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反应工程题库

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βαB AC A C C K r =-,如用浓度表示的速率常数为C K ,用压力表示的速率常数P K 则 C K =( )P K .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V R 与流体特征体积流率V 0之比值为( )。

二、选择1.其定义为反应器有效容积V R 与流体特征体积流率V 0之比值的量为( ) A 反应时间t r B 停留时间t C 空间时间τD 空间速度S V2. 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222222NO H N H O+⇔+,其中化学反应计量系数为+2的是哪种物质( )A.NOB.H2C.N2D.H2O4对于一非恒容均相化学反应B A B A αα↔,反应组分A 的化学反应速率A r -=( )A .Vdt dn r A A -=- B. Vdt dn r A A =- C. dt dC r A A =- D.dt dC r BA =-5.对于反应aA + bB 一pP +sS ,则=p r ( )(-A r )A.apB.a pC. p aD. p a6 .气相反应43A B R S +→+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 δ =( ) A.1/4 B.2/3 C.-1/4 D.-2/37 . 气相反应O H CH H CO 2423+→+进料时无惰性气体,CO 与2H以1:2摩尔比进料,则膨胀因子COδ=( ) A.-2 B.-1 C.1 D.28.恒温恒压下乙炔气相加氢反应式为:C 2H 2+H 2C 2H 4。

反应开始时初始混合物组成:H 2为3mol, C 2H 2为1mol, CH 4为1mol 。

则膨胀因子C 2H 2,膨胀率C 2H 2分别为( )A 1,51B -1,51-C 1,51- D -1,519.反应241042H CH H C +→,10.2-=S k ,则反应级数n=( )A.0B.1C.2D.38 . 反应3A →P ,已只K=0.15(mol/L)-1.S -1,则反应级数n=()A.0B.1C.2D.39 .反应A B C +→,已只K=0.45(mol/L)-1.S -,则反应级数n=( )。

A.0B.1C.2D.310. 4D 3C 2B A :+=+对于反应 则反应物的消耗速率与产物的生成速率之间的关系为( )A ()()()D CB A 413121r r r r ==-=- B ()()()D C B A 432r r r r ==-=- C ()()()D C B A 413121r r r r === D ()()()D C B A 413121r r r r -=-=-=-11. 若将反应速率写成tcr d d A A -=-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( ) A 2S-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:−r A =kc A c B 。

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5m 3时C 的生成量。

已知k =1m 3kmol -1hr -1,c B0=3kmol ·m -3,cA 饱和=0.02 kmol ·m -3,水溶液流量为10m 3hr -1。

4. 丁烷在700℃,总压为0.3MPa 的条件下热分解反应: C 4H 10→2C 2H 4+H 2 (A) (R) (S)起始时丁烷为116kg ,当转化率为50%时1As MPa 24.0d d -⋅=-tp ,求此时tyt n t p d d d d d d A S R -,,。

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:()()()()S R B A O H H COOC CH OH H C COOH CH 2943SO H 94342+−−→−+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=5.708×107 exp(-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V R=0.001m3,物料进料速率V0=0.5×10-3m3min-1,c A0=c B0=5mol·m3,动力学方程式为-r A=kc A c B,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V R=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n I0=1mol;n A0=2mol;n B0=3mol;n P0=0,求化学膨胀率(用两种方法)。

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