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化学反应工程第二版课后答案.word - 副本

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化学反应工程第二版答

第一章习题

1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?

答:如果反应物严格按照化学反应式一步直接转化生成产物,该反应是基元反应。基元反应符合质量作用定律。基元反应的活化能指1摩尔活化分子的平均能量比普通分子的平均能量的高出值。基元反应的反应级数是该反应的反应分子数。一切不符合质量作用定律的反应都是非基元反应。非基元反应的活化能没有明确的物理意义,仅决定了反应速率对温度的敏感程度。非基元反应的反应级数是经验数值,决定了反应速率对反应物浓度的敏感程度。

2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?

答:在间歇反应器中可以直接得到反应时间和反应程度的关系,而这种关系仅是动力学方程的直接积分,与反应器大小和投料量无关。

第二章习题

1.动力学方程的实验测定时,有采用循环反应器的,为什么?

答:循环反应器行为与全混流反应器相同,可以得到反应速率的点数据,而且反应器进出口浓度差比较大,对分析精度要求不很高。

2.平行液相反应

A→P r P=1

A→R r R=2c A

A→S r S=c A2

已知c A0=2kmol·m-3,c Af=0.2kmol·m-3,求下列反应器中,c P最大为多少?

(1)平推流反应器;(2)全混流反应器;(3)两相同体积的全混流反应器串

联,c A1=1 kmol·m-3。

3

-A0Af A 2

A Af 0A p P A

P Af

A0p 2A 2

A A S R P P P m kmol 5.02

11

2.011)1(1)1(1d )

1(1

)(d 1PFR For )1(1

211A0

Af

A Af

?=+-+=+-+=

+=-=-=

+=++=++=

??

c c c c c c S c c S c c S c c c r r r r S c c c c

3

-2

2Af Af A0Af A0p P m kmol 25.1)

2.01(1

)2.02()1(1)()(CSTR

For ?=+-=+-=-=c c c c c S c 3

-2

2P2Af A1P1A1A0P m kmol 81.056.025.0)2.01(1

)2.01()11(1)12()()(Series in CSTR For two ?=+=+-++-=-+-=S c c S c c c

3. A 进行平行分解反应,其速率式为 ↗R r R =1 kmol ·m -3min -1

A →S r S =2c A kmol ·m -3min -1

↘T r T =c A kmol ·m -3min -1

其中R 是所要求的目的产物,c A0=1kmol ·m -3

。试问在下述反应器进行等温操作时,预计最大的c R 为多少?(1)全混流反应器;(2)平推流反应器。 解

低浓度操作对生成目的产物R 有利,对全混流反应器,可在极低的浓度下操作

1

011

)

01(211)()(Af

Af Af A0p Af A0R =++-=++-=-=c c c c S c c c

对平推流反应器,则尽量使其转化率提高。

()3A

Af

p Af A0R m mol 462.00

11

ln 31d 311

A0

Af ?=+=+=-=?

c c c c S c c c

4. 一级不可逆连串反应C B A 21?→??→?

k

k

,k 1=0.25hr -1,k 2=0.05hr -1

,进料流率V 0为1m 3hr -1,c A0=1kmol ·m -3,c B0=c C0=0。试求:采用两个V R =1m 3

全混流反应器串联时,反应器出口产物B 的浓度。 解

()

()()

()

()()()()3

R 20B10R A21B2B2R B22A21B10B203

A23

B13

1A 0R m m 2m 1m

1A0

B m 1A0

A m kmol 3338.005

.011905

.064.025.0B m kmol 64.025.018

.0m kmol 1905.005.0125.0125

.01m kmol 8.025.011

hr 11

1

1111----?=++?=++=

-=-?=+=?=++?=?=+====

++=+=V k V c V V c k c c V c k c k c V c V c c c V V k k k c c k c c :从中解出作物料衡算:就第二个反应器对第二个反应器出口:第一个反应器出口:第一个反应器出口:τττττ

()()

()()()A

A

A0A 0A A0A0A 0A A0B0B B A

A0B0B A

A A0A 2

B

A A A A0A A A0A A A 0A A0A A

A 5.01235.01235.01225.011d d 5.015

.0413112121111d d 1x x c x V x n n x V x n n V n c x n n n x x c c c kc t x x c r y x V V x n n t n V r --=--=--==

-=--==-=--==+=-=--=+=-=-=-εδε ()2

A A A 2

0A A 5.01231d d ???

? ??---=x x x kc t x

1、 在氧化钽催化剂上进行乙醇氧化反应:

S

R B A O

H CHO CH O 2

1

OH H C 23252+→+ 其反应机理为:

a 1

11

152152H σA σA

H σO σH C 2σOH H C 2

1

+??←?→

?+k k b 2

2

22B σB O σσO 214

3

??←?→?+k k c

2

2

11

232152OH R

B σA σOH σCHO CH O σO σH

C 5σσ++?→?+k (控制步骤)

d 12221σσO H OH σH σ6

++?→?+k

证明:下述速率表达式:

()()

A

A B B

B

A 211p K p K

p p k r ++=

解:

两类活性中心,

1

1

2V OH B 1V H A =++=++θθθθθθ

表面反应c 为控制步骤,则

B A 5θθk r = (1)

快速不可逆反应d ,

OH H 6d θθk r =

由a 得:H A 22

V1A 1θθθk p k =令2

1

A k k K =

,而且,当步骤d 为不可逆时,该步骤为不可逆的快速反应,由c 生成的OH σ2很快与H σ1反应,使体系中实际不存在OH σ2,即θOH →0,并使H σ1的消耗速率与步骤c 中反应物的消耗速率相同,故有θH =θA 。

A

A A A A A A A 1V A A A 21)

21(p K p K p K p K +=

-==θθθθ (2)

由b 得:B 4V23θθk p k B =令

B 4

3

K k k =,则 B

B B B B B B B 2V B B B 1)

1(p K p K p K p K +=

-==θθθθ (3)

将(2),(3)代入(1)得:

()()

A

A B B

B

A 211p K p K

p p k r ++=

2、 催化反应A+B ,A ,B 为均匀吸附,反应机理为:

(1) A+σ=A σ (2) A σ= B σ (3) B σ= B+σ

其中A 分子吸附(1)和表面反应(2)两步都影响反应速率,而B 脱附很快达平衡。试推导动力学方程。 解

()()()()()()()()()B 32

21A 121B 32

A

11A 21112

121B 3B 32A 1B 32

A 1121A 11

B 32

1B 32

A 12

1B 32

A

11A 11B 32

1B 32

A 1V V

2

1B 32A 1A V B 32

A 2A 1V A 1

B 2A 2A 1V A 1V B A V

B 3B B 2

A 22A

1V A 111

1

121,1

)3(p K k k k p k k k p K k p k k p k k k r k k k k p K p K k p k p K k p k k k k p k r p K k k p K k p k k k p K k p k k p k r p K k k p K k p k k k p K k p k p K k k k p k k k k p k p K k k r k p k r '++'+++''+'-+'=+'++'+'+'+'-+'=

+++''++''+'-=

+++''+=

+''+='-='-'-='-=++='-='-=θθθθθθθθθθθθθθθθθθθθ两步速率必然相等。

定常态下达到平衡

第五章习题

1. 异丙苯在催化剂上脱烷基生成苯,如催化剂为球形,密度为ρP =1.06kg ·m -3

空隙率εP =0.52,比表面积为S g =350m 2g -1

,求在500℃和101.33kPa ,异丙苯在微孔中的有效扩散系数,设催化剂的曲折因子τ=3,异丙苯?苯的分

子扩散系数D AB =0.155cm 2s -1

。 解

1

233

P e 1

233K AB 12370

K 93

P g P V

g 0s cm 10145.13

10608.652.0s cm 10608.610902.61155.011

111s cm 10902.612015.27350010606.548504850m 10606.51060

1035052

.0444

----------?=??==?=?+

=+=?=+??==?=???==

=τερεD D D D D M T d D S S V d

2. 在硅铝催化剂球上,粗柴油催化裂解反应可认为是一级反应,在630℃时,

该反应的速率常数为k =6.01s -1,有效扩散系数为D e =7.82╳10-4cm 2s -1

。,试求颗粒直径为3mm 和1mm 时的催化剂的效率因子。 解

461.10182.701.6305.03

383.40182.701.6315.034

114e 33S =?==

=?==--e S D k R D k R ??

5373.0383.4101249.008.8001249.008.80461.11461.131

461.1131)3(112282.0383

.41

1

461.13461.13461.13461.131S 1S S11S3

3=?

??

??--+=

???? ???--+=???

? ??-=

==

=?-??-?e e e e th ???η?η

3. 常压下正丁烷在镍铝催化剂上进行脱氢反应。已知该反应为一级不可逆反

应。在500℃时,反应的速率常数为k =0.94cm 3s -1g cat -1

,若采用直径为0.32cm

的球形催化剂,其平均孔径d 0=1.1╳10-8m ,孔容为0.35cm 3g -1

,空隙率为0.36,曲折因子等于2.0。试计算催化剂的效率因子。 解

1

2P K e 1

260

K 1P V 3

g

P

P s cm 003506.02

36.001948.0s cm 01948.058

15.773101.14850M 4850s 9673.0029.194.0cm g 029.135

.036

.0-----=?===???=?==?==?==

=

τερερD D T d D k k V

7052.06577.210701.02634.140701.02634.148859.018859.0318859.018859.0003506

.09673.0316.03

8859.038859.038859.038859.03e V S =?

??

??--+=

???? ???--+====

?-??-?e e e e D k R η?

4. 某一级不可逆催化反应在球形催化剂上进行,已知D e =10-3cm 2s -1

,反应速

率常数k =0.1s -1

,若要消除内扩散影响,试估算球形催化剂的最大直径。 解

cm

18.009.0101.033.03

3

.0,3

e

V S S <<>

=

<-D R R D k R

??要求消除内扩散影响

5. 某催化反应在500℃条件下进行,已知反应速率为:

?r A =3.8╳10-9p A 2 mol ·s -1g cat -1

式中p A 的单位为kPa ,颗粒为圆柱形,高╳直径为5╳5mm ,颗粒密度ρ

P =0.8g ·cm -3

,粒子表面分压为10.133kPa ,粒子内A 组分的有效扩散系数

为D e =0.025cm 2s -1

,试计算催化剂的效率因子。 解

()()(

)()

()()201.097

.41

1

97

.484.1525.1025.0001576.026.12555π5π5.2m kmol 001576.015.773314.8133

.10m s kmol 6.125m kJ s kmol

m kJ 6.125m kJ s kmol kPa 6.125m kg K

K kmol kJ g s mol kPa

800

15.773314.8108.3s m mol m kmol :kPa

s mol kPa : of unit The kPa

:g s mol 108.3S

2AS e V S S S 3AS AS 3

11V 3

211

2

3-32112V 32

111

cat 12

2

9V 1

31-2

A V A 3

-A A A 1

cat

12A 1

cat

12

A 9A ==

=

==??????='=?=?==

=??=?=???????=?=-?=???=--------------------------?η?c f D k S V RT p c k k k c k r c RT

c p g k p p r

6. 某相对分子质量为225的油品在硅铝催化剂上裂解,反应温度为630℃、

压力为101.33kPa ,催化剂为球形,直径0.176cm ,密度0.95g ·cm -3

,比

表面积为338m 2g -1,空隙率εP =0.46,导热系数为3.6╳10-4J ·s -1cm -1K -1

;测

得实际反应速率常数k V =6.33s -1

;反应物在催化剂外表面处的浓度c AS =1.35

╳10-5mol ·cm -3;反应热ΔH =1.6╳105J ·mol -1;活化能E =1.6╳105J ·mol -1;扩散过程属于克努森扩散,曲折因子为τ=3,试求催化剂的效率因子和颗粒内最大温差。 解

1

270

K 74

g P P g

g 0s cm 005230.0255

9031073.548504850cm 10730.510

33895.046

.044

4

---=???=?=?=???===M T d D S S V d ρε

K

812.4106.31035.1106.11002.8)(s cm 1002.83

46.000523.04

5

54e

R e max 124P K

e AS

-=??????-=?-=

=??=?==-----λβτεc H D T T D D S 温差不大,按等温计算有效因子

3346.0818.71000402.024********.02485606.21606.231606.21606.210

02.833.63176.05.03

606.23606.23606.23606.234e V S =?

??

??--+=

???? ???--+==??==

?-??-?-e e e e D k R η?

7. 实验室中欲测取某气固相催化反应动力学,该动力学方程包括本征动力学

与宏观动力学方程,试问如何进行? 答

第一步必须确定消除内、外扩散的颗粒粒度及气流速度和装置;第二步测定本征动力学;第三步在循环反应器中测定原颗粒的宏观动力学。

1. 在T ?x 图上,①为平衡曲线,②为

最佳温度曲线,AMN 为等转化率曲线,指出最大速率点和最小速率点。BCD 为等温线,指出最大速率点和最

小速率点。 答 在AMN 线上,M 为最大速率点,N 为最小速率点

在BCD 线上,C 为最大速率点,D 为最小速率点

2. 在T ?x 图上,定性绘出三段间接换热SO 2氧化反应的操作线。

在T ?x 图上,定性绘出三段原料气冷激的合成氨反应的操作线。

T

T

化学反应工程习题答案

第7章化学反应工程习题答案 7-1 试述物理吸收与化学吸收的区别。 解:对于物理吸收过程*=A A A P H C 0 对于化学吸收过程* * +=A A B A P P C C αα10 ,式中A KH =α,其中K 为化学平衡常 数;0B C 为吸收剂中的活性组分浓度;0A C 是与A 组分分压*A P 平衡的气体浓度;A H -A 组分溶解度系数。从以上两式可以看出物理吸收和化学吸收区别如下: 1.物理吸收气体溶解度与气体压力呈正比关系,化学吸收呈渐近线关系,当分压较高时,气体溶解度趋近化学计量的极限,因此为了减低能耗,导致操作方式不同,压力较低宜采用化学吸收,压力较高宜采用物理吸收。 2.热效应不同,物理吸收热效应较小,每摩尔数千焦耳,而化学吸收可达数万焦耳。导致吸收剂的再生方式不同,物理吸收过程吸收剂减压再生为主,化学吸收过程的吸收剂再生除减压外还需加热。 3.物理吸收选择性主要体现各种气体在溶解度系数的差异,而化学吸收取决于A KH =α,由于化学反应特定性,吸收选择性不同。化学吸收选择性高于物理吸收。 7-2解释下列参数的物理意义:无因次准数M 、增大因子β及液相利用率η。分别写出一级不可逆和二级不可逆反应无因次准数M 的计算式。 解:无因次准数M 的物理意义 通过液膜传递速率 液膜内的化学反应速率 增大因子β的物理意义为速率 单纯物理吸收时的传质过气液界面的传质速率 液膜内有化学反应时通 液相利用率η的物理意义为的反应速率液相均处于界面浓度下吸收速率 对于一级不可逆反应211L AL L L k k D k k M ==δ 对于二级不可逆反应2 2L BL AL k C k D M = 7-3 纯二氧化碳与氢氧化钠水溶液进行反应,假定液相上方水蒸气分压可不 计,试按双膜模型绘出气相及液相二氧化碳浓度分布示意图。 解: 气模 液膜 P CO2,g P CO2,i C CO2,i C CO2,L

化学反应工程试题集

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。 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。

化学反应工程第二版课后答案

第一章习题 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? 答:化学反应式中计量系数恒为正值,化学计量方程中反应物的计量系数与化学反应式中数值相同,符号相反,对于产物二者相同。 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? 答:如果反应物严格按照化学反应式一步直接转化生成产物,该反应是基元反应。基元反应符合质量作用定律。基元反应的活化能指1摩尔活化分子的平均能量比普通分子的平均能量的高出值。基元反应的反应级数是该反应的反应分子数。一切不符合质量作用定律的反应都是非基元反应。非基元反应的活化能没有明确的物理意义,仅决定了反应速率对温度的敏感程度。非基元反应的反应级数是经验数值,决定了反应速率对反应物浓度的敏感程度。 3 若将反应速率写成t c r d d A A - =-,有什么条件? 答:化学反应的进行不引起物系体积的变化,即恒容。 4 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? 答:在间歇反应器中可以直接得到反应时间和反应程度的关系,而这种关系仅是动力学方程的直接积分,与反应器大小和投料量无关。 5 现有如下基元反应过程,请写出各组分生成速率与浓度之间关系。 (1)A+2B →C (2)A+2B →C (3)2A+2B →C A+C →D B+C →D A+C →D C+D →E 解

(1) D 4C A 3D D 4C A 3C 22 B A 1C C 22B A 1B D 4C A 3C 22 B A 1A 22c k c c k r c k c c k c k c c k r c k c c k r c k c c k c k c c k r -=+--=+-=+-+-= (2) E 6D C 5D 4C B 3D E 6D C 5D 4C B 3C 22 B A 1C D 4C B 3C 22B A 1B C 22 B A 1A 22c k c c k c k c c k r c k c c k c k c c k c k c c k r c k c c k c k c c k r c k c c k r +--=+-+--=+-+-=+-= (3) D 4C A 3D D 4C A 3C 22 B 2A 1C C 22B 2A 1B D 4C A 3C 22 B 2A 1A 2222c k c c k r c k c c k c k c c k r c k c c k r c k c c k c k c c k r -=+--=+-=+-+-= 6 气相基元反应A+2B →2P 在30℃和常压下的反应速率常数k c =2.65× 104m 6kmol -2s -1。现以气相分压来表示速率方程,即(?r A )=k P p A p B 2 ,求k P =?(假定气体为理想气体) 解 ()3 -1-363111 2643c P 2 B A p A 2 B A c 2 B A c A 1264c kPa s m kmol 10655.1K 303K kmol kJ 314.8s kmol m 1065.2)(s kmol m 1065.2K 30330273--------??=???= ==-? ? ? ??==-= ?==+=RT k k p p k r RT p RT p k c c k r RT p c k T

化学反应工程原理(华东理工大学版)第二版第八章答案

化学反应工程原理(华东理工大学版)第二版第八章答案 篇一:化学反应工程原理(华东理工大学版)第三章华东版3-1 解:cA0kt?xA1?xA ?1把数据代入得cA0k?0.2min 当xA=0.75时解得t=15min 所以,增加的时间为15-5=10min 3-2 解:?1?xA?1?nn?1?1??n?1?cA0kt (式A)把xA=0.75和t=10min代入解得cA0k?0.1 再把t=30min代入(式A)解得xA=1.25 所以,转化率应为 1 3-3 解:设反应动力学方程为:? 则?1?xA?1?nn?1dcAn ?kcAdtn?1?1??n?1?cA0kt,且cA0=1 ?1?0.8??1??n?1?k8因此有 1?n?1?0.9??1??n?1?k18 解得:n=2;k=0.5L/mol·min 3-4 1)计算进料中酸、醇和水的摩尔浓度cA0、cB0、cS0(注意进料中水的浓度cS0不为0)。 2)列出当酸的转化率为xA时,各组分浓度的表示式: -11?n cA?cA0?1?xA? cB?cB0?cA0xA cR?cA0xA cS?cS0?cA0xA 3)将上列各式及各组分初浓度代入反应速率式,整理得 dxA2 ??7.93?10?6?10.2?20.1xA?2.58xA?dt 4)计算转化率达35%所需的时间为 t??0.35 0dxA ?627.93?1010.2?20.1xA?2.58xA上述积分可查积分表用公式计算,也可用MATLAB语言的quad解算子计算,结果为 t?7153s?2h 5)计算所需反应器体积。先计算每天的反应批数,再计算每m3反应体积每天的生产量,然后再计算达到要求产量所需反应器体积。答案为 VR=51.9m3 3-5 1)设酯的平衡转化率为xAe,将平衡时各组分浓度代入化学平衡方程得:21.1512xAe?0.219 1.1511?xAe48.76?1.151xAe化简整理上述方程并求解得xAe?90.8% 2)此题解法与3-4中的步骤2~4相同,答案为t=276min 3)此时各组分的浓度为酯:0.207mol/L;水:47.816 mol/L;醇、酸:0.910 mol/L;反应物系的组成为酯:0.414%;水:95.80%;醇、酸:1.82%; 3-6 对可逆放热反应,当反应温度过低时,因反应速率过低转化率偏低,当反应温度过高时,转化率又会受化学平衡的限制。所以,对一定的平均停留时间都存在一能达到最高转化率的最优反应温度。对本题此最优反应温度可用解析法求解。 1)列出反应器的物料衡算方程 qV?cA0?cA??VR??rA? 将反应动力学方程代入,整理后可得xA?k?T??1???k?T??k??T???? 式(A)2)对上式求导,并令导数为零 ?dkdk??dk???1??k?k?????k??????dTdTdTdxA?? ?2dT?1??k?k?????? dkkE将上式展开,并将代入,化简后可得 ?2dTRT ???E2E1?ln?? RT?k20?E2?E1? 于是Topt??E2 ??E1Rln??k?E?E2021????12405 ?325K

化学反应工程期末考试真题

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___。

化学反应工程课后答案

1 绪 论 1.1在银催化剂上进行甲醇氧化为甲醛的反应: 进入反应器的原料气中,甲醇:空气:水蒸气=2:4:1.3(摩尔比),反应 后甲醇的转化率达72%,甲醛的收率为69.2%。试计算 (1) (1) 反应的选择性; (2) (2) 反应器出口气体的组成。 解:(1)由(1.7)式得反应的选择性为: (2)进入反应器的原料气中,甲醇:空气:水蒸气=2:4:1.3(摩尔比), A P 出口甲醇、甲醛和二氧化碳的摩尔数n A 、n P 和n c 分别为: n A =n A0(1-X A )=7.672 mol n P =n A0Y P =18.96 mol n C =n A0(X A -Y P )=0.7672 mol 结合上述反应的化学计量式,水(n W )、氧气(n O )和氮气(n N )的摩尔数分别为: n W =n W0+n P +2n C =38.30 mol n O =n O0-1/2n P -3/2n C =0.8788 mol n N =n N0=43.28 mol 1. 1. 2其主副反应如 下: 由于化学平衡的限制,反应过程中一氧化碳不可能全部转化成甲醇,为了提高原料的利用率,生产上采用循环操作,即将反应后的气体冷却,可凝组份变为液体即为粗甲醇,不凝组份如氢气及一氧化碳等部分放空,大部分经循环压缩 原料气 Bkg/h 粗甲醇 Akmol/h

100kmol 放空气 体 原料气和冷凝分离后的气体组成如下:(mol) 组分原料气冷凝分离后的气体 CO 26.82 15.49 H 2 68.25 69.78 CO 2 1.46 0.82 CH 4 0.55 3.62 N 2 2.92 10.29 粗甲醇的组成为CH 3OH 89.15%,(CH 3 ) 2 O 3.55%,C 3 H 9 OH 1.10%,H 2 O 6.20%,均为 重量百分率。在操作压力及温度下,其余组分均为不凝组分,但在冷凝冷却过程中可部分溶解于粗甲醇中,对1kg粗甲醇而言,其溶解量为CO 2 9.82g,CO 9.38g,H 2 1.76g,CH 4 2.14g,N 2 5.38g。若循环气与原料气之比为7.2(摩尔比), 试计算: (1)(1)一氧化碳的单程转换率和全程转化率; (2)(2)甲醇的单程收率和全程收率。 解:(1)设新鲜原料气进料流量为100kmol/h,则根据已知条件,计算进料原料 i i i i i m i i 。 M’ m =∑y i M i =9.554 又设放空气体流量为Akmol/h,粗甲醇的流量为Bkg/h。对整个系统的N 2 作衡算 得: 5.38B/28×1000+0.1029A=2.92 (A) 对整个系统就所有物料作衡算得: 100×10.42=B+9.554A (B) 联立(A)、(B)两个方程,解之得 A=26.91kmol/h B=785.2kg/h 反应后产物中CO摩尔流量为

最新化学反应工程基本概念

第一章 1 1. 化学反应工程是一门研究 (化学反应个工程问题)的科学。 2 2. 所谓数学模型是指 (用数学方法表达各变量间的关系)。 3 3. 化学反应器的数学模型包括(动力学方程式、物料横算式子、4 热量衡算式、动量衡算式和参数计算式) 5 4. 所谓控制体积是指(能把反应速率视作定值的最大空间范围)。6 5. 模型参数随空间而变化的数学模型称为(分布参数模型)。 7 6. 模型参数随时间而变化的数学模型称为(非定态模型)。 8 7. 建立物料、热量和动量衡算方程的一般式为 (累积量=输入量-输出 9 量)。 10 第二章 11 1. 均相反应是指 (在均一的液相或气相中进行的反应)。 12 2. 对于反应aA + bB → pP + sS,则r P =( p/a )r A 。 13 3.着眼反应物A的转化率的定义式为(转化率Xa=转化了的物料A的量/反应开14 始的物料A的量)。 15 4. 产物P的收率Φ P 与得率Х P 和转化率x A 间的关系为( Xp/Xa )。 16 17 5. 化学反应速率式为r A =k C C A αC B β,用浓度表示的速率常数为k C ,假定符合 18 理想气体状态方程,如用压力表示的速率常数k P ,则k C =[ (RT)的a+B次方]k P 。 19 6.对反应aA + bB → pP + sS的膨胀因子的定义式为(P+S)-(A+B))/A 。 20

7.膨胀率的物理意义为 (反应物A全部转化后系统的体积变化率)。 21 8. 活化能的大小直接反映了 (反应速率) 对温度变化的敏感程度。 22 9. 反应级数的大小直接反映了(反应速率) 对浓度变化的敏感程度。 23 10.对复合反应,生成主产物的反应称为 (主反应),其它的均为(副反应)。 24 11. 平行反应A → P、A → S 均为一级不可逆反应,若E 1>E 2 ,选择性 25 S p 与 (A的浓度)无关,仅是 (A的浓度) 的函数。 26 12. 如果平行反应A → P、A → S均为一级不可逆反应,若E 1>E 2 ,提 27 高选择性S P 应(提到温度)。 28 13. 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29 率,应(降低)k 2/k 1 。 30 14. 产物P的收率的定义式为 (生成的全部P的物质的量/反应掉的全部A 31 的物质的量) 32 15. 产物P的瞬时收率φ P 的定义式为(生成的物质的量/反应的A的物质的量) 33 16. 产物P的选择性S P 的定义式为(单位时间内产物P的物质的量/单位时 34 间内生成产物S的物质的量) 35 17. 由A和B进行均相二级不可逆反应α A A+α B B = α S S,速率方程为: 36 r A =-dC A /dt=kC A C b 。 37 求:(1)当C A0/C B0 =α A /α B 时的积分式 38 (2)当C A0/C B0 =λ≠α A /α B 时的积分式 39

《化学反应工程》试题和答案基础部分

《化学反应工程》试题库 一、填空题 1. 质量传递、热量传递、动量传递和和化学反应称为三传一 反? 2. 物料衡算和能量衡算的一般表达式为输入-输出二累 积_____________ 。 3. 着眼组分A 转化率X A的定义式为 X A=( n A—n A)/ _____________ 。 4. 总反应级数不可能大于£—。 5. 反应速率-r A=kC A C B的单位为kmol/(m3? h).速率常数k的因次为 nV(kmol ? h ) 。 6. 反应速率-r A=kC A的单位为kmol/kg ? h.速率常数k的因次为mVkg ? h 。 7. 反应速率.kc A/2的单位为mol/L ? s.速率常数k的因次为 (mol) 1/2? L-1/2? s 。 8. 反应速率常数k与温度T的关系为lnk 10000 102.其活化能为 T mol 。 9. 某反应在500K时的反应速率常数k是400K时的103倍.则600K

时的反应速率常数k时是400K时的10 5倍。 10. 某反应在450C时的反应速率是400C时的10倍.则该反应的活化 能为(设浓度不变)mol 。 11. 非等分子反应2SO+Q==2SQ的膨胀因子sq等于________ 。 12. 非等分子反应N2+3H2==2NH的膨胀因子H2等于-2/3 。 13. 反应N b+3H2==2NH中(& )= 1/3 (仏)二1/2 扁3 14. 在平推流反应器中进行等温一级不可逆反应.反应物初浓度为G°. 转化率为X A.当反应器体积增大到n倍时.反应物A的出口浓度为 C A0(1-X A)n . 转化率为1-(1- X A”。 15. 在全混流反应器中进行等温一级不可逆反应.反应物初浓度为C A0. 转化率为X A.当反应器体积增大到n倍时.反应物A的出口浓度为 匚些.转化率为nxA—。 1 (n 1)X A 1 (n 1)X A 16. 反应活化能E越大.反应速率对温度越敏感。 17. 对于特定的活化能.温度越低温度对反应速率的影响越大。 18. 某平行反应主副产物分别为P和S选择性S的定义为(n P-g)/ (n s- n s0)

化学反应工程复习题 (1)

第一章 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. 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_______作为研究对象,又以_______为研究对象的学科体系。(化学反应、工程问题) 3. _______是化学反应工程的基础。( 三传一反) 4. 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、半分批式) 5. 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) 6. 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) 7. 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) 第二章 均相反应动力学 1. 均相反应是指_。(参与反应的物质均处于同一相) 2. aA + bB pP + sS 对于反应,则=P r _______)(A r -。(a p ) 3.着眼反应组分K 的转化率的定义式为_______。( 00 K K K K n n n -=χ) 4.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) 5. 化学反应速率式为βαB A C A C C K r =-,用浓度表示的速率常数为C K ,假定符合理想气体状态方程,如用压力表示的速率常数P K ,则C K =_______P K 。()()(βα+RT ) 6. 化学反应的总级数为n ,如用浓度表示的速率常数为C K ,用逸度表示的速率常数f K ,则 C K =_______f K 。(n RT )() 7. 化学反应的总级数为n ,如用浓度表示的速率常数为C K ,用气体摩尔分率表示的速率常数y K ,则 C K =_______y K 。(n p RT ???? ??) 10. 活化能的大小直接反映了______________对温度的敏感程度。(反应速率) 12.生成主产物的反应称为_______,其它的均为_______。(主反应、副反应) 13. 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_______

化学反应工程原理(华东理工大学版)第四章答案

华东版-- 4-1 解:由反应可知膨胀率为:2111 A ε-== 反应速率可写成:()1111A A A A A A x x p p r k k RT x RT x ε??---== ?++?? 00A p F v RT = 反应器容积可写成: 00001111Af Af x x A A A A A A A F v x x RT V dx dx k p x k x ++==--?? ()00003 210.8/36000.8/36000.52ln 0.50.4/36000.4/36001.77Af Af x x A A A v v V dx dx k k x V m -=- --=-?-?=?? 4-2 由反应可知膨胀率为:320.52 A ε-== 反应速率可写成:()11110.5A A A A A A x x p p r k k RT x RT x ε??---== ?++?? 反应器容积可写成: []000000003 10.51111 1.5210.40.0082049730.50.8 1.5ln 0.20.970.160 32.92 2.01 1.1Af Af Af Af x x A A A A A A A x x A A A A A F v x x RT V dx dx k p x k x F F RT RT V dx dx k p k p x V m ++==---=- --??=-?-??=?=?? ?? 4-3 解:

()() ()0311ln 110.980.19.92105ln 0.9812473A A A A A M x c k M M x x x s τττ-+-=+--??=--= 4-4 解:0.900A A A dx c kp τ=? A A p c RT = 膨胀率为:320.52 A ε-== () 0110.5A A A A c x c x -=+ 所以: ()()()0.9000.9010.511 1.5ln 10.513.2A A A A A A x c dx kRT x x x kRT s τ+=-=---∣??? ?=? 4-5 解: () ()00630030011ln 10.294100.312.88.314828 1211ln ln 18.210.2712.810.95 R A A A A A A R A A V F kc x p c mol m RT F V m kc x -=-??===??===-?- 4-6 解:假设反应为二级反应,则011A A k c c τ-= 把数据代入,可得: 1124;10.041 k k -== 114;10.21 k k -== 11;10.51 k k -==

化学反应工程

27060 化学反应工程 南京工业大学编(高纲号0322) Ⅰ课程性质、地位和任务 “化学反应工程”是化学工程学科的一个分支,是化学工程与工艺专业学生必修的一门专业基础技术课程。它以工业反应过程为主要研究对象,研究反应过程速率及其变化规律;研究反应器内的传递特性及其对化学反应的影响。为学生今后从事化工反应技术开发、反应器的设计与放大、反应过程操作优化等诸方面工作奠定基础。 本课程在学生学习了“高等数学”、“大学物理”、“化学”、“物理化学”、“化工原理”等课程基础上进行。课程总学时为100,即5学分。 通过本课程的学习,学生应比较牢固地掌握化学反应工程的基本原理和计算方法,应能联系化工实际,在反应工程理论的指导下,对反应过程和反应器进行初步的分析和设计计算。 Ⅱ自学考试要求 第一章绪论 (一)主要内容 1.化学反应工程的研究内容 2.化学反应工程的研究方法 3.化学反应工程的学科系统的编排 (二)自学考试要求 1.化学反应工程的研究内容 理解化学反应工程学是研究化学反应的工程问题的科学;传递过程(即反应器内的动量、热量和质量传递,简称“三传”)与反应动力学是构成化学反应工程最基本的两个支柱等说法的含义。理解化学反应工程学与相关学科的联系,化学反应工程本身的专门范畴。 2.化学反应工程的研究方法 理解化学反应工程的基本研究方法是数学模型法,数学模型的主要内容及其相互关系, 了解数学模拟放大法的大体步骤。 3.化学反应工程的学科系统和编排 理解按反应操作方式、反应器型式、和化学反应相态进行分类的方法;本课程编排的原 则和方法。 绪论部分在初次学习时,只能做到大体了解、待全部内容学习完毕后,应重新学习绪论, 才能做到理解。 第二章均相反应的动力学基础

《化学反应工程》试题及答案

《化学反应工程》试题 一、填空题 1. 质量传递 、 热量传递 、 动量传递 和化学反应 称为三传一 反. 2. 物料衡算和能量衡算的一般表达式为 输入-输出=累 积 。 3. 着眼组分A 转化率x A 的定义式为 x A =(n A0-n A )/n A0 。 4. 总反应级数不可能大于 3 。 5. 反应速率-r A =kC A C B 的单位为kmol/m 3·h ,速率常数k 的因次为 m 3/kmol ·h 。 6. 反应速率-r A =kC A 的单位为kmol/kg ·h ,速率常数k 的因次为 m 3/kg ·h 。 7. 反应速率2 /1A A kC r =-的单位为mol/L ·s ,速率常数k 的因次为 (mol)1/2·L -1/2·s 。 8. 反应速率常数k 与温度T 的关系为2.1010000lg +-=T k ,其活化能为 mol 。

9. 某反应在500K 时的反应速率常数k 是400K 时的103倍,则600K 时的反应速率常数k 时是400K 时的 105 倍。 10. 某反应在450℃时的反应速率是400℃时的10倍,则该反应的活 化能为(设浓度不变) mol 。 11. 非等分子反应2SO 2+O 2==2SO 3的膨胀因子2 SO δ等于 。 12. 非等分子反应N 2+3H 2==2NH 3的膨胀因子2 H δ等于 –2/3 。 13. 反应N 2+3H 2==2NH 3中(2 N r -)= 1/3 (2 H r -)= 1/2 3 NH r 14. 在平推流反应器中进行等温一级不可逆反应,反应物初浓度为 C A0,转化率为x A ,当反应器体积增大到n 倍时,反应物A 的出口浓度 为 C A0(1-x A )n ,转化率为 1-(1-x A )n 。 15. 在全混流反应器中进行等温一级不可逆反应,反应物初浓度为 C A0,转化率为x A ,当反应器体积增大到n 倍时,反应物A 的出口浓度 为 A A x n x )1(11-+-,转化率为A A x n nx )1(1-+。 16. 反应活化能E 越 大 ,反应速率对温度越敏感。 17. 对于特定的活化能,温度越低温度对反应速率的影响越 大 。 18. 某平行反应主副产物分别为P 和S ,选择性S P 的定义为 (n P -n P0)/ (n S -n S0) 。

化学反应工程原理第二版(华东理工大学版)第三章答案

解:01A A A x c kt x = - 把数据代入得100.2m in A c k -= 当x A =0.75时解得t=15min 所以,增加的时间为15-5=10min 3-2 解:() ()11 0111n n A A x n c kt ---=+- (式A ) 把x A =0.75和t=10min 代入解得1 0.1n A c k -= 再把t=30min 代入(式A )解得x A =1.25 所以,转化率应为1 3-3 解:设反应动力学方程为:n A A dc kc dt -= 则()()11 0111n n A A x n c kt ---=+-,且c A0=1 因此有 ()()() ()1110.811810.91118 n n n k n k ---=+--=+- 解得:n=2;k=0.5L/mo l ·min -1 3-4 1)计算进料中酸、醇和水的摩尔浓度c A0、c B0、c S0(注意进料中水的浓度c S0不为0)。 2)列出当酸的转化率为x A 时,各组分浓度的表示式: ()0000001A A A B B A A R A A S S A A c c x c c c x c c x c c c x =-=-==+ 3)将上列各式及各组分初浓度代入反应速率式,整理得 ()6 2 7.9310 10.220.1 2.58A A A dx x x dt -=-?-+ 4)计算转化率达35%所需的时间为 () 0.356 20 7.9310 10.220.1 2.58A A A dx t x x -= ?-+? 上述积分可查积分表用公式计算,也可用MA TLAB 语言的quad 解算子计算,结果为 71532t s h =≈ 5)计算所需反应器体积。先计算每天的反应批数,再计算每m 3反应体积每天的生产量,然后再计算达到要求产量所需反应器体积。答案为 V R =51.9m 3

化学反应工程基本概念

第一章 1. 化学反应工程是一门研究 (化学反应个工程问题)的科学。 2. 所谓数学模型是指 (用数学方法表达各变量间的关系)。 3. 化学反应器的数学模型包括 (动力学方程式、 物料横算式子、 热量衡算式、 动量衡算式 和 参数计算式) 4. 所谓控制体积是指 (能把反应速率视作定值的最大空间范围)。 5. 模型参数随空间而变化的数学模型称为 ( 分布参数模型)。 6. 模型参数随时间而变化的数学模型称为 (非定态模型)。 7. 建立物料、热量和动量衡算方程的一般式为 (累积量=输入量-输出量)。 第二章 1. 均相反应是指 (在均一的液相或气相中进行的反应)。 2. 对于反应aA + bB → pP + sS ,则r P =( p/a )r A 。 3.着眼反应物A 的转化率的定义式为(转化率Xa=转化了的物料A 的量/反应开始的物料A 的量)。 4. 产物P 的收率ΦP 与得率ХP 和转化率x A 间的关系为( Xp/Xa )。 5. 化学反应速率式为r A =k C C A αC B β,用浓度表示的速率常数为k C ,假定符合理想气体状态方 程,如用压力表示的速率常数k P ,则k C =[ (RT)的a+B 次方]k P 。 6.对反应aA + bB → pP + sS 的膨胀因子的定义式为 (P+S )-(A+B))/A 。 7.膨胀率的物理意义为 (反应物A 全部转化后系统的体积变化率)。 8. 活化能的大小直接反映了 (反应速率) 对温度变化的敏感程度。 9. 反应级数的大小直接反映了(反应速率) 对浓度变化的敏感程度。 10.对复合反应,生成主产物的反应称为 (主反应),其它的均为(副反应)。 11. 平行反应A → P 、A → S 均为一级不可逆反应,若E 1>E 2,选择性S p 与 (A 的浓度) 无关,仅是 (A 的浓度) 的函数。 12. 如果平行反应A → P 、A → S 均为一级不可逆反应,若E 1>E 2,提高选择性S P 应(提到 温度)。 13. 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)k 2/k 1。 14. 产物P 的收率的定义式为 (生成的全部P 的物质的量/反应掉的全部A 的物质的量) 15. 产物P 的瞬时收率φP 的定义式为(生成的物质的量/反应的A 的物质的量) 16. 产物P 的选择性S P 的定义式为(单位时间内产物P 的物质的量/单位时间内生成产物S 的物质的量) 17. 由A 和B 进行均相二级不可逆反应αA A+αB B = αS S ,速率方程为: r A =-dC A /dt=kC A C b 。 求: (1)当C A0/C B0=αA /αB 时的积分式 (2)当C A0/C B0=λ≠αA /αB 时的积分式 18. 反应A → B 为n 级不可逆反应。已知在300K 时要使A 的转化率达到20%需12.6min ,而在340K 时达到同样的转化率仅需3.20min ,求该反应的活化能E 。 第三章 1. 理想反应器是指(理想混合反应器 平推流反应器)。 2. 全混流反应器的空时τ是 (反应器容积) 与(进料的体积流量)之比。 3. 全混流反应器的放热速率Q G ={ 00()A A Hr Ft y x ? }。 4. 全混流反应器的移热速率Q r ={ 012()pm Ft C T T - } 5. 全混流反应器的定常态操作点的判据为{ G r Q Q = }。 6. 全混流反应器处于热稳定的定常态操作点的判据为{ G r Q Q = G r dQ dQ dT dT > }。

化学反应工程复习题

《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。

化学反应工程考试题

化学反应工程考试题

第一章 绪论 1.“三传一反”是化学反应工程的基础,其中所谓的一反是指__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_______。 “三传”指的是质量传递、流量传递、动量传递 3. 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_____、 _ _。 4. 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__、 ____。 5. 一级连串反应在间歇式全混流反应器中,则目 的产物P 的最大浓度_ 、 _。 6. 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__。 7. 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为,则=__D__。 A. B. C. D. 8.反应,,则反应级数n=__B___。 A. 0 B. 1 C. 2 D. 3 9.反应A + B → C ,已知,则反应级数n=___B____。 A S K 1 K 2 P =max ,P C 2 2/1120 ]1)/[(+K K C A = opt τ2 11K K A S K 1 K 2 P =max ,P C 1 22 )(2 10K K K A K K C -= opt t 1 221) /ln(K K K K -A S K 1 K 2 P =max ,P C 1 22 )(2 10K K K A K K C -=opt t 1 221)/ln(K K K K -A S K 1 K 2 P 12/k k β αB A C A C C K r =-C K P K P K C K β α+-)(RT ) ()(βα+RT ) ()(βα-RT )()(βα+-RT C 4H 2C 2H 4 + H 2 1 0.2-=s k 1 15.0-=s k

《化学反应工程》简答题

(1) 简述活塞流模型和全混流模型的基本特征。 (2) 根据缩芯模型,描述S H 2和ZnO 反应的宏观步骤 (3) 对于快速的一级不可逆的气液反应,写出其宏观反应速率的表达式(指明 式中各参数的含义)。 (4) 对于一级不可逆的气固相催化反应,写出其宏观反应速率的表达式(指明 式中各参数的含义)。 1.简述理想反应器的种类 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移动,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。 2.简述分批式操作的完全混合反应器 答:反应物料一次性投入反应器内,在反应过程中,不再向器内投料,也不出料,待达到反应要求的转化率后,一次性出料,每批操作所需生产时间为反应时间与 非生产性时间之和,非生产性时间包括加料、排料和物料加热、冷却等用于非反 应的一切辅助时间。 3.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之比,所以三者相等。 4.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。 5.对于反应,21A R C k r =,1E ;A S C k r 2=,2E ,当1E >2E 时如何选择操作温度可以 提高产物的收率 答:对于平行反应A RT E E A RT E RT E S R R C e k k C e k e k r r S 12212010/20/10---===,所以,当1E >2E 时应尽可 能提高反应温度,方可提高R 的选择性,提高R 的收率。

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