《化學(xué)反應(yīng)工程》綜合復(fù)習(xí)資料一、填空題多級(jí)混合模型的唯一模型參數(shù)為 ，軸向擴(kuò)散模型的唯一模型參為 。的方法為和 。反應(yīng)級(jí)數(shù) （可能/不可能）是0，基元反應(yīng)的分子數(shù) （可能/不能）是0。測(cè)定非理想流動(dòng)的停留時(shí)間分布函數(shù)時(shí)，兩種最常見的示蹤物輸入方法和 。某一級(jí)液相反應(yīng)在間歇式反應(yīng)器中進(jìn)行，5min50％，則轉(zhuǎn)化率達(dá)到80％需時(shí)間 min。某反應(yīng)的速率方程式為rA

kC

n n2k的單A位為 _。某反應(yīng)的計(jì)量方程為ARS，則其反應(yīng)速率表達(dá)式 。所謂“三傳一反”是化學(xué)反應(yīng)工程學(xué)的基礎(chǔ)，其中“三傳”是指 和 “一反”是指 。完全混合反應(yīng)器（全混流反應(yīng)器）內(nèi)物料的溫度和濃度 ，并且（大于/小于/等于）反應(yīng)器出口物料的溫度和濃度。在一個(gè)完整的氣—固相催化反應(yīng)的七大步驟中，屬于本征動(dòng)力學(xué)范疇的三為 、和 。二、選擇題對(duì)于瞬時(shí)收率和總收率，下列正確的說法有 （多項(xiàng)選擇。對(duì)于平推流反應(yīng)器，反應(yīng)的瞬時(shí)收率與總收率相等；對(duì)于全混流反應(yīng)器，反應(yīng)的瞬時(shí)收率與總收率相等；對(duì)于平推流反應(yīng)器，反應(yīng)的瞬時(shí)收率與總收率之間是積分關(guān)系；對(duì)于全混流反應(yīng)器，反應(yīng)的瞬時(shí)收率與總收率之間是積分關(guān)系；某反應(yīng)速率常數(shù)的單位為m3/(mol.hr)，該反應(yīng)為 級(jí)反應(yīng)。零級(jí) B.一級(jí) C.二級(jí) D.不能確定.13..對(duì)于平行反應(yīng)A1,1

RE>En<n1 2 1 2A,,nS2 2 2R的話，我們應(yīng)該在 條件下操作。A.高溫、反應(yīng)物A高濃度；B.AC.低溫、反應(yīng)物A高濃度；D.低溫、反應(yīng)物A低濃度關(guān)于E函數(shù)和F函數(shù)，下面正確的是 （多項(xiàng)選擇）(t)E(t)dt B.(t)tE(t)dt；0 0C.E(t)dF(t)/dt D.()E(t)dt10E(t) et/t是1t1平推流的E函數(shù) B.全混流的E函數(shù)；C.平推流串聯(lián)全混流的E函數(shù) D.全混流串聯(lián)平推流的E函數(shù)關(guān)于E函數(shù)和F函數(shù)，下面不正確的是 。(t)E(t)dt； B.(t)tE(t)dt；0 0C.E(t)dF(t)/dt； D.()E(t)dt10對(duì)于一級(jí)恒容和一級(jí)變?nèi)莶豢赡娣磻?yīng)，下面敘述正確的是的；的；的；的轉(zhuǎn)化率是一樣的對(duì)于瞬時(shí)收率和總收率，下列正確的判斷有 （多項(xiàng)選擇。對(duì)于平推流反應(yīng)器，反應(yīng)的瞬時(shí)收率與總收率相等；對(duì)于全混流反應(yīng)器，反應(yīng)的瞬時(shí)收率與總收率相等；對(duì)于平推流反應(yīng)器，反應(yīng)的瞬時(shí)收率與總收率之間是積分關(guān)系；對(duì)于全混流反應(yīng)器，反應(yīng)的瞬時(shí)收率與總收率之間是積分關(guān)系；關(guān)于基元反應(yīng)的認(rèn)識(shí)，正確的是 。分子數(shù)可以是任意的整數(shù)；基元反應(yīng)的計(jì)量系數(shù)與對(duì)應(yīng)物種的反應(yīng)級(jí)數(shù)之間存在一一對(duì)應(yīng)關(guān)系；基元反應(yīng)AR和2A2R意義是一樣的；基元反應(yīng)的總反應(yīng)級(jí)數(shù)可能是小數(shù)。對(duì)于瞬時(shí)收率和總收率，下列正確的判斷是對(duì)于全混流反應(yīng)器，反應(yīng)的瞬時(shí)收率與總收率相等；對(duì)于平推流反應(yīng)器，反應(yīng)的瞬時(shí)收率與總收率相等；對(duì)于平推流反應(yīng)器，反應(yīng)的瞬時(shí)收率與總收率之間是積分關(guān)系；對(duì)于全混流反應(yīng)器，反應(yīng)的瞬時(shí)收率與總收率之間是積分關(guān)系；軸向分散系數(shù)與擴(kuò)散系數(shù)，下面論述正確的是Fick兩者實(shí)質(zhì)上是不同的，軸向分散系數(shù)的定義實(shí)際上是借用了Fick的形式；軸向分散系數(shù)是與流動(dòng)有關(guān)系的；擴(kuò)散系數(shù)是物質(zhì)本身的一種屬性對(duì)于一個(gè)氣固相催化反應(yīng)，減小外擴(kuò)散和內(nèi)擴(kuò)散影響的措施正確的是提高反應(yīng)器內(nèi)氣體的流速，減小催化劑顆粒的直徑；降低反應(yīng)器內(nèi)氣體的流速，減小催化劑顆粒的直徑；降低反應(yīng)器內(nèi)氣體的流速，增大催化劑顆粒的直徑；增加催化劑顆粒的直徑，提高反應(yīng)器內(nèi)氣體的流速對(duì)于化學(xué)反應(yīng)的認(rèn)識(shí)，下面正確的是有關(guān)系；劑有關(guān)，而且還與反應(yīng)器內(nèi)流體的流動(dòng)方式有關(guān)；反應(yīng)器僅僅是化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的場(chǎng)所，與反應(yīng)目的產(chǎn)物的選擇性無關(guān)；反應(yīng)器的類型可能直接影響到一個(gè)化學(xué)反應(yīng)的產(chǎn)物分布關(guān)于非理想流動(dòng)與停留時(shí)間分布，論述正確的是一種流動(dòng)必然對(duì)應(yīng)著一種停留時(shí)間分布；一種停留時(shí)間分布必然對(duì)應(yīng)著一種流動(dòng)；一種停留時(shí)間分布可能對(duì)應(yīng)著多種流動(dòng)；流動(dòng)與停留時(shí)間分布存在一一對(duì)應(yīng)關(guān)系對(duì)于一個(gè)串聯(lián)反應(yīng)，目的產(chǎn)物是中間產(chǎn)物，適宜的反應(yīng)器是全混流反應(yīng)器 B.平推流反應(yīng)器；C.循環(huán)反應(yīng)器 D.平推流與全混流串聯(lián)在一起的反應(yīng)器16.Langmuir吸附等溫的四個(gè)假定：均勻表面、單層吸附、吸附機(jī)理相同和無互作用這幾點(diǎn)應(yīng)該說是非?？量痰?，實(shí)際情況很難滿足上述要求。然而，對(duì)于多數(shù)的化學(xué)反應(yīng)，應(yīng)用這幾點(diǎn)假定進(jìn)行有關(guān)的推導(dǎo)，結(jié)果一般是可以接受的，其主要原因在于實(shí)際反應(yīng)過程中催化劑表面吸附物種的覆蓋度很低；實(shí)際的催化劑表面一般很平整；實(shí)際的催化劑表面上活性位間的距離較遠(yuǎn)；實(shí)際的催化劑表面上活性位的數(shù)量有限三、計(jì)算題1結(jié)果如下所示：時(shí)間，min05101520253035CA，mol/L0411105420現(xiàn)有某液相反應(yīng)物A在該反應(yīng)器中進(jìn)行分解反應(yīng)，速率方程為：r kCA A

, k=0.30min-，若用多級(jí)混合流模型預(yù)測(cè)時(shí)，該反應(yīng)器的出口轉(zhuǎn)化率為多少？2A(CA0

＝1mol/L)通過兩個(gè)串聯(lián)的全混流反應(yīng)器發(fā)生某不可逆反應(yīng)，0.5mol/LV/V=2，反應(yīng)2 1級(jí)數(shù)為2：r kC 2A A

mol/(L.min)求第二個(gè)反應(yīng)器出口的濃度。3AR9090％，試問處理量增加多少？40.37min-1t和217min0.25。求用多級(jí)混合流模型預(yù)測(cè)的轉(zhuǎn)化率。5、純組分A發(fā)生下述平行反應(yīng)，A的起始濃度為2mol/L,反應(yīng)在恒溫的條件下進(jìn)行，試確定在全混流反應(yīng)器中目的產(chǎn)物S所能達(dá)到的最大濃度。6AR

=5hr-1R進(jìn)一步反應(yīng)生成S(k1

=3hr-1)和T(k=13hr-11.0mol/L的純A在一個(gè)全混流反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)，求RR7、某速率常數(shù)為0.15min-1的一級(jí)不可逆反應(yīng)在一非理想反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)，t和215min0.21。求用多級(jí)混合流模型預(yù)測(cè)的轉(zhuǎn)化率。8、純組分A發(fā)生下述平行反應(yīng)，A的起始濃度為2mol/L，反應(yīng)在恒溫的條件下進(jìn)行，試確定在平推流反應(yīng)器中目的產(chǎn)物S所能達(dá)到的最大濃度。四、推導(dǎo)題1AVC，空時(shí)為X，出口處的反應(yīng)速率為-r，請(qǐng)推導(dǎo)全混A0流反應(yīng)器的設(shè)計(jì)方程

A A XA。C rA0 A答案一、填空題N、Pe＝uLEz積分法、微分法 ?？赡堋⒉豢赡苊}沖法、階躍法。5.11.583/(mol.h)不能確定質(zhì)量傳遞、動(dòng)量傳遞 和熱量傳遞、反應(yīng)動(dòng)力學(xué)均一、等于反應(yīng)物吸附、表面反應(yīng)、反應(yīng)產(chǎn)物的脫附二、選擇題1.BC2.C3..B 4.BCD5.B6.A7.C8.BC 9.B 10.AC11.BCD12.A 13.BD14.AC15.B16.A三、計(jì)算題1結(jié)果如下所示：時(shí)間，min05101520253035C，mol/LA0411105420現(xiàn)有某液相反應(yīng)物A在該反應(yīng)器中進(jìn)行分解反應(yīng)，速率方程為：r kCA A

, k=0.30min-，解：根據(jù)脈沖示蹤數(shù)據(jù)可得：tC(t

tC(t)iiit i iiiiC(t)t

C(t)

(等時(shí)間間隔）＝15mini i i=45.83min222t2 t2N

＝0.2041 1 4.902 0.204則：xA

C1CA 1A0

(1

1 0.959ktN)N2A(CA0

＝1mol/L)通過兩個(gè)串聯(lián)的全混流反應(yīng)器發(fā)生某不可逆反應(yīng)，0.5mol/LV/V=2，反應(yīng)2 1級(jí)數(shù)為2：r kC 2A A

mol/(L.min)求第二個(gè)反應(yīng)器出口的濃度。解：全混流反應(yīng)器的設(shè)計(jì)方程：CA0CArA得：

V 1

C A0

A1

C CA0

10.51 v r0 A1

kC A1

k0.52所以：21同理：

V 2

C A1

A2

C CA1 A22 v r0 A2

kC 2A22 2由： 2 2

2k 4 V 2 11 1C CA1 A24C 2A2解得：CA2

＝0.25mol/L3AR9090％，試問處理量增加多少？解：當(dāng)反應(yīng)在一個(gè)全混流反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行時(shí)，根據(jù)全混流反應(yīng)器的設(shè)計(jì)方程，有1xA

1 ……………….(1)1k1當(dāng)兩個(gè)等體積全混流反應(yīng)器串聯(lián)時(shí)，轉(zhuǎn)化率不變，則有11x 1A

………………..(2)k )22根據(jù)式（1，得=9；根據(jù)式（2，得4.321

0 1,0

2.08v

。也就是說，處理量v 0 0101為原來的2.08倍，增加了1.08倍。40.37min-1t和217min0.25。求用多級(jí)混合流模型預(yù)測(cè)的轉(zhuǎn)化率。解：根據(jù)多級(jí)混合流模型無因次方差與N之間的關(guān)系，有N1/2=4根據(jù)一級(jí)不可逆反應(yīng)多級(jí)混合流模型轉(zhuǎn)化率的表達(dá)式，有5、純組分A發(fā)生下述平行反應(yīng)，A的起始濃度為2mol/L,反應(yīng)在恒溫的條件下進(jìn)行，試確定在全混流反應(yīng)器中目的產(chǎn)物S所能達(dá)到的最大濃度。解：S的瞬時(shí)收率：對(duì)于全混流反應(yīng)器:

CS S C C SA0 AC

C

C)( A )2S A0 A dC

A0

1CA令dCSA

0CAA

0A0解得：CA故：

＝1mol/LC

1 mol/LCS,max

(CA0

CA

A 1CA

(21)( )20.2511反應(yīng)物AR

=5hr-1R進(jìn)一步反應(yīng)生成S(k1

=3hr-1)和T(k=13hr-11.0mol/L的純A在一個(gè)全混流反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)，求RR解：及達(dá)到最大濃度空時(shí)的公式，有k(k k(k k)1 2 3opt

0.22hrARRR導(dǎo)求出。某速率常數(shù)為0.15min-1t和215min0.21。求用多級(jí)混合流模型預(yù)測(cè)的轉(zhuǎn)化率。解：根據(jù)