时，流体对粒子的曳力与粒子的重力相等，则粒子会被气流带出，这一速度称为带出速度。
20.流化床反应器的开发和放大，国内外都有许多成功的经验，但一般都是从催化剂性能、操作条件、床层结构方面进行考虑和改进的。
21.描述流化床的鼓泡床模型，由于气速较大，因此该模型假定（床顶出气组成完全可用气泡中的组成代表，而不必计及乳相中的情况），这样只需计算气泡中的气体组成便可算出反应转化率。
22.当前用于描述气-液两相流相间传质的模型有两大类，一是按稳态扩散来处理的双模模型，二是按非稳态扩散处理模型如：
溶质渗透模型、表面更新模型。
23.流化床气泡两相模型，气泡与乳相间交换量Q为穿流量q与扩散量之和。
24.所谓流态化就是固体粒子像流体一样进行流动的现象。
25.在流化床中为了传热或控制气-固相间的接触，常在床内设置内部构件，以垂直管最为常用，他同时具有传热、控制气泡聚、减少颗粒带出的作用。
26.对于气固系统的流化床反应器，只有细颗粒床，才有明显的膨胀，待气速达到起始鼓泡速度，出现气泡，而对粗颗粒系统，则一旦气速超过起始流化速度后，就出现气泡，这些统称为鼓泡床。
27.气-固相反应系统的流化床中的气泡在上升过程中，当气泡答道其上升速度超过乳相气速时，就有部分气体穿过气泡而形成环流，在泡外形成一层所谓的气泡云。
28.多级混合模型的唯一模型参数为串联的全混区的个数N轴向扩散模型的唯一参数
29.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。
30.某反应的计量方程为
则其反应速率表达式不能确定
31.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。
32.各种操作因素对于复杂反应的影响各不相同，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。
33.对于反应
各物质反应速率之间的关系为
34.物质A按一级不可逆反应-间歇反应器中分解，在67℃转化率50%需30min,在80℃时达到同样的转化率仅需20s,该反应的活化能为
35.流化床反应器的
的范围大致在10-90之间，粒子愈细，比值愈大，即表示从能够流化起来到被带出为止的这一范围愈广。
36.对于流化床反应器，当气速增大到某一定值时，流体对粒子的曳力与重力相等，则粒子会被气流带出，这一速度称为带出速度或终端速度。
37.对于液固系统的流化床，流体与粒子的密度相差不大，故起始流化速度很小，流速进一步提高时，床层膨胀均匀且波动很小，粒子在床内的分布也比较均匀，故称为散式流化床。
38.描述流化床的床模型，它相当于
>6-11时，乳相中气体全部下流时的情况。
39.在流化床设计筛孔分布时，可根据重床气速定出分布板单位截面的开孔数=
40.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目的产物的收率，完全混合反应器内物料的温度和浓度均一，并且等于反应器出口物料的温度和浓度。
41.反应级数不可能大于3
42.在均相反应动力学中，利用实验数据求化学反应速率方程式的两种方法是积分法和微分法。
1. 下列属于非均相反应的是__D_____。
A.乙酸乙酯水解B.氢气燃烧与NaOH的中和D.催化裂解
2. 下列属于均相反应的是___C____。
A.催化重整B.催化裂解与NaOH的中和D.水泥制造
3. 下列属于均相反应的是__B_____。
A.煤炭燃烧B.氢气燃烧C.离子交换D.加氢裂解
4. 下列属于均相反应的是___A____。
A.乙酸乙酯水解的还原C.加氢脱硫D.电石水解
5. 下列属于非均相反应的是__B_____。
A.乙酸和乙醇的酯化B.加氢脱硫C.氢气燃烧D.烃类气相裂解
6. 化学反应`CO+3H_2=CH_4+H_2O`，其中化学反应计量系数为-1的是哪种物质__A____。
A.`CO`B.`H_2`C.`CH_4`D.`H_2O`
7. 化学反应`2NO+2H_2=N_2+2H_2O`，其中化学反应计量系数为+2的是哪种物质___D___。
A.`NO`B.`H2`C.`N_2`D.`H_2O`
二、
1. 对于反应`aA+bB->Pp+Ss，`则`r_p=`_A____（-`r_A`）。
A.`p/（|a|）B.`p/aC.`a/pD.`（|a|）/p
2. 一级连串反应`A→P→S`在平推流管式反应器中进行，使目的产物P浓度最大时的反应时间`t_（opt）=`___C____。
A.`1/sqrt（K_1K_2）B.`（ln（K_1/K_2））/（K_2-K_1）C.`（ln（K_2/K_1））/（K_2-K_1）D.`（ln（K_2/K_1））/sqrt（K_1K_2）
3. 如果平行反应`A->P（主），A->S（副）`均为一级不可逆反应，若`E_主>E_副,`提高收率`Φ_P`应__C___。
A.提高浓度B.降低浓度C.提高温度D.降低温度
4. 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`τ_（opt）=`____D___。
A.
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