反应工程复习题集.docx

1、反应工程复习题集一、选择题1当固定床反应器中的催化剂颗粒为球形时，则颗粒的形状 为 （ A ） A. 1 B. 1 D . 0.52已知某基元反应A C +D, 其反应级数为 （ A ）A. 一级 B. 二级 C. 三级 D. 不确定3下列哪个不是反应程度的特点: ( B )A 总为正值 B 各反应组分的反应程度相同C 与方程式的写法无关 D 是个累积量4返混的定义是 （ B ）A 不同空间位置的粒子的混合 B 不同停留时间的粒子的混合 C 参与不同反应的粒子的混合 D 不同反应器粒子的混合 5化学反应，其中化学计量系数为+2的是 （ A ） A.H2O B.N2 C.NO D. H26. 控

2、制步骤意为 （C ） A 各步骤中进行最快的 B 最先达到平衡的C 各步骤中进行最慢的 D 不可逆的 7充分返混的反应器有 ( C )A.间歇反应器 B.平推流反应器C.全混流反应器 D.非理想反应器8制备催化剂时加入很少量就可以减少活性的物质称为 ( D )A.活性组分 B.载体 C.助剂 D.抑制剂 9“三传一反”中的“一反”是指 （ A ）A. 化学反应 B.质量传递 C . 动力传递 D. 热量传递10化学膨胀因子可定义为 （ C ） A. B. C. D . 11固体催化剂的核心组成是 （ D ）A. 抑制剂 B.载体 C. 助剂 D. 活性组分12. 对于反应体系增大的系统，化学膨

3、胀率为 （ C ） A. 0 D. 013全混流模型的最大特点是 （ A ） A. 物料完全混合 B. 物料在轴向无扩散与混合 C. 停留时间均匀 D. 是一种非理想模型 14在平推流反应器中，因返混程度达到最小，则其散度 为 （ B ）A.1 B. 0 C. D. 无穷大15当固定床反应器中的催化剂颗粒为球形时，则颗粒的形状 为 （ D ） A. 0.5 B. 1 D . 116反应器的有效容积与进料流体的体积流量之比为 ( A )A. 空时 B. 反应时间t C. 停留时间t D. 平均停留时间17.某反应速率表达式为r=kcAcB0.5 ,则该反应级数为 ( C )A.0级 B.1级 D

4、.2级18.化学计量数对反应物为 ,产物为 . ( C )A.正,负 B. 正,正 C.负,正 D.负,负19.当吸附达平衡时,表观速率（总反应速率）r为 ( A )A.0 B.1 C.2 D.20.返混程度最小的的反应器是 ( B )A.间歇反应器 B.平推流反应器C.全混流反应器 D.非理想反应器21. 可逆反应速率总是随转化率升高而 ( A )A.降低 B.升高 C.不变 D.不确定22. .对平推流反应器,即完全不返混时,散度即方差为 ( A )A.0 B.1 C.2 D.二、填空1.均相反应的速率是温度和 浓度 的函数.2.气体在固体表面上的物理吸附是靠 得华力 结合3.对平行反应来

5、说,当主反应的活化能E1大于副反应的活化能E2时, 提高温度 将有利于提高目的产物收率,反之E1E2时, 减低温度 有利于提高目的产物收率.4. 一个好的催化剂应具有 活性好 , 选择率高 , 寿命长 ,.5. 具有良好搅拌装置的釜式反应器按_全混流_ 反应器处理,长径比比较大的管式反应器按 平推流 反应器处理（平推流或全混流）.6. 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=_ dv=（6Vp/）1/3 _。7.气固非均相催化反应的控制步骤意为 各步骤中速率最慢的一步 。8.关键组分A的转化率可定义为xA= (NAO-NA)/ NAO 。9.在全混流反应器中，因反应物

6、浓度很低且为常数，则反应速率也为 常数 。10.停留时间分布函数E(t)具有归一性，则 1 。11.一般来说，空速越大，表明反应器的生产能力 越大 。12.实际生产中将多个反应器串联联操作其作目的是 提高转化率。13已知，反应在恒温恒压下进行，物料初始浓度为CA0=3mol/l；CB0=4mol/l；CR0=1mol/l；CS0=1mol/l(S为氮气)，则 1/3 。14. 生成主产物的反应称为_主产物 _ ，其它的均为副反应。15. 化工生产的三个部分包括 原料预处理 ， 化学反应 , 产品的分离提纯，其中 化学反应 是整个生产过程的核心.16.一般来说，空时越大，表明反应器的生产强度 越

7、小 。17.实际生产中将多个反应器并联操作,其目的是 提高处理能力 。三、名词解释1. 连串反应：前一反应的产物为后以反应的反应物，这样的反应成为连串反应2. 扩散：气体反应物以扩散的方式通过微孔进入催化剂颗粒部的过程3. 返混：同停留时间物料之间的混合4. 空时：反应器有效容积和进料体积流量间的比值5. 催化剂 是一种能够加速反应速率，而不改变化学平衡的物质 6. 停留时间 物料从进入反应器到离开反应器所用的时间7. 收率 8.均相反应 参与反应的各化学组分处于同一相进行化学反应9.复合反应 用两个或两个以上的化学反应方程式和动力学方程式表示的反应10.选择率 生成目的产物消耗的关键组分A的

8、量/反应过程中关键组分A的总消耗量11.比表面积单位质量固体催化剂的全部表面积四、简单1.简述什么是质量作用定律？并写出该基元反应，关键组分A的消耗速率方程（-rA）和产物D、R的生成速率方程(rD,rR)的表达式？ 答： 基元反应中的速率与各反应物浓度的乘积成正比，其中某反应物浓度的方次为化学反应式中该组分的系数。 2. 简述气-液相反应过程的步骤并画出示意图 1）气相反应物从气相主体通过气膜传至气液相界面，并且在界面上达到气液相平衡，（2）反应组分从气液相界面穿过液膜进入液相主体，并同时发生反应，（3）液相产物向液相主体扩散，气相产物向气液界面扩散穿过气膜进入气相主体。3 简述气液反应过程

9、的步骤？1）气相反应物A从气相主体通过气膜传至气流相界面，并在界面上达到气液相平衡； （2）反应组分A从气液相界面穿过液膜进入液相主体，并同时进行反应； （3）液相产物向液相主体扩散，气相产物则向气液界面扩散穿过气膜进行气相主体 4 .气固相催化反应的步骤答：多相催化反应反应过程的步骤：（1）反应组分从流体主体向固体催化剂外表面传递；（2）反应组分从外表面向催化剂表面传递；（3）反应组分在催化剂表面的活性中心上吸附；（4）在催化剂表面上进行化学反应；（5）反应产物在催化剂表面上吸附（6）反应产物从催化剂表面向外表面传递（7）反应产物从催化剂的外表面向流体主体传递5. 简述双膜理论 在气、液两相

10、中沿相界面两侧存在一个气膜一个液膜。气、液两相中的传质阻力全部集中在两侧膜。五、计算题1. 考虑反应A 3P，其动力学方程式为，试推导在恒容下以总压P表示的动力学方程式？ 解 t=0 Cao 0 Caot=t Ca 3（Cao-Ca） 3Cao-2CaP0=CaoRT P=(3Cao-2Ca)RT推出,带可得2. 反应A+B R+S,己知VR=1L,物料进料速率V0=0.5L/min,CA0=CB0=0.05mol/L,动力学方程式为(-rA)=kcAcB,其中k=100L/(mol.min).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

11、,反应器体积应多大?(3).若全混流反应器体积VR=1L,可达到的转化率为多少? = V/ xA=90.9% = V/ = CAO XA/-rA = （CAO XA） kCAO2(1- XA)2 = 22 min V= = 11 L 3、乙烯氧化生成环氧乙烷为银催化剂上的气固相催化反应，进入反应器的气体组成（摩尔比）：C2H4： 15%,O2 ：7%,CO2 ：10%,其余为Ar 、N2；出反应器气体中现已知：C2H4 ：13.1%,O2 ：4.8%。试计算乙烯的转化率、环氧乙烷的选择性及收率。（）解 以100mol进料为基准，以、表示环氧乙烷及二氧化碳的生成量，C2H4O2C2H4OCO2H

12、2O惰总计进口157010068出口15-/27-/2-3/210+68100-/2进行物料衡算，结合出口条件可知：则可求得1.504mol，0.989mol乙烯反应量：1.5040.989/2=1.9985mol转化率：1.9985/15=0.1333收率：1.504/15=0.1003选择率：1.504/1.9985=0.75264. 某厂生产醇酸树脂是使己二酸与己二醇以等摩尔比在70用间歇反应器以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)=kcA2 k=1.97X10-3m3/kmol.min CA0=4kmol/m3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).转化率为0.8,0.9时,所需反应时间为多少?(2).求转化率为0.8时所需反应器体积为多少？并进行圆整? (已知己二酸的分子量M146)解(1) (2) 圆整至2.5m3