第一章緒論化學(xué)反應(yīng)工程是一門研究 的科學(xué)（化學(xué)反應(yīng)的工程問題）化學(xué)反應(yīng)工程是一門研究化學(xué)反應(yīng)的工程問題的科學(xué)既以 作為研究對(duì)象又以 （化學(xué)反應(yīng)、工程問題） （三傳一反）化學(xué)反應(yīng)過程按操作方法分為 、 、 操作（分批式操作、連續(xù)操作、半分批式）化學(xué)反應(yīng)工程中的“三傳一反”中的三傳是指 、 、 （傳質(zhì)、熱、動(dòng)量傳遞）不論是設(shè)計(jì)、放大或控制，都需要對(duì)研究對(duì)象作出定量的描述，也就要用數(shù)學(xué)式來表個(gè)參數(shù)間的關(guān)系，簡稱 （數(shù)學(xué)模型）在建立數(shù)學(xué)模型時(shí)根據(jù)基礎(chǔ)資料建立物料熱量和動(dòng)量衡算式的一般式為 （積量=輸入量-輸出量）“三傳一反”是化學(xué)反應(yīng)工程的基礎(chǔ)，其中所謂的一反是指 （D）A．化學(xué)反應(yīng) B.反應(yīng)工程 C.反應(yīng)熱力學(xué) D.反應(yīng)動(dòng)力9.“三傳一反”是化學(xué)反應(yīng)工程的基礎(chǔ)，下列不屬于三傳的是 （A）A.能量傳遞 B.質(zhì)量傳遞 C.熱量傳遞 D.動(dòng)量傳遞第二章均相反應(yīng)動(dòng)力學(xué)_（參與反應(yīng)的物質(zhì)均處于同一相）aA+bB pP+sS

(r

pa)（ ）aP An nK著眼反應(yīng)組分K的轉(zhuǎn)化率的定義式（

K0 KnK0 ）當(dāng)計(jì)量方程中計(jì)量系數(shù)的代數(shù)和等于零時(shí)，這種反應(yīng)稱，否則稱為 （等分子反應(yīng)、非等分子反應(yīng)）化學(xué)反應(yīng)速率式為r KCC，用濃度表示的速率常數(shù)為

，假定符合理想氣體狀態(tài)方程，如用壓力表示的速A C A B CP率常數(shù)KP

，則K

= K

(RT)()（ ）C f CP化學(xué)反應(yīng)的總級(jí)數(shù)為如用濃度表示的速率常數(shù)為K 用逸度表示的速率常數(shù)K 則K = K （(C f CPC C化學(xué)反應(yīng)的總級(jí)數(shù)為n，如用濃度表示的速率常數(shù)為K ，用氣體摩爾分率表示的速率常數(shù)Ky，則K = Ky。C CRTnp p（ ）在構(gòu)成反應(yīng)機(jī)理的諸個(gè)基元反應(yīng)中，如果有一個(gè)基元反應(yīng)的速率較之其他基元反應(yīng)慢得多，他的反應(yīng)速率即代表整個(gè)應(yīng)的速率，其他基元反應(yīng)可視為處于 （擬平衡常態(tài)）當(dāng)構(gòu)成反應(yīng)機(jī)理的諸個(gè)基元反應(yīng)的速率具有相同的數(shù)量級(jí)時(shí)，既不存在速率控制步驟時(shí)，可假定所有各步基元反應(yīng)都于 （擬定常態(tài)）活化能的大小直接反映了 對(duì)溫度的敏感程度（反應(yīng)速率）一個(gè)可逆的均相化學(xué)反應(yīng)，如果正、逆兩向反應(yīng)級(jí)數(shù)為未知時(shí)，采法來求反應(yīng)級(jí)數(shù)（初始速率法）生成主產(chǎn)物的反應(yīng)稱，其它的均（主反應(yīng)、副反應(yīng)）P(主)A度、溫度）

S(副)均為一級(jí)不可逆反應(yīng)若E主＞E副選擇性無關(guān)僅的函數(shù)（濃

AP(AS()

E E均為一級(jí)不可逆反應(yīng)，若 主＞

S副，提高選擇性

P應(yīng) _(提高溫)1K1一級(jí)連串反應(yīng)A

P

S在全混流釜式反應(yīng)器中，則目的產(chǎn)物 P的最大濃度C 、P,max C 1P,maxKK A0KK2、opt （[(K2、

/K)1/21]21

1 2）K1K2一級(jí)連串反應(yīng)K1K2k 2 2 1

S在平推流反應(yīng)器中，則目的產(chǎn)物P的最大濃度C 、[k

/(

k)]

/k)t opt

k12

2 1k k、 2 1 ）Ak 2

P S在間歇式全混流反應(yīng)器中，則目的產(chǎn)物P的最大濃度C 、K1K2K1K2P,max[k

/(

k)]

/k)t opt

k12

2 1k k、 2 1 ）一級(jí)連串反應(yīng)A

kK1K2P 在平推流反應(yīng)器中，為提高目的產(chǎn)物P的收率，K1K2P

/k1（降低）鏈反應(yīng)的三個(gè)階段、 、 （鏈的引發(fā)、鏈的傳播、鏈的終止）下列屬于均相反應(yīng)的（B）煤炭燃燒 B.氫氣燃燒 C.離子交換 D.加氫裂解下列屬于均相反應(yīng)的（A）乙酸乙酯水解 B.CuO的還原 C.加氫脫硫 D.電石水解下列屬于均相反應(yīng)的（C）催化重整 B.催化裂解 C.HCl與NaOH的中和D.水泥制造下列屬于非均相反應(yīng)的（D）乙酸乙酯水解 B.氫氣燃燒 C.HCl與NaOH的中和D.催化裂解下列屬于非均相反應(yīng)的（B）乙酸和乙醇的酯化B.加氫脫硫 C.氫氣燃燒 D.烴類氣相裂解

CO3H2

CH4

H2

，其中化學(xué)反應(yīng)計(jì)量系數(shù)為-1的是哪種物（A）A.CO

H CH HO2 C. 4 D. 2

2NO2H2

N 2H2 2

，其中化學(xué)反應(yīng)計(jì)量系數(shù)為+2的是哪種物（D）A.NO

H N HO2 C. 2 D. 2對(duì)于一非恒容均相化學(xué)反應(yīng)dn

AAdn dCA

（A）dCr A

r B

A

r BA. A

Vdt B. A

Vdt C. A

dt D. A dt對(duì)于一非恒容均相化學(xué)反應(yīng)

B

B（B）BdCr dnA r dnB r dCA r BdCB

Vdt

B

Vdt

B dt

B dt29.對(duì)于反應(yīng)aA+bB

pP+sS

(rPAP

（A）p p a |a|A.|a| B.a C.p D.p30.對(duì)于反應(yīng)aA+bBb p

pP+sS

(rPBPp

（C）

|b|A.p B.b C.|b| D.p氣相反應(yīng)4A+B→3R+S進(jìn)料時(shí)無惰性氣體，A與B以3∶1的摩爾比進(jìn)料，則膨脹因子A= （C）A.1/4 B.2/3 C.–1/4 D.–2/3氣相反應(yīng)A+B→3P+S進(jìn)料時(shí)無惰性氣體，A與B以1∶1摩爾比進(jìn)料，則膨脹因子A= （D）A.–2 B.–1 C.1 D.2氣相反應(yīng)2A+B→3P+S進(jìn)料時(shí)無惰性氣體，A與B以2∶1摩爾比進(jìn)料，則膨脹因子A= （C）A.–1 B.–1/2 C.1/2 D.1氣相反應(yīng)2A+B→3P+S進(jìn)料時(shí)無惰性氣體，A與B以3∶2摩爾比進(jìn)料，則膨脹因子B= （D）A.–1 B.1/3 C.2/3 D.1氣相反應(yīng)

CO+32

CH+HO4 2

進(jìn)料時(shí)無惰性氣體，CO

H與 2以1∶2摩爾比進(jìn)料，則膨脹因子（A）A.–2 B.-1 C.1 D.2P,max2NO+P,max

N2+H2O2進(jìn)料時(shí)無惰性氣體，

NO與H2以1∶2摩爾比進(jìn)料，則膨脹因子（B）A.–1 B.–1/2 C.1/2 D.1N+3H 2NH

N H 氣相反應(yīng)2 2（B）

3進(jìn)料時(shí)無惰性氣體， 2與 2以2∶3摩爾比進(jìn)料，則膨脹因

H2= 。A.–1 B.–2/3 C.2/3 D.1r K

CC K K化學(xué)反應(yīng)速率式為 AK KC= P（B）

C A B，如用濃度表示的速率常數(shù)為 C，用壓力表示的速率常數(shù)為

P，則(RT)()A.

(RT)()B.

(RT)()C.

(RT)D.r KCC K K化學(xué)反應(yīng)速率式為K KP= C（D）

C

，如用濃度表示的速率常數(shù)為

，用壓力表示的速率常數(shù)為

P，則(RT) (RT)() (RT)() (RT)()A. B. C. D.反應(yīng)C4H10

2C2H4

+ H2，k2.0s1，則反應(yīng)級(jí)數(shù)n= （B）A.0 B.1 C.2 D.3反應(yīng)A+B→C，已知k0.15s1，則反應(yīng)級(jí)數(shù)n= （B）A.0 B.1 C.2 D.3反應(yīng)3A→P，已知k0.15mol/ls，則反應(yīng)級(jí)數(shù)n= （A）A.0 B.1 C.2 D.3反應(yīng)CH3COOH+CH3CH2OH（C）

CHCOOCH+HO 3 2 5 2

s/mol則反應(yīng)級(jí)數(shù)n= 。A.0 B.1 C.2 D.3反應(yīng)+

，已知ks/mol，則反應(yīng)級(jí)數(shù)n= （C）A.0 B.1 C.2 D.3反應(yīng)NaOH+

NaCl+O，已知k0.ls/mol，則反應(yīng)級(jí)數(shù)n= （C）A.0 B.1 C.2 D.3反應(yīng)A+B→C，已知k0.45mol/ls，則反應(yīng)級(jí)數(shù)n= （A）A.0 B.1 C.2 D.3下列屬于平行反應(yīng)的（C）ABPPBRA.A+B→P B.

)AC. ) D.A+B→P=R+S串聯(lián)反應(yīng)AP（目的）→RS，目的產(chǎn)物P

XP= （B）n nP P0n nA0 A

n nP P0nA0

n nP P0n nS S0

n nP P0n nR R0S串聯(lián)反應(yīng)AP（目的）→RS，目的產(chǎn)物PS

P= （C）n nP P0n n

n nP P0n

n n P P0n n

n nP P0n nA0 A

A0

S S0

R R0串聯(lián)反應(yīng)AP（目的）→RS，目的產(chǎn)物P

P= （A）n nP P0n n

n nP P0n

n n P P0n n

n nP P0n nA0 A

A0

S S0

R R0A如果平行反應(yīng)

P(主)主 副 )均為一級(jí)不可逆反應(yīng)，若E ＞E ，提高選擇性S 應(yīng) 主 副 A.提高濃度 B.提高溫度 C.降低濃度 D.降低溫度A如果平行反應(yīng)

P(主))均為一級(jí)不可逆反應(yīng)，若E主＞E副，提高收率P應(yīng) （C）A.提高濃度 B.降低濃度 C.提高溫度 D.降低溫度 2 1KK一級(jí)連串反應(yīng)A→P→S在全混流釜式反應(yīng)器中進(jìn)行，使目的產(chǎn)物P濃度最大時(shí)的最優(yōu)空時(shí)opt 2 1KKln(K2

/K) ln(K1

/K)2

ln(K

/K) 1K2K2KK2

K2K1

1 2

1 2KKK1一級(jí)連串反應(yīng)KKK1

S在全混流釜式反應(yīng)器中，則目的產(chǎn)物P的最大濃度CP,max （B）K1KCK 2 C K2K1KCC (A0K

1)K2K

A0[(K/K)1/2

C (A0

2)K2K

A01[(K/K)1/2 1K1A. K1

B. 2 1

C. 1

D. 1 2一級(jí)連串反應(yīng)A

C P 在間歇式反應(yīng)器中，則目的產(chǎn)物P的最大濃度P,max （A）P KKCK2 C K2KKCC ( 1)K2K11

A0

( 2)KK A02A0K2[(K2

/K)1/21]2K1K1

2 11KA01K

[(K/K)1/21]2D. 1 2一級(jí)連串反應(yīng)A

C P 在平推流管式反應(yīng)器中，則目的產(chǎn)物P的最大濃度P,max （A）P KKK2 C K2 CKKC ( 1)K2K11

A0

( 2)KK A02A0K2[(K2

/K)1/21]21

2 11KA01K

[(K/K)1/21]2D. 1 2t 一級(jí)連串反應(yīng)A→P→S在間歇式反應(yīng)器中進(jìn)行，使目的產(chǎn)物P濃度最大時(shí)的反應(yīng)時(shí)間opt （D）KK1 ln(KKK1

/K)2

ln(K

/K)

ln(K2

/K)11 2

K2K1

1 2

K2K12 1KKt 2 1KK一級(jí)連串反應(yīng)A→P→S在平推流管式反應(yīng)器中進(jìn)行，使目的產(chǎn)物P濃度最大時(shí)的反應(yīng)時(shí)間opt （C）KK1 ln(K/K)KK1 2

ln(K2

/K)1

ln(K

/K)1 2

K2K1

K2K1

1 22 1KK下列反應(yīng)沒有涉及到鏈反應(yīng)的2 1KKA.石油裂解 B.酯化反應(yīng) C.烴類氧化 D.聚合反應(yīng)簡述均相反應(yīng)及其動(dòng)力學(xué)的研究內(nèi)容？反應(yīng)物組成和壓力等對(duì)反應(yīng)速率、反應(yīng)產(chǎn)物分布的影響，并確定表達(dá)這些影響因素與反應(yīng)速率之間定量關(guān)系的速率方程。61.簡述鏈鎖反應(yīng)所具有的基本特征？答：1）鏈反應(yīng)具有三個(gè)階段：鏈的引發(fā)、鏈的傳播和鏈的終止；鏈的引發(fā)和傳播均需要通過游離原子或游離基；游離原子和游離基均具有較高活性，容易受器壁或其它惰性物的作用而重新生成穩(wěn)定的分子，從而使鏈反應(yīng)終止。 kC2C2反應(yīng)2NO + 2H = N + 2HO，實(shí)驗(yàn)測(cè)得速率方程為：N22 2 2

NO H2。試設(shè)定能滿足實(shí)驗(yàn)結(jié)果的反應(yīng)機(jī)理。解：機(jī)理

2NOH2

kN121

H2

2 （慢） ①HO H2 2

k2HO222

（快）② kC2CN 1 1 NO H2 2所以與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相同機(jī)理

2NON

O52 2 （快速）③5NO H2 2

kN

H2 2

2 （慢速）④HO H2 2

k2H626

（快）⑤③達(dá)擬平衡態(tài)，④為速控步驟 N 5

kC Ck5 NO Hk2 2kC kC2

2C 3C22N2O k NO2由③得

4 N

3 NO 422kk 5 N2 k代入 4

C2CNO H2

kC2CNO H2此機(jī)理與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相同，選機(jī)理（2，因其無叁分子反應(yīng)，而機(jī)理（1）是。A0C由ABA0C

AA+

BB=

SS，速率方程： A=

dCdtAkC

CB。C求：（1）當(dāng)

AA0CBA0C

時(shí)的積分式C（2）當(dāng)

AABCB0 C

時(shí)的積分式（1）CCA B

CA0A0CBCB

ACB0

ABC B所以 AC dCkt A0 AC CCA A BC dC C dCktA0CA

AABC A

k'tA0 C C2A A

k'BkA1 1k'tC C積分得 A A0寫成轉(zhuǎn)化率時(shí)

k't 1CA0

( A )1A（2）

CA C C

A

)CA0

)

)B B0

C A B0 1 AB0 C B A0 B式中：

1 CA B0

ABA1A1 1 1A積分得

kt

(1)C1

ln

1 A反應(yīng)ABn300KA2012.6340K3.20E。dCr 解： A dt

kCnAdCCAdC

dtAC Cn 0AA0 A1 1nn1Cn1AC

1 Cn1A00.8C達(dá)20%時(shí)，A A01 1 k (1.25n1 M1 1 (nn1 t tA0M為常數(shù)k∴

M112.6

k340

M

13.2k M/3.2 E 1 1lnk340300

lnM/12.6

8.314300 340E=29.06（kJ/mol）AkBkC65.考慮下述連串反: 1的函數(shù)式。解:

2 A、BC對(duì)于反應(yīng)物A，應(yīng)有: A Cdt 1 AC C積分得 A dC

exp(kt)1B

BkCdt 1

kC2

kC1

exp(k1

t)kC2 B將上式兩端乘以

exp(kt)2 可得exp(k

t)dC2

kC2

exp(k

t)dtkC2 1

exp[(k2

k)t]dt1d[C即

exp(k

kC2 1

exp[(k

k)t]dt2 1將上式積分得,kexp(kt) 1 C {exp[(k k)t]B 2 k k A0 2 12 1kC 1 C {exp(kt)exp(kt)}k k A0 1 22 1CA

C CC A0k kC C

C

C 2A0 k

exp(kt) 1 exp(kt)]1 2C A0 A B

k k k2 1 2 1第三章理想反應(yīng)器理想反應(yīng)器是指 擠出流）反應(yīng)器]

。[理想混合（完全混合）反應(yīng)器、平推流（反應(yīng)器處理，而管徑小，管子較長和流速較大的管式反應(yīng)器按 反應(yīng)器處理（理想混合反應(yīng)器、平推流）分批式完全混合反應(yīng)器操作的優(yōu)化分析是以 、 為目標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化的（平均生產(chǎn)速率YR最大、生產(chǎn)經(jīng)費(fèi)最低）全混流反應(yīng)器的空時(shí)τ是 與 之比（反應(yīng)器的有效容積、進(jìn)料流體的容積流速）全混流反應(yīng)器的容積效率η為 與 之比（反應(yīng)時(shí)間t、空時(shí)τ）全混流反應(yīng)器的放熱速率QG

V(r A = （ v0

)(H)rC ）rpT(1

UA

)

T m)全混流反應(yīng)器的移熱速率Qr= （

vc0 P

0 v）0 P 全混流反應(yīng)器的定常態(tài)操作點(diǎn)的判據(jù)為 （Q G

Q）r

dQ dQG全混流反應(yīng)器穩(wěn)定的定常態(tài)操作點(diǎn)的判據(jù)為 、 （Q Q、r ）GG r dT dT全混流反應(yīng)器的返混 （最大）平推流反應(yīng)器的返混為 （零）對(duì)于恒容的平推流管式反應(yīng)器 、 、 一致（平均停留時(shí)間、反時(shí)間、空時(shí)）對(duì)于恒容的 管式反應(yīng)器平均停留時(shí)間、反應(yīng)時(shí)間、空時(shí)一致（平推流）如果將平推流反應(yīng)器出口的產(chǎn)物部分的返回到入口處與原始物料混合，這類反應(yīng)器為 （循環(huán)操作）1對(duì)于循環(huán)操作的平推流反應(yīng)器當(dāng)循環(huán)比β→0時(shí)為 反應(yīng)器而當(dāng)β→∞時(shí)則相于 反應(yīng)器（平推流、全混流對(duì)于循環(huán)操作的平推流反應(yīng)器，當(dāng)循環(huán)比β→0時(shí)反應(yīng)器內(nèi)返混為 ，而當(dāng)β→∞時(shí)則反應(yīng)器內(nèi)返混為 （零、最大）對(duì)于絕熱操作的放熱反應(yīng)，最合適的反應(yīng)器類型為 （全混流串平推流）對(duì)于反應(yīng)級(jí)數(shù)n＜0的反應(yīng)，為降低反應(yīng)器容積，應(yīng)選反應(yīng)器為宜（全混流）對(duì)于反應(yīng)級(jí)數(shù)n＞0的反應(yīng)，為降低反應(yīng)器容積，應(yīng)選反應(yīng)器為宜（平推流）對(duì)于自催化反應(yīng)，最合適的反應(yīng)器為 （全混流串平推流）o。t對(duì)于可逆的放熱反應(yīng)，使反應(yīng)速率最大的反應(yīng)溫度T o。t(E E)2 1)kEC ）Rln 0 1 A0 A ）（k'E(C（0 2 R0

C )A0 A

12(E E)12)kC ）Rln 0 A0 A ）ee

（

k'(C0 R0

C )A0 A分批式操作的完全混合反應(yīng)器非生產(chǎn)性時(shí)間t0不包括下列哪一項(xiàng) （B）加料時(shí)間 B.反應(yīng)時(shí)間 C.物料冷卻時(shí)間 D.清洗釜所用時(shí)間A→B，rA反應(yīng)至CA/l所需時(shí)間t= 秒（D）

0.01C2mol/ls，當(dāng)CA

1mol/l時(shí)，求A.8500 B.8900 C.9000 D.9900A 在間歇反應(yīng)器中進(jìn)行等溫一級(jí)反應(yīng)A→B，r mol/ls，當(dāng)C 1mol/l時(shí)，反應(yīng)至CA/l所需時(shí)間t=A A.400 B.460 C.500 D.560在全混流反應(yīng)器中，反應(yīng)器的有效容積與進(jìn)料流體的容積流速之比為 （A）空時(shí)τ B.反應(yīng)時(shí)間t C.停留時(shí)間t D.平均停留時(shí)間tA全混流反應(yīng)器的容積效率η大于1.0時(shí)，且隨著 的增大而增大，此時(shí)該反應(yīng)的反應(yīng)數(shù)n （A）AA.＜0 B.=0 C.≥0 D.＞0A全混流反應(yīng)器的容積效率η小于1.0時(shí)，且隨著 的增大而減小，此時(shí)該反應(yīng)的反應(yīng)數(shù)n （D）AA.＜0 B.=0 C.≥0 D.＞029.全混流反應(yīng)器的容積效率η=1.0時(shí)，該反應(yīng)的反應(yīng)級(jí)數(shù)n （B）A.＜0 B.=0 C.≥0 D.全混流釜式反應(yīng)器最多可能有 個(gè)定常態(tài)操作點(diǎn)（C）A.1 B.2 C.3 D.4全混流反應(yīng)器中有 個(gè)穩(wěn)定的定常態(tài)操作點(diǎn)（B）A.1 B.2 C.3 D.4對(duì)于 的反應(yīng)器在恒容反應(yīng)過程的平均停留時(shí)間、反應(yīng)時(shí)間、空時(shí)是一致的（D）間歇式反應(yīng)器 B.全混流反應(yīng)器 C.攪拌釜式反應(yīng)器D.平推流管式反應(yīng)器一級(jí)不可逆液相反應(yīng)A2R，C

2.30kmol/m3，出口轉(zhuǎn)化率x 0.7，每批操作A0A時(shí)間tt02.06h，裝置的生產(chǎn)能力為50000kg產(chǎn)物R/天，MRA0A m3（C）A.19.6 B.20.2 C.22.2 D.23.4對(duì)于自催化反應(yīng)，最合適的反應(yīng)器為 （D）全混流反應(yīng)器 B.平推流反應(yīng)器C.循環(huán)操作的平推流反應(yīng)器 D.全混流串接平推流反應(yīng)器對(duì)于絕熱操作的放熱反應(yīng)，最合適的反應(yīng)器為 （D）平推流反應(yīng)器 B.全混流反應(yīng)器C.循環(huán)操作的平推流反應(yīng)器 D.全混流串接平推流反應(yīng)器對(duì)于反應(yīng)級(jí)數(shù)n＜0的不可逆等溫反應(yīng)，為降低反應(yīng)器容積，應(yīng)選用 （B）平推流反應(yīng)器 B.全混流反應(yīng)器C.循環(huán)操作的平推流反應(yīng)器 D.全混流串接平推流反應(yīng)器對(duì)于反應(yīng)級(jí)數(shù)n＞0的不可逆等溫反應(yīng)，為降低反應(yīng)器容積，應(yīng)選用 （A）平推流反應(yīng)器 B.全混流反應(yīng)器C.循環(huán)操作的平推流反應(yīng)器 D.全混流串接平推流反應(yīng)器對(duì)于可逆放熱反應(yīng)，為提高反應(yīng)速率應(yīng) （C）提高壓力 B.降低壓力 C.提高溫度 D.降低溫度A對(duì)于單一反應(yīng)組分的平行反應(yīng)

P(主)P )，其瞬間收率隨C P 則最適合的反應(yīng)器為 （A）A.平推流反應(yīng)器 B.全混流反應(yīng)器C.多釜串聯(lián)全混流反應(yīng)器 D.全混流串接平推流反應(yīng)器A對(duì)于單一反應(yīng)組分的平行反應(yīng)

P(主)P )，其瞬間收率隨C P 則最適合的反應(yīng)器為 （B）A.平推流反應(yīng)器 B.全混流反應(yīng)器C.多釜串聯(lián)全混流反應(yīng)器 D.全混流串接平推流反應(yīng)器簡述理想反應(yīng)器的種類？答：通常所指的理想反應(yīng)器有兩類：理想混合（完全混合）應(yīng)器和平推流（活塞流或擠出流）不再向器內(nèi)投料，也不出料，待達(dá)到反應(yīng)要求的轉(zhuǎn)化率后，一次性出料，每批操作所需生產(chǎn)時(shí)間為反應(yīng)時(shí)間與非生產(chǎn)性時(shí)間之和，非生產(chǎn)性時(shí)間包括加料、排料和物料加熱、冷卻等用于非反應(yīng)的一切輔助時(shí)間。對(duì)于可逆放熱反應(yīng)如何選擇操作溫度？答：1）對(duì)于放熱反應(yīng)，要使反應(yīng)速率盡可能保3）而溫度的進(jìn)一步提高將導(dǎo)致正逆反應(yīng)速率相等而達(dá)到化學(xué)平衡。

kC2，E；

k

EE

時(shí)如何選擇操作溫度可以提高產(chǎn)物的收率？

R 1 Ar

1 Sk e

2 A/RT

2 1 2Ck EECS RS答：對(duì)于平行反應(yīng)R rS

k20

1eE/2

C 10A k20

2 1RT1A1

E＞2時(shí)應(yīng)盡可能提高E反應(yīng)溫度，方可提高R的選擇性，提高R的收率。在間歇釜中一級(jí)不可逆反應(yīng)，液相反應(yīng) A→2R，rAkCAkmol/m3·h，k=9.52×A0 RR A109exp[-7448.4/T]h-1，C 2.3kmol/m3，M 60，C 0，若轉(zhuǎn)化率x 0.7，裝置的產(chǎn)能力為50000kgA0 RR At=0.75h）0解：反應(yīng)終了時(shí)R的濃度為C xdxR A0 dx

3.22(kmol/m3)tC

xA AA00 kCA

1xA Adxk01xdxA

1ln 1k 1xAk k 52 109exp 27350 92t1

ln 1 1.31(h)0.92 10.7VCMR Rt

50000 0t 240V500002.06243.22

22.2(m3)CH=CH CH=

(A)+CH=CH COOCH(B) (C)47. 2

2 2 3

該反應(yīng)在全混流反應(yīng)器中進(jìn)行，以AlCl為催化劑，反應(yīng)溫度20℃，液料的體積流速為0.5m3/h，丁二烯和丙烯酸3A0B0DA0B0D

96.5mol/m3C

184mol/m3C

6.63mol/m3。A A 速率方程r kCC ，式中k=1.15×10-3若要求丁二烯轉(zhuǎn)化率為40%。求反應(yīng)器的體積V； 2）容積效率ηA A 解：1） A + B→CdCr A dt

kCCA

kCA0

x)CA DA0A

C x xA0A A對(duì)于全混流反應(yīng)器∵

r kCA

x)CA D

k(1x)CA D 0.4 87.4(ks)24.28(h)∴ 1.151030.4)6.63∵V∵v0

v 0.5m3/h0∴Vv 24.280.512.14m302）在分批式反應(yīng)器內(nèi)的反應(yīng)時(shí)間為tC

x

1

0.4

dx A 67(ks)dxA00 rdx

kC D

1xA t 6787.4

0.766AA2R，A

kCA

kmol/m3·h，k=9.52CA0RR0A×109exp[-7448.4/T]h-1， 2.3kmol/m3，M 60，C 0，若轉(zhuǎn)化率x CA0RR0A生產(chǎn)能力為50000kgR/50℃等溫操作所需反應(yīng)器的有效容積和它的容積效率？（t=0.75h）0（1）v0C xR A0 AvC0 R

vxA00

24MC xA0

0.7,MR

R60v 50000/(246022.30.7)10.78m3/h0（2）反應(yīng)器有效容積VV C x xv 0vx

A0 kCA

Ak(1x )AVk 0

27.34m3x )Ax dx 1 x dx 1 1tC

A AA Aln (3)

A00 kCA

k01xA

k 1xAk9.52109exp

7448.40.9227350t1

ln 1 1.31(h)t0.92 10.7t

1.132.54

0.5160.75m35.0m2的冷卻盤管。AR 5525.9k1.0788109exp T

(h1

，反應(yīng)熱

(H

)/r

，原料液中A的濃度A0 C 0.2mol/l，但不含反應(yīng)產(chǎn)物R。此原料液的密度ρ=1050g/l；定壓比熱C A0 （J/g℃

3m3/h反應(yīng)器出口的反應(yīng)液中C 0.04mol/l。0AU=209.2（KJ/m2·h·℃。所用的冷卻介質(zhì)的溫度為25℃。試求滿足上述反應(yīng)0A要求所需的反應(yīng)溫度以及料液的起始溫度T。0解：1)計(jì)算反應(yīng)溫度TCCA

11A0C( A0C

0.22 0.75k A ( ( )18 0.04 3k1.0788109exp[根據(jù)T308.6K

5525.9]TT T

V(rA

)(Hr

)T )m ]2）0

vc0 PT 308.6180.040.7520921209.25(308.6298.16)0 310502.929

297.4K(A) + 2CH3COOH(C)min-1，01800cm360%時(shí)，進(jìn)料速度v。0A0 A 解：初始濃度為C ，離開第一釜為A0 A 1 2C C∵ A0 1 (r)∵A1

(r)A1

kCA1 C

C 1 1 A0

x 1∴1 kC∴A1

C 1k A0 1

1k1CA2對(duì)第二釜C

11k212對(duì)于等體積釜串聯(lián) 12C 1 1A2 xC (1)2 A0

1

(1k)2x同理

1 1 (1k)3∴τ=2.3（min）V 1800v 782.6(cm3/min)0 2.30 k0.92(h1), 10m3h,x 0.9,試計(jì)算N為的反應(yīng)有效容積，如不考慮非生產(chǎn)操作時(shí)間的條件下分批式反應(yīng)器的有效容積。0 解：利用

xA,

1

1(1k)NiN(個(gè)) 1 2 3V（m3） 97.8 47.0 37.6若采用分批式1ln 1

1 ln

2.503hAtk 1A

0.92 10.9t V B其中為N時(shí) V10

9.78h V 97.8 25.03 3B 9.78應(yīng)用兩個(gè)按最優(yōu)容積比串聯(lián)的全混流釜進(jìn)行不可逆的一級(jí)液相反應(yīng)，假定各釜的容積和操作溫度都相同，已知此時(shí)的速率常數(shù)k=0.92h-1，原料液的進(jìn)料速度v0=10m3/h，要求最終xA0.9，V

和總?cè)莘eV。1 2解：對(duì)于一級(jí)不可逆反應(yīng)應(yīng)有1( ) r

1 1 x x

kCA0

(1xA1

) kCA0

x )2A1( 1 r

1 1 1 xA,i x

r

r 代入

A,i

A,i1

A,i1

A,i 1 1 1 得kC得A0

x )2A1

x x

kCA0

(1xA2

) kCA0

x )A1整理得

x22x x 0A2∵ ， x x ∵ ， A2 x∴ ∴1 k(1

2.35(h)xA1

) Vv1 01

23.5(m3)x x 0.90.6838 A2 2.35(h)2 k(1xA2

) V v2 02

23.5(m3)總?cè)莘eVVV1 2

47(m3)用兩串聯(lián)全混流反應(yīng)器進(jìn)行一個(gè)二級(jí)不可逆等溫反應(yīng)，已知在操作溫度下k0.92(m3kmol1h1),CA0

2.30kmolm3,v0

10m3h,要求出口x=0.9，計(jì)算該操作最優(yōu)容2A21積比(V1

VV。(1r

1 2 [ ] 解：x x

2x )2

kC 2x )3A0 A0 (

1rA,1

1 [ 1 1 ]代入x x r r代入A,1 A,1 A,0 A,2 A,12kC 2A0

)3A,1

1xA,1

[ 1kC 2A0

)2A,1

1kC 2A0

])2A,1x 33x

3.01xA1

0.990x 0.741A1x x

0.741 A0 5.22h1 kCA0

x )2A1

1.922.30.741)2x x A2 2 kC x )2A0 A25.22

0.90.7410.922.30.9)2

7.51h1 V V 17.511 21總?cè)莘eVV1

V v2 0 V10(7.515.22)127.3m3D=12.6cmA方程為A=R+S；速率方程為rA

kCA

；而k=7.8×109exp[-19220/T](s-1),原料為純氣體A,P=5atm,T=5000CxAt，空時(shí)τ（理想氣體。解：反應(yīng)氣體的進(jìn)料體積流速為：F RT 1.550.082773

0.9,F0A0

=1.55kmol/h,求所需反應(yīng)器的管長L,停v A0 19.66(m3/h)0 P 5反應(yīng)流體在管內(nèi)的體積流速為：vFRTF

x)RT/PP 0

A0 A

21

1 RT

F （純氣體y000A A000

1.0，A 1

，C PA0∴vFA0

(1xA

)/CA0F F x)C x)C C A

A A0

A A0而 A v FA0

(1xA

) x)AV 1 x(1x)dx A A Av k0 (1x)0 A1[2ln 1 x∴ k 1x A

]29.88(s)0.0083(h)4v 45.4610329.880L 0D2

D2

13.0(m)3.14(0.126)2t1xAdxAk01xA

1ln 1 18.57(s)k 1xA

2AR液相原料中反應(yīng)物A進(jìn)入平推流反應(yīng)器中進(jìn)行 的反應(yīng)，已知C 1mol,V2l,rA0

2mols。A。求：1）當(dāng)出口濃度CA0.5moll時(shí)的進(jìn)料流v0。0 2)當(dāng)進(jìn)料流量v 0.5lmin時(shí)出口濃度C 。0 VA0解：1）FA0

VC A0

xAdxA0 rAC

xAx

C0

1 (1

1 )20sdCA00 r CdCA A

A

0.05 C CA A0

(1

1 )

2

240s2）0.05 C C v2）AA0 A

0.51 12 1C CA

12113C 10.077mollA 13自催化反應(yīng)A+R→2R，其速率方程為：r kCC ，在70℃下等溫地進(jìn)行此反應(yīng)，A A R在此溫度下k=1.512m3/kmol·h；其它數(shù)據(jù)如下：C 0.99kmol/m3；C 0.01kmol/m3；A0 R0v010m3/h；要求反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率xA0.99。試求：1）在全混流反應(yīng)器中反應(yīng)所需的容積；2）在平推流反應(yīng)器中反應(yīng)所需的容積。aCR0解：令 CA0

0.01 0.99C AC C

(1x)A0 AC x

(ax)R R0 A0 A A0 A∴r kC2∴A

(1xA

)(ax )A全混流反應(yīng)器所需的容積 vx

100.99 0AVkC x0AA0

)(axA

661(m3)) 1.5120.99)(0.01010.99)平推流反應(yīng)器所需的容積v

dx v x1 1 1 V 0 A

A 0 A

dxkC A0

(1xA

)(axA

) kC A0

a11xA

ax A v

1 a

10 V 0 ln ln

A

ln100ln1.0001kC (a1) 1xA0

a 1.5120.991.0101V60.8(m3)57. (A) (P) (S)6 6564 CH kCHClkCH6 6564 dC 反應(yīng)速度 dt

kC1

dC A；dt

kC

k2

P，在恒溫恒容下求(a)平推流(b)全混流,求SP，其中 , k 1.0(h1) k 0.5(h1),Vv C C 0 C其中 , 1 2 0 P0 S0

/l。A解:(a)CA

C exp[k]0.368mol/lA0 1kC 1C 1 A0P k

(ekek)=10.5(e0.5e1.0)=0.477mol/1C CS

2(CA

2 1PC )1(0.3680.477)=0.155mol/lPC 0.477S P SP C =0.155=3.08S0A0(b)v(0A0

C ) KCV=A 1 A=C CKC A0 A0KA 1k 1K=1 1=

k)(1 1)(vC V(kC0 P 1

kC )PkC kC C 1 A 1A0 PP=∴1k=∴2

1k1

1k2A C =0.5mol/l C =0.333mol/l CA CS PSP C =2.0S58. (A) (P) (S)6 6564 CH kCHClkCH6 6564 dC A反應(yīng)速度 dt

kC1

dC A；dt

kC1

k2

P，在恒溫恒容下求等容積的兩釜串聯(lián)全混流反應(yīng)P器內(nèi)進(jìn)行這一反應(yīng)時(shí),求目的產(chǎn)物P的選擇性S ，其中P,k 1.0(h1) k,1

0.5(h1),Vv0

CP0

C 0 C,S0 ,

1mol/l。12解：等容積釜串聯(lián)應(yīng)有12

1

1/對(duì)第二個(gè)全混流反應(yīng)器作物料衡算V(C0

C )kA2 1C

VA2 2CC∴A2

1k

A0=(1K)2

K k

k

0.512 1V(C C )V(kC kC 0 A2 2 1 A2 2 P2

1 11 12KC KCC 1

1 A0∴P2 K)2K)+KK )2

K k

0.251 2C 1

1 2 2 2 2A2 0.5)2=0.444mol/lC 0.5 0.5P2 0.5)20.25)+0.25)2S∴C SCCP2 0.391CCS2=0.165=2.37醋酸甲酯的水解反應(yīng)如下：CHCOOCH+HO→CHCOOH+CHOH，CHCOOH3 3 2 3 3 3催化劑的作用，已知反應(yīng)速度與醋酸甲酯和醋酸的濃度積成正比。（1）50050mol/m35400s70%，（5）A（2） A

=0.8時(shí)停留時(shí)間應(yīng)為多少。A（3） 如果采用管式流動(dòng)反應(yīng)器，解： A + B→C + DA

=0.8時(shí)停留時(shí)間。（1）

r kCCA A CdC A

d A

)(C

C

)kC

)(

CC0)= dt=A

A0 dt

A0 A C0

A0 A

A0 A A CA0kC dt

A

t

ln

C CA CA0 A0)( A0A A

CC0)

A0 C1 CC

CCC0

C CC0 ACCA0

A0 A01 0.70.1kln 1.106106m3/mol5000.10.10.7r

1.1061065002

)(

C C0)0.2765(

AAd(r)A

A A C A A0d對(duì)A求導(dǎo) d

0.2765(2A

0.9)0

0.45A(rA

)max

8.364102mol/m3sC C A0

C A0 A

C A0 A

8.037103s（2）

r rA A

kC2A0

(1A

)(A

C /C )C0 A0d dC A AC A A（3）PFR

A00 r

A00 kC2)( C

/C )A A0 A A C0 A0 1

1

6.258103skC CA0 C

/C A0

0 1A

C /C A C0 A0A1AKR 11

2.0CA

(kmol/m3h)22AK2

22

(kmol/m3h)RA，。在A80%。反應(yīng)在連續(xù)攪拌釜中進(jìn)行時(shí)，ARR率以及反應(yīng)物的停留時(shí)間。解：1）使用連續(xù)攪拌釜∵r r∵A 1∴C C

2r2(r

)

2r)A0 AC CR R0C

A 1 2r11RC CA0

A2A

10.2CAC CC A0 A

C A0 AR∴1R∴A

1A0

C )A0 AA 當(dāng) 0.8時(shí)，有C /mA C (C A0

C )0.2C2A

1.15kmol/m3S 2A AC 5.71CS R 4.965CR 1.15SRR C CRR

0.714 R C C C 10 A0 A A0 AV恒定，停留時(shí)間與空時(shí)相等C C

5.71 Rr1

R0 22K1AK1AA

)K2

(k1

kC；2 A A；

r kCP 1 A

rkC2；，s 2 A；，

k2/

1.5；C

5mol/l，C C

0，要求反應(yīng)流體的A0PSA0PS

5m3/h，出口轉(zhuǎn)化率xA

0.9。試求用單一的全混流反應(yīng)器在等溫下進(jìn)行此反應(yīng)時(shí)所能獲得的產(chǎn)物P的濃度C 以及所需的反應(yīng)容積V。r1Pr1)

P kCA解： P)Pm

m r kCA 1 P CPC CA0 A

kC22 A(C C)k 1(50.5)C A0 A 1 2.57(mol/l)P (k1

kC2

) 11.50.5v(C0 A0

C)V(rA

)V(kC1 A

kC2)2 Av(C C) 54.5 V 0 A0 A 25.7(m3)1kC kC2 0.521502A氣相分解反應(yīng)如下：CHO（g）→CH（g）CO（g）已知在此反應(yīng)24 4溫度下反應(yīng)的速率常數(shù)為0.0212min-1，反應(yīng)在恒溫恒容反應(yīng)器中完成，初始時(shí)原料為純的2.026×105Pa，50mink=0.0212min-1可知該反應(yīng)為一級(jí)反應(yīng)P A PA0

kttPA

CHO（g）→CH（g）+CO（g）24 4P 0 0A0P P-P P-Ptt2P

P 2(PA P

AP)AP

A0 A

A0 AA0 ∴ P

exp(kt) P

2exp(kt)A0 A0當(dāng)t=50min時(shí)PPt

[2exp(kt)]3.35105Pa醋酸在高溫下可分解為乙烯酮和水，而副反應(yīng)生成甲烷和二氧化碳：1CHCOOHkCH13

CO

O 2

COOH232

CH4

CO2916℃時(shí)

4.65s1,k121

3.74s1，試計(jì)算：1）1）99%的醋酸反應(yīng)掉的時(shí)間；2）2）在此反應(yīng)條件下醋酸轉(zhuǎn)化成乙烯酮的選擇性。txy，初始為CA0，則dxk(Cdt 1 dyk(Cdt 2

xy)xy)相加得

d(xy)(kdt 1

k)(C2

xy)d(xy) (kA0將其積分C (xy) A0

k)dt2Cln A0C (xy)A0

(k1

k)t21）1）當(dāng)轉(zhuǎn)化率為99%時(shí)xy0.99CA01 t ln 0.5491 4.653.74 10.99x k

4.65 2）y k 3.742）2x0.549CA0

y0.441CA0C0.549CS 0.441C

55.4%A01000KRCH

OH(g)RCHO(g)H2

(g)0.082l/mol·min，RCHOH，2.026×105Pa，求21）1）20%RCHOH22）2）RCHOH20%所需的時(shí)間。2解：

OH(g)RCHO(g)H2

(g)A B Ct=0 n 0 0A0t=t n-x x xA0n n x總 A0由k可知該反應(yīng)為二級(jí)反應(yīng)dx n2 kC2 k AVdt理想氣體

A V2n RTV 總 Pdx k(n x)2 A0 dt (nA0

x)RT/P(n x)dx kPdt A0 ∴(n∴A0

x)2 RTx nA0

x tkPdt

(n x)2A0

(n x)2A0

0RTRT 2x x t )kP nA0

x nA0x 當(dāng)n當(dāng)A0n

n

x 0.8nA0對(duì)于VA0A0

A0，應(yīng)有(n

A0x)RT/

A0n RT/PA0xA0當(dāng) 9 ，帶入得t=66.1min ①分等溫間歇反應(yīng)器反應(yīng)時(shí)間與反應(yīng)物濃度的關(guān)系在間歇反應(yīng)器中進(jìn)行等溫二級(jí)反應(yīng)AB,rA

2mol/(ls) 當(dāng)A當(dāng)A0A0

1mol/l時(shí)，求反應(yīng)至CA

0.01mol/l所需時(shí)間。r解:

dt

0.01C2A1 1 1 1C CA A0t=9900s

0.01 1iaAbBcCCin RTPV 總P

,P表示速率式中常數(shù)ki

k 則其二者關(guān)系如何？解： 理想氣體

PPk (

P)aB)br kCaCb

C RT

k (RT)(ab)PaPbA C A Br k PaPb

C A BA P A Bk (RT)(ab)kP S P S A0平行反應(yīng)A

P(主)

，其中r

r C2，已知C

2.0mol/l，C CP0

S(副)0

CP,max？r P

dC A解： rA

2CA

dCA對(duì)上式進(jìn)行積分得C P

C 2dCA dCC 2C AA0 ACA當(dāng) 0時(shí)，產(chǎn)物P的濃度最大。CAC∴P,max

20

2 dC2C A

2ln21.386mol/l一級(jí)連串反應(yīng)A

P

S，

kC ，

k

k

，進(jìn)料流率為v ，A 1 A P 1 A 2 P 0P0 C C 0P0 濃度 濃度 P,maxC A0 A

C A01 解：全混釜 k1

A 1k10P0對(duì)物料P作物料衡算0P0

vC0

VrPC kPC則有A0

k1

1

k)2dC當(dāng)dtP0當(dāng)

時(shí)，產(chǎn)物P有極大值CC A0 P,max

[(K2

/K)1/21]21

C /l

k1l/molsA→R在一全混釜中進(jìn)行，A0

，反應(yīng)速率常數(shù) 求：A1）1）平均停留時(shí)間為1S時(shí)該反應(yīng)器的x ；A0 2）2）若A的v /s，x 0 C x C x解：1）

A0 ArA

A0 AkC2x )2A A∴kC2∴A

C C 0A A01 1A0AC 2k 1 1A0Ax A0A CA0

A38%V C

1/2 A0 A 2）

kCA

kC x )2A0 A帶入得2sV2v0

2l液相反應(yīng)A+BP+S在一全混釜中進(jìn)行，速率常數(shù)k0.05l/mols，求：C C 1.0mol/l;求：A0 B0AxA

50%時(shí)，反應(yīng)器的容積；A若進(jìn)料流量為/min，C 0.5mol/l;求進(jìn)口料液中A的濃度。A解：1）由k0.05l/mols1：1C C C x x A0 A A0 A Ar kCCA A vx

kC2A1Vv0

0 Ak(1xA

)2 0.5V C C C x x A0 A A0 A A2）

r kCCA A

kC2A帶入得120V2v0

2lC 1200.050.250.52mol/lA0磷化氫的均相氣相分解4PH→P+6HA3 4 2A

3102atm時(shí)速率方程r A

mol/sl，磷化氫以200kg/h的速率在平推流反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)，求轉(zhuǎn)化率為80%時(shí)所需反應(yīng)器體積？V xAdxA解：F 0 r解：A0 A 744A y4A0P 2C A0 0.042mol/lA0 RT 0.082(310273)200 F 1.634mol/sA0 3436001xC A

A01A

Ay xFA0 AFVF

xA x

8

1.75

)

862lA00∴

1x A A010.75x

A0

1x AAA第四章非理想流動(dòng)停留時(shí)間分布的密度函數(shù)在t＜0時(shí)，E（t）= （0）停留時(shí)間分布的密度函數(shù)在t≥0時(shí)，E（t） （＞0）當(dāng)t=0時(shí)，停留時(shí)間分布函數(shù)F（t）= （0）當(dāng)t=∞時(shí)，停留時(shí)間分布函數(shù)F（t）= （1）停留時(shí)間分布的密度函數(shù)E（θ）= E（t（t）1表示停留時(shí)間分布的分散程度的量

t2（t2）t反應(yīng)器物料的停留時(shí)間的分布曲線是通過物理示蹤法來測(cè)定的根據(jù)示蹤劑的輸入方式同分為 、 、 、 （脈沖法、階躍法、周期示蹤法、隨機(jī)輸入示蹤法）平推流管式反應(yīng)器tt時(shí)，E（t）= （∞）平推流管式反應(yīng)器tt時(shí)，E（t）= （0）平推流管式反應(yīng)器tt時(shí)，F(xiàn)（t）= （1）平推流管式反應(yīng)器t＜t時(shí)，F(xiàn)（t）= （0）E（θ）曲線的方差

（0）t平推流管式反應(yīng)器其E（t）曲線的方差2 （0）t1et全混流反應(yīng)器t=0時(shí)E（t）= （t t）E（θ）曲線的方差

（1）t全混流反應(yīng)器其E（t）曲線的方差2 （t2）tE（θ）曲線的方差（0～1）

2為 。Ru0記，rrrur

u( )2]0 R ）RRuR

（0）t2流體在半徑為R的管內(nèi)作層流流動(dòng)的停留時(shí)間分布密度函數(shù)E（t）= （2t3）1(t)2流體在半徑為R的管內(nèi)作層流流動(dòng)的停留時(shí)間分布函數(shù)F（t）= （C A

2t ）0脈沖示蹤法測(cè)定停留時(shí)間分布C 對(duì)應(yīng)曲線為 （E（t）曲線）0C A0階躍示蹤法測(cè)定停留時(shí)間分布C 對(duì)應(yīng)曲線為 （F(t)曲線）0非理想流動(dòng)不一定是由 造成的（返混）非理想流動(dòng)不一定是由返混造成的，但返混造成了 （停留時(shí)間分布）為了模擬返混所導(dǎo)致流體偏離平推流效果，可借助這種軸向返混與擴(kuò)散過程的相似性在 的基礎(chǔ)上疊加上軸向返混擴(kuò)散相來加以修正，并認(rèn)為的假定該軸向返混過程可用費(fèi)克定律加以定量描述，所以，該模型稱為 （平推流、軸向分散模型）uL

（Ez）e在軸向分散模型中，模型的唯一參數(shù)彼克萊準(zhǔn)數(shù)愈大軸向返混程度就 （愈?。〆軸向分散模型的偏微分方程的初始條件和邊界條件取決于采用示蹤劑的 、 、 的情況（輸入方式、管內(nèi)的流動(dòng)狀態(tài)、檢測(cè)位置）軸向分散模型的四種邊界條件為 （閉—閉式邊界開—閉式邊界、閉—開式邊界、開—開式邊界）誤差函數(shù)erf的定義式為

erf(y)

2yex2dx0 ）

erf(y)

2yex20

，則erf() ，erf(0) 。（1、0）

2 1 1，]1 2( ))2，]軸向分散模型的數(shù)學(xué)期望值 ，方差

。[

P P Pe e e流體的混合程度常用 、 來描述（調(diào)勻度S、流體的混合態(tài)）流體的混合程度常用調(diào)勻度S來衡量，如果S值偏離 ，則表明混合不均勻（1）微觀流體混合的混合態(tài)稱為 （非凝集態(tài)）若流體是分子尺度作為獨(dú)立運(yùn)動(dòng)單元來進(jìn)行混合，這種流體稱為 （微觀流體）若流體是以若干分子所組成的流體微團(tuán)作為單獨(dú)的運(yùn)動(dòng)單元來進(jìn)行微團(tuán)之間的混合，且在混合時(shí)微團(tuán)之間并不發(fā)生物質(zhì)的交換微團(tuán)內(nèi)部則具有均勻的組成和相同停留時(shí)間這流體稱為 （宏觀流體）宏觀流體混合的混合態(tài)稱為 （完全凝集態(tài)）介于非凝集態(tài)與完全凝集態(tài)之間的混合態(tài)稱為 （部分凝集態(tài)）在氣—液鼓泡攪拌裝置中，氣體以氣泡方式通過裝置， 是宏觀流體，而 為微觀流體。（氣體、液體）在氣—液噴霧塔中液體以液滴形式的分散相， 是宏觀流體，而 為微觀體（液體、氣體）反應(yīng)級(jí)數(shù)n= 時(shí)微觀流體和宏觀流體具有相同的反應(yīng)結(jié)果（1）對(duì)于 反應(yīng)器，微觀流體與宏觀流體具有相同的反應(yīng)結(jié)果（平推流）當(dāng)反應(yīng)級(jí)數(shù)n＞1時(shí)，宏觀流體具有比微觀流體 的出口轉(zhuǎn)化率（高）當(dāng)反應(yīng)級(jí)數(shù)n 1時(shí)，宏觀流體具有比微觀流體高的出口轉(zhuǎn)化率（＞）當(dāng)反應(yīng)級(jí)數(shù)n＜1時(shí)，宏觀流體具有比微觀流體 的出口轉(zhuǎn)化率（低）當(dāng)反應(yīng)級(jí)數(shù)n 1時(shí)，宏觀流體具有比微觀流體低的出口轉(zhuǎn)化率（＜〉脈沖示蹤法測(cè)定停留時(shí)間分布對(duì)應(yīng)曲線為 （A）A.E（t）曲線 B.F（t）曲線C.I（t）曲線D.y（t）曲線51.E（t）曲線的方差2A.E（t）曲線 B.F（t）曲線C.I（t）曲線D.y（t）曲線51.E（t）曲線的方差2A.0 B.0～1 （A）C.1D.＞152.E（t）曲線的方差2A.0 B.0～1 （C）C.1D.＞1軸向分散模型的物料衡算方程在 式邊界條件下有解析解（D）閉—閉 B.開—閉 C.閉—開 D.開—開軸向分散模型的物料衡算方程的初始條件和邊界條件與 無關(guān)（C）示蹤劑的種類 B.示蹤劑的輸入方式 C.管內(nèi)的流動(dòng)狀態(tài)D.檢測(cè)位置反應(yīng)級(jí)數(shù)n= 時(shí)微觀流體和宏觀流體具有相同的反應(yīng)結(jié)果。(C)A.0 B.0.5 C.1 D.當(dāng)反應(yīng)級(jí)數(shù)n 時(shí)，宏觀流體具有比微觀流體高的出口轉(zhuǎn)化率A.=0 B.=1 C.＞1 D.＜1當(dāng)反應(yīng)級(jí)數(shù)n 時(shí)，宏觀流體具有比微觀流體低的出口轉(zhuǎn)化率A.=0 B.=1 C.＞1 D.＜1當(dāng)反應(yīng)級(jí)數(shù)n 時(shí)，微觀流體具有比宏觀流體高的出口轉(zhuǎn)化率A.=0 B.=1 C.＞1 D.＜1當(dāng)反應(yīng)級(jí)數(shù)n 時(shí)，微觀流體具有比宏觀流體低的出口轉(zhuǎn)化率A.=0 B.=1 C.＞1 D.＜160停留時(shí)間分布密度函數(shù)E（t）的含義？答：在定常態(tài)下的連續(xù)穩(wěn)定流動(dòng)系統(tǒng)中，相對(duì)于某瞬間t=0tt+dtE（t）dt（②分

E(t)dt0 。F（t）的含義？答：在定常態(tài)下的連續(xù)穩(wěn)定流動(dòng)系統(tǒng)中，相對(duì)于某瞬間t=0流入反應(yīng)器內(nèi)的流體F(t)tE(t)dt，在出口流體中停留時(shí)間小于t的物料所占的分率為F（t。 0 。簡述描述停留時(shí)間分布函數(shù)的特征值？。t答：用兩個(gè)最重要的特征值來描述——平均停留時(shí)間t和方差2。t1）1）

t

tEt)0

，平均停留時(shí)間t

是E（t）曲線的分布中心，是E（t）曲線對(duì)于坐標(biāo)原點(diǎn)的一次矩，又稱E（t）的數(shù)學(xué)期望。t2）2）2t2t2Et)dtt2矩t 0 。示蹤法和隨機(jī)輸入法。簡述脈沖示蹤法測(cè)停留時(shí)間分布的實(shí)驗(yàn)方法及其對(duì)應(yīng)曲線？答：脈沖示蹤法是在定常態(tài)t=0MA，CE(t)65.簡述階躍示蹤法測(cè)停留時(shí)間分布的實(shí)驗(yàn)方法及其對(duì)應(yīng)曲線？

E(t)CA。0。t=0A0示蹤劑A且濃度為C A0CA

F(t)CA。A0。簡述建立非理想流動(dòng)的流動(dòng)模型的步驟？答：1）通過冷態(tài)模型實(shí)驗(yàn)測(cè)定實(shí)驗(yàn)裝置的停2）根據(jù)所得的有關(guān)E（t）或F（t）3）合反應(yīng)動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)通過模擬計(jì)算來預(yù)測(cè)反應(yīng)結(jié)果；4）通過一定規(guī)模的熱模實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證模型的準(zhǔn)確性。在管內(nèi)徑向截面上流體具有均一的流速；2）在流動(dòng)方向上流體存在擴(kuò)散過程，該過程類似于分子擴(kuò)散，符合Fick3）軸向混合系數(shù) E 在管內(nèi)為定值； 4）徑向不存在擴(kuò)散；Z管內(nèi)不存在死區(qū)或短路流?？山柚@種返混與擴(kuò)散過程的相似性，在平推流的基礎(chǔ)上疊加上軸向返混擴(kuò)散相來加以修正，并人為的假定該軸向返混過程可以用費(fèi)克定律加以定量描述。所以，該模型稱（或軸向擴(kuò)散模型）簡述非理想流動(dòng)多級(jí)混合模型的特點(diǎn)？答：把實(shí)際的工業(yè)反應(yīng)器模擬成由n個(gè)容積相等串聯(lián)的全混流區(qū)所組成，來等效的描述返混t和停留時(shí)間分布對(duì)反應(yīng)過程內(nèi)的影響。設(shè)反應(yīng)器容積為V，物料流入速率為v，則0

Vv0，ttiN。t舉例說明微觀流體和宏觀流體的區(qū)別？為微觀流體。應(yīng)用脈沖示蹤法測(cè)定一容積為 12l的反應(yīng)裝置，進(jìn)入此反應(yīng)器的流體流速 v0=0.8（l/mi80A，ACA時(shí)間的變化，實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)如下：t（min）05101520253035C（g/l）03554210AE（t）曲線的方差

2和2。t 解：首先對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，此時(shí)應(yīng)滿足：0

MdtA v0

C 0

80

100C0

dt5[02(541)4(3520)]100A 3∴實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的一致性檢驗(yàn)是滿足的。2t2E(t)dtt2∵t 0tV12

15(min)0其中 v 0.80由數(shù)據(jù)計(jì)算得如下表：t（min）05101520253035E（t）=C/C00.030.050.050.040.020.010At2E（t） 0 0.75 5 11.25 16 12.5 9 05t2E(t)dt [02(5169)4(0.7511.2512.50)]26350 3∴2263∴t

38222tt2

38152

0.169有一管式反應(yīng)裝置經(jīng)脈沖示蹤法實(shí)驗(yàn)測(cè)得如下表所示的數(shù)：v0=0.8m3/min；m=80kg；∴C0=80/0.8=100t(分)0246810121416C（kg/m3）06.512.512.5105.02.51.00AV、平均停留時(shí)間t、方差2和2。t解：首先對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行一致性檢驗(yàn)：t0

dtA

MCv 0

1000

dttCA 3

CA2

C CA6

)C

C )CA7

C0

100∴一致性檢驗(yàn)表明，脈沖示蹤法所得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是合理的。計(jì)算所得數(shù)據(jù)如下表所示：0246024681012141600.0650.1250.1250.1000.0500.0250.010000.130.50.750.800.500.300.140000.262.04.56.45.03.601.9600iE(t)itE(t)i it2E(t)i ittE(t)dt∵0∵2tt 1

E(t)1

4(t2

E(t)2

tE(t)4

tE(t)6

tE(t)8

)6.187(min)3∴ 33

E(t)3

tE(t)5

tE(t)7

)t9

E(t)9∴Vvt0.86.1874.95(m3)2t2E(t)dtt247.25(6.187)28.9710t0222tt2

8.971 0.234(6.187)2

Ez0.082某反應(yīng)器用示蹤法測(cè)其流量，當(dāng)邊界為開—開式時(shí)，測(cè)得Ul

，在此反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)99%，求此反應(yīng)器的出口轉(zhuǎn)化率。2 12 8( )20.2178解：2

Pe Pe1NN 1 4.592tC

xA dxA活塞流：

A00 kC x )A0 AktxAdxA

ln

4.600 1x 1xA Ax 1A

1kt )NNx A75.t26.187，求

28.971，t，1）1）推算模型參數(shù)N；2）2）推算一級(jí)不可逆等溫反應(yīng)的出口轉(zhuǎn)化率。2 8.9712 t解：1） t1

0.2346.1872N 4.272取N=41x 1 0.566A kt)NN第五章非均相反應(yīng)動(dòng)力學(xué)工業(yè)催化劑所必備的三個(gè)主要條件是（活性好選擇性高壽命長）氣體在固體表面上的吸附中物理吸附是靠 結(jié)合的，而化學(xué)吸附是靠 結(jié)的（范德華力、化學(xué)鍵力）氣體在固體表面上的吸附中物理吸附是 分子層的，而化學(xué)吸附是 分子的（多、單）氣體在固體表面上發(fā)生吸附時(shí)，描述在一定溫度下氣體吸附量與壓力的關(guān)系式稱為 （吸附等溫方程） 吸附等溫方程式是假定吸附熱是隨著表面覆蓋度的增加而隨冪數(shù)關(guān)系減少的。（Freundlich） 吸附等溫方程式是按吸附及脫附速率與覆蓋率成指數(shù)函數(shù)的關(guān)系導(dǎo)出的。（Temkin）固體催化劑的比表面積的經(jīng)典測(cè)定方法是基于 方程（BET）A→B，A1 dnr A的反應(yīng)速率的定義為 （

A W dt ）對(duì)于氣—固相催化反應(yīng)要測(cè)定真實(shí)的反應(yīng)速率必須首先排除 和 的影響。（內(nèi)擴(kuò)散、外擴(kuò)散）測(cè)定氣固相催化速率檢驗(yàn)外擴(kuò)散影響時(shí)，可以同時(shí)改變催化劑裝量和進(jìn)料流量，但保持 不變（WF ） A0 測(cè)定氣固相催化速率檢驗(yàn)外擴(kuò)散影響時(shí)可以同時(shí)改變 和 但保持W A0（催化劑裝量、進(jìn)料流量） 測(cè)定氣固相催化速率檢驗(yàn)內(nèi)擴(kuò)散影響時(shí)，可改變催化劑的 ，在恒定的WF 下測(cè) A0 ，看二者的變化關(guān)系。[粒度（直徑dp、轉(zhuǎn)化率]測(cè)定氣固相催化速率檢驗(yàn)內(nèi)擴(kuò)散影響時(shí)，可改變催化劑的粒度（直徑 dp，在恒定的 下測(cè)轉(zhuǎn)化率，看二者的變化關(guān)系（WF ） A0催化劑回轉(zhuǎn)式反應(yīng)器是把催化劑夾在框架中快速回轉(zhuǎn)從而排除 影響和達(dá)到氣相 及反應(yīng)器 的目的（外擴(kuò)散、完全混合、等溫）流動(dòng)循環(huán)（無梯度）式反應(yīng)器是指消的存在，使實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性提高。（溫度梯度、濃度梯度）對(duì)于多孔性的催化劑分子擴(kuò)散很復(fù)雜當(dāng)孔徑較大時(shí)擴(kuò)散阻力是由 所致（子間碰撞）對(duì)于多孔性的催化劑，分子擴(kuò)散很復(fù)雜，當(dāng)孔徑較大時(shí)，擴(kuò)散阻力是由分子間碰撞所致，這種擴(kuò)散通常稱為 。[分子擴(kuò)散（容積擴(kuò)散）]對(duì)于多孔性的催化劑，分子擴(kuò)散很復(fù)雜，當(dāng)微孔孔徑在時(shí)，分子與孔壁的碰為擴(kuò)散阻力的主要因素（0.1um）對(duì)于多孔性的催化劑，分子擴(kuò)散很復(fù)雜，當(dāng)微孔孔徑在約0.1um時(shí)為擴(kuò)散阻的主要因素（分子與孔壁的碰撞）對(duì)于多孔性的催化劑，分子擴(kuò)散很復(fù)雜，當(dāng)微孔孔徑在約0.1um時(shí)，分子與孔壁的碰為擴(kuò)散阻力的主要因素，這種擴(kuò)散稱為 （努森擴(kuò)散）等溫催化劑的有效系數(shù)η為催化劑粒子的 與催化劑內(nèi)部的 （時(shí)的反應(yīng)速率）S氣—固相催化反應(yīng)的內(nèi)擴(kuò)散模數(shù) ，它是表征內(nèi)擴(kuò)散影響的重要參數(shù)。SkCmkCm1VDSe（ ）kCmkCm1VDSe氣—固相催化反應(yīng)的內(nèi)擴(kuò)散模數(shù)S

，它是表征內(nèi)擴(kuò)散影響的重要參數(shù)，數(shù)值平方的大小反映了 與 之比（表面反應(yīng)速率、內(nèi)擴(kuò)散速率）氣—固相催化反應(yīng)的內(nèi)擴(kuò)散模數(shù)S的大小可判別內(nèi)擴(kuò)散的影響程度，S愈大，則粒內(nèi)濃度梯度就 ，反之，S愈小，內(nèi)外濃度愈近于 （愈大、均一）催化劑在使用過程中可能因晶體結(jié)構(gòu)變化融合等導(dǎo)致表面積減少造成的 失活，也可能由于化學(xué)物質(zhì)造成的中毒或物料發(fā)生分解而造成的 失活（物理、化學(xué)）催化劑的失活可能是由于某些化學(xué)物質(zhì)的中毒引起的，關(guān)于中毒的兩種極端情況是 與 （均勻中毒、孔口中毒）描述氣—固相非催化反應(yīng)的模型有: 、 、 （整體均勻轉(zhuǎn)化模型粒徑不變的縮核模型、粒徑縮小的縮粒模型）對(duì)于氣—固相非催化反應(yīng)的縮核模型，反應(yīng)從粒子外表面逐漸向內(nèi)核部分推進(jìn)，但粒體積 （不變）煤炭燃燒屬于氣—固相非催化反應(yīng)，粒徑隨著反應(yīng)進(jìn)行而不斷的縮小，這種模型屬于徑縮小的 模型（縮粒）硫化礦的燃燒、氧化鐵的還原都屬于氣—固相非催化反應(yīng)，反應(yīng)從粒子外表面逐漸向核部分推進(jìn)，但粒子體積不變，這種模型屬于粒徑不變的 模型（縮核）膜內(nèi)轉(zhuǎn)化系數(shù)γ值的大小反映了在膜內(nèi)進(jìn)行的那部分反應(yīng)可能占的比例，因而可以用判斷 的程度（反應(yīng)快慢）測(cè)定氣—液相反應(yīng)速率的方法與均相反應(yīng)時(shí)不同之點(diǎn)是實(shí)驗(yàn)時(shí)要排除氣相和液相中的 （擴(kuò)散阻力）下列哪種物質(zhì)屬于半導(dǎo)體催化劑 （B）A.金屬 B.金屬硫化物 C.金屬鹽類 D.酸性催化34.下列哪種物質(zhì)屬于絕緣體催化劑 （D）A.金屬 B.金屬氧化物 C.金屬鹽類 D.酸性催化劑骨架Ni催化劑的制備是將Ni與Al按比例混合熔煉制成合金，粉碎以后再用苛性鈉液溶去合金中的Al而形成骨架，這種制備方法是 （A）溶蝕法 B.熱熔法 C.沉淀法 D.混合法下列不屬于Langmuir型等溫吸附的假定的是 （B）均勻