《化学反应工程》试题及答案基础部分要点.docx

《化学反应工程》试题库 一、填空题 质量传递 、 热量传递 、 动量传递 和化学反应 称为三传一反. 物料衡算和能量衡算的一般表达式为 输入-输出=累积 。 着眼组分 A 转化率 x 的定义式为 x =(n -n )/n 。 A A A0 A A0 总反应级数不可能大于 3 。 反应速率-r =kC C 的单位为 kmol/(m3·h)，速率常数 k 的因次为 m3/(kmol·h ) 。 A A B 反应速率-r =kC 的单位为 kmol/kg·h，速率常数 k 的因次为 m3/kg·h 。 A A 反应速率? r A ? kC1/ 2 的单位为 mol/L·s，速率常数k 的因次为 (mol)1/2·L-1/2·s 。 A 反应速率常数 k 与温度 T 的关系为ln k ? ? 10000 T ? 10.2 ，其活化能为 83.14kJ/mol 。 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。 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） 186.3kJ/mol 。 非等分子反应 2SO +O ==2SO 的膨胀因子? 等于 -0.5 。 2 2 非等分子反应 N +3H ==2NH 3 的膨胀因子? SO 2 等于 –2/3 。 2 2 3 H 2 反应 N +3H ==2NH 中（ ? r ）= 1/3 （ ? r ）= 1/2 r 2 2 3 N 2 H NH 2 3 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 ，转化率为x ，当反 A0 A 应器体积增大到 n 倍时，反应物 A 的出口浓度为 C (1-x )n ，转化率为 1-(1-x )n 。 A0 A A 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 ，转化率为x ，当反 A0 A 1 ? x 应器体积增大到 n 倍时，反应物 A 的出口浓度为1 ? (n ? A x nx ，转化率为 A 。 1 ? (n x 1) A 反应活化能 E 越 大 ，反应速率对温度越敏感。 ? 1) A 对于特定的活化能，温度越低温度对反应速率的影响越 大 。 某平行反应主副产物分别为 P 和 S，选择性 SP 的定义为 (nP-nP0)/ (nS-nS0) 。 某反应目的产物和着眼组分分别为P 和 A 其收率ΦP 的定义为 (nP-nP0)/ (nA0-nA) 。 均相自催化反应其反应速率的主要特征是随时间非单调变化，存在最大的反应速率 。 根据反应机理推导反应动力学常采用的方法有 速率控制步骤 、 拟平衡态 。 对于连续操作系统，定常态操作是指 温度及各组分浓度不随时间变化 。 返混的定义： 不同停留时间流体微团间的混合 。 平推流反应器的返混为 0 ；全混流反应器的返混为 ∞ 。 空时的定义为 反应器有效体积与进口体积流量之比 。 V 针对着眼组分A 的全混流反应器的设计方程为 F A0 x ?? A 。 ? r A 不考虑辅助时间，对反应级数大于 0 的反应，分批式完全混合反应器优于全混流反应器。 反应级数0 时，多个全混流反应器串联的反应效果 优于全混流反应器。 反应级数0 时，多个全混流反应器串联的反应效果 差于 全混流反应器。 反应级数0 时，平推流反应器的反应效果 优于 全混流反应器。 反应级数0 时，平推流反应器的反应效果差于 全混流反应器。 对反应速率与浓度成正效应的反应分别采用全混流、平推流、多级串联全混流反应器其反应器体积的大小关系为 全混流＞多级串联全混流＞平推流 ； 通常自催化反应较合理的反应器组合方式为 全混流 + 平推流 。 相同转化率下，可逆放热反应的平衡温度 高于 最优温度。 主反应级数大于副反应级数的平行反应，优先选择 平推流 反应器。 主反应级数小于副反应级数的平行反应，优先选择 全混流 反应器。 要提高串联反应中间产物P 收率，优先选择 平推流 反应器。 主反应级活化能小于副反应活化能的平行反应，宜采用 低 温操作。 主反应级活化能大于副反应活化能的平行反应，宜采用 高 温操作。 ? 停留时间分布密度函数的归一化性质的数学表达式? E(t)dt ? 1.0 。 0 41. 定常态连续流动系统，F(0)= 0 ；F(∞)= 1 。 ?F ?F (t) ? 定常态连续流动系统，F(t)与 E(t)的关系 E(t)dt 。 0 ? 平均停留时间t 是 E(t)曲线的 分布中心 ；与 E(t)的关系为t ? ? tE(t)dt 。 方差?  2 表示停留时间分布的 分散程度 ；其数学表达式