化学反应过程与设备

甘肃联合大学

化学反应过程与设备复习总结

一选择题

1.阿伦尼乌斯公式：)exp(0RT

E k A -

= 2.气液传质基本理论是：费克定理 3.釜式反应釜上夹套的作用：加热或冷却

4.对于反应dS cR bB aA +=+,组分A 的膨胀因子δA

是:[(c+d)-(a+b)]/a

5.与平推流反应器比较进行同样的反应，全混流反应器所需要的体积大

6.某反应为放热反应，反应在时75℃才开始反应，最佳反应温度为115℃最适合的传热介质是：导热油 二．判断题

1.按反应器的结构形式，可把反应器分成釜式、管式、固定床和流化床。 （ √）

2.在间歇反应器中所有的物料反应时间相同、不存在返混。（ √）

3.对于零级反应增加反应物浓度可提高反应速率 （ ×）

4.计算反应釜的理论传热面积时，应以反应开始阶段的速率为依据 （ √）

5.平推流反应器与全混流反应器均不存在返混。 （ ×）

6.反应级数应为整数。 （ ×）

7.若一化学反应为一级反应式，则λ-与c A 的一次方成正比（ ×）

8.对于任一反应，其反应级数就是化学方程式中的计量数（ ×）

9.就

10.管式反应器亦可进行间歇式连续操作。 （ √）

三．填空题

1.间歇反应器的生产周期包括反应时间和辅助时间

2.已知反应速率k=0.02h

kmol

cm ?3

，该反应为 0 级反应

3.固定床反应器主要分为绝热式和换热式两大类。

4.搅拌釜式反应器的结构组成包括壳体，搅拌装置，轴封，换热装置。

5.搅拌的目的是加强反应器的溶液均匀混合，加强传质、传热。

6.鼓泡塔反应器的基本组成包括气体分布器、塔筒体部分、塔顶气液分离。

7.化学反应过程的技术的目标有速率、选择性、能量消耗。

8.流化床内装设内部构件的作用是破碎气体在床层中产生的大气泡、增大气固相之间的接触机会、减少返混而增加反应速率和提高转化率。 9.绝大部分催化剂的组成有哪三部分活性组分、助催化剂、载体。 三．简答题

1.什么是反应分子数？什么是反应级数，反应级数对反应速率有什么影响？ 答：反应级数是指动力学方程式中浓度项的指数，它是由实验确定的常数。 反应级数的绝对值愈高，则该物料得浓度变化对反应速率的影响愈显著，如果反应级数等于零，在动力学方程式中该物料的浓度项就不出现，说明该物料浓度的变化对反应速率没有影响，如果反应级数是负值，说明该物料浓度的增加反而阻抑了反应，使反应速率下降。

2.管式反应器由哪些结构组成，有什么特点？

答：由直管，弯管，密封环，法兰及紧固件，温差补偿器，传热夹套及连接管和机架等组成。

特点：①单位反应器体积具有较大的换热面积，特别适用于热效应较大的反应 ②由于反应物在管式反应器中反应速率快，流速快，所以它的生产效率高。 ③适用于大型化和连续化生产，便于计算机集散控制，产品质量有保证。 ④与釜式反应器相比较，其犯混较小，在流速较低的情况下，其管内流体流刑接近于理想置换流。

3.什么是复杂反应，复杂反应可反应分为哪几种类型请举例说明？ 答：复杂反应是由若干单一反应组成且反应同时进行的反应。 可分为： ①可逆反应

S R B A +→+

②平行反应

H H C H

C 2426

2

+→

③连串反应

S R A →→

④复合复杂反应

D C B A +?+

E C A ?+ S R D +→

4.间歇反应釜的特点？ 答：①一次进料，一次出料

②无返混

③操作周期由反应时间和辅助时间构成 5.简述气固相反应的过程？

答：一般而言，经历以下七个步骤：

①反应组分从流体主体向固体催化剂外表面传递（外扩散过程） ②反应组分从催化剂外表面向催化剂内表面传递（内扩散过程） ③反应组分在催化剂表面的活性中心吸附（吸附过程） ④在催化剂表面上进行化学反应（表面反应过程） ⑤反应产物在催化剂表面上脱附（脱附过程）

⑥反应产物从催化剂内表面向催化剂外表面传递（内扩散过程） ⑦反应产物从催化剂外表面向流体主体传递（外扩散过程） 也可表示成：

内扩散脱附表面反应吸附内扩散外扩散表面反应

→

→→→→→

6.搅拌器有什么作用？有哪些？

答：可以加强釜式反应器内物料的均匀混合，以强化传质和传热 例如：桨式，齿片式，锚式，框式，螺杆式，螺带式，推进式…… 7.什么是返混，形成返混的原因有哪些？返混对反应过程有什么影响？

答：是指不同时刻进入反应器的物料之间的混合是逆向的混合，或者说是不同年龄质点之间的混合。

原因：反应物料在反应器内流动时不可能形成理想的置换。 影响：反应器进口处反应物高浓度区的消失或减低

四．计算题

1.间歇反应器中进行等温二级反应

B

A →,反应速率方程式为：

())(01.02

s L mol C

A A ?=-γ，当C A 0分别为1

L

m ol

,5

L

m ol

,10

L

m ol

时，求反应至

C A

=0.01L m ol 所需的反应时间？

解：由

τK C

C A A

=-

1

1

得：

当C A 0

=1L

mol

时

τ01.01

1

01.01=- ?=τ9900s

当C A 0=5L mol 时

τ01.05

1

01.01=- ?=τ9980s

当C A 0=10L m ol 时

τ01.010

1

01.01=- ?=τ9990s

2.在搅拌良好的间歇操作釜式反应器中，用乙酸和丁醇生产乙酸丁酯，其反应是为：

O

H H COOC CH OH H C COOH

CH 2943943+→+

反应在恒温条件下进行，温度为373K ，进料比为乙酸：丁醇=1:4.97（mol)，以少量的SO H 42作催化剂。当使用过量丁醇时，该反应以乙酸（下标以A 计）表示的动力学方程式为

C A

A K 2

=-λ。在上述条件下，反应速率常数

K=0.0174min)(3

?kmol m ，反应物密度m

kg

3

750=ρ（假设反应前后不变）。若每天

生产2400kg 乙酸乙酯（不考虑分离等过程损失），求乙酸转化率x Af 达到0.5时所需反应器的有效体积和反应体积。每批辅助时间为30min ，取反应釜台数为1，

装料系数?为0.7。

解： ⑴ 计算反应时间 以C A K 2

=-γ代入式?-

=x x A f A A

A A dx C 00λ

τ

积分

得

?-=x x A f A A

A A dx C 00λτ=)

1(1

00

2

2

0)1(x x

C x C x C Af

Af

A A Af

A k x A k d A f

-=

?- 乙酸和丁酯的相对分子质量分别为60和74，故得乙酸的初始浓度为：

=

c A 0)(8.17497.4601750

13m

kmol =?+??

将反应速率常数k=0.0174 min)(3

?kmol m 和乙酸的转化率x Af =0.5 代入，得反应时间为

=

τ)(53.0(min)325

.015

.08.10174.01h ==-??

⑵ 计算反应器有效体积 要求每天生产2400kg 乙酸丁酯，乙酸丁酯的相对分子量为116，则每小时乙酸的用量：

1035

.01

11660242400=?? （kg/h)

每小时需要处理的原料体积为 979.0750

1

)97.460741(1030

=?+?=v （h

m

3

）

根据?

δ

ττn v v )('

0+=

，反应器有效体积为：

008.1)53.05.0(979.0=+?=v R

(m 3)

⑶ 计算反应器体积 根据装料系数定义，反应器体积为

44.17

.0008.1===?

v R v （m 3）

0616化学反应工程知识点

化学反应工程知识点 —郭锴主编 1、化学反应工程学不仅研究化学反应速率与反应条件之间的关系，即化学反应动力学，而且着重研究传递过程对宏观化学反应速率的影响，研究不同类型反应器的特点及其与化学反应结果之间的关系。 2、任何化工生产，从原料到产品都可以概括为原料的预处理、化学反应过程和产物的后处理这三个部分，而化学反应过程是整个化工生产的核心。 3.化学反应工程的基本研究方法是数学模型法。数学模型法是对复杂的、难以用数学全面描述的客观实体，人为地做某些假定，设想出一个简化模型，并通过对简化模型的数学求解，达到利用简单数学方程描述复杂物理过程的目的。模型必须具有等效性，而且要与被描述的实体的那一方面的特性相似；模型必须进行合理简化，简化模型既要反映客观实体，又有便于数学求解和使用。 4.反应器按型式来分类可以分为管式反应器、槽式反应器（釜式反应器）和塔式反应器。 5反应器按传热条件分类，分为等温反应器、绝热反应器和非等温非绝热反应器。 第一章 均相单一反应动力学和理想反应器 1、目前普遍使用关键组分A 的转化率来描述一个化学反应进行的程度，其定义为：0 0A A A A A A n n n x -==组分的起始量组分量转化了的 2、化学反应速率定义（严格定义）为单位反应体系内反应程度随时

间的变化率。其数学表达式为dt d V r ξ1=。 3、对于反应D C B A 432+=+，反应物A 的消耗速率表达式为dt dn V r A A 1-=-；反应产物C 的生成速率表达式为：dt dn V r C C 1= 4.反应动力学方程：定量描述反应速率与影响反应速率之间的关系式称为反应动力学方程。大量的实验表明，均相反应的速率是反应物系的组成、温度和压力的函数。 5.阿累尼乌斯关系式为RT E C C e k k -=0，其中活化能反应了反应速率对温 度变化的敏感程度。 6、半衰期：是指转化率从0变为50%所需时间为该反应的半衰期。 7、反应器的开发大致有下述三个任务：①根据化学反应动力学特性来选择合适的反应器型式；②结合动力学和反应器两方面特性来确定操作方式和优化操条件；③根据给定的产量对反应装置进行设计计算，确定反应器的几何尺寸并进行评价。 8.在停留时间相同的物料之间的均匀化过程，称之为简单混合。而停留时间不同的物料之间的均匀化过程，称之为返混。 9.根据返混情况不同反应器被分为以下类型：间歇反应器、理想置换反应器（又称平推流反应器或活塞流反应器）、全混流反应器（又称为连续操作的充分搅拌槽式反应器）。 10.反应器设计计算所涉及的基础方程式就是动力学方程式、物料衡算方程式和热量衡算方程式，其中物料衡算所针对的具体体系称为体积元。 11、停留时间又称接触时间，用于连续流动反应器，指流体微元从反

化学反应过程及设备试题A及答案

课程名称《 化学反应工程 》 考核时间：120分钟 考核方式：闭卷 课程类型：考试 一、选择题（总分20分，每题2分） 1. 对于非均相液-液分散过程，应优先选择( )搅拌器。 A 锚式 B 涡轮式 C 桨式 D 推进式 2. 为维持200℃的反应温度，工业生产上常用( )作载热体。 A 水 B 导生油 C 熔盐 D 烟道气 3. 反应A + B → C ，已知1 15.0-=s k ，则反应级数n=（ ）。 A. 0 B. 1 C. 2 D. 3 4. “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 5. 串联反应A → P （目的）→R + S ，目的产物P 的总收率P φ=（ ）。 A. A A P P n n n n --00 B. 00A P P n n n - C. 00 S S P P n n n n -- D. 00R R P P n n n n -- 6. 下列属于非均相反应的是（ ）。 A. 乙酸乙酯水解 B. 氢气燃烧 C. HCl 与NaOH 的中和 D. 催化裂解 7. 对于可逆放热反应，为提高反应速率应（ ） A. 提高压力 B. 降低压力 C. 提高温度 D. 降低温度 8. 反应3A → P ，已知s l mol k ?=/15.0，则反应级数n=（ ） A. 0 B. 1 C. 2 D. 3 9. 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. 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 10. 反应釜内壁有非金属衬里且物料易结垢时，应选用（ ）传热。 A 夹套 B 列管式换热器 C 蛇管换热器 D 插入式传热构件 二、填空题（总分20分，每空1分） 1. 全混流反应器的返混（ ）。 2. 化学反应工程是一门研究（ ）的科学。

光化学反应原理

光化学反应原理 光化学反应在环境中主要是受阳光的照射，污染物吸收光子而使该物质分子处于某个电子激发态，而引起与其它物质发生的化学反应。如光化学烟雾形成的起始反应是二氧化氮（NO2）在阳光照射下，吸收紫外线（波长2900~4300A）而分解为一氧化氮（NO）和原子态氧（O，三重态）的光化学反应，由此开始了链反应，导致了臭氧及与其它有机烃化合物的一系列反应而最终生成了光化学烟雾的有毒产物，如光氧乙酰硝酸酯（PAN）等。 光化学反应的发生必须具备的条件 当光照射在物体上时,会发生三种情况:反射、透过和吸收。在光化学中,只有被分子吸收的光才能引起光化学反应。因此,光化学反应的发生必须具备两个条件:一是光源,只有光源发出能为反应物分子所吸收的光,光化学反应才有可能进行。二是反应物分子必须对光敏感(与其分子的结构有关) 。即反应物分子能直接吸收光源发出的某种波长的光,被激发到较高的能级(激发态) ,从而进行光化学反应。例如:卤化银能吸收可见光谱里的短波辐射(绿光、紫光、紫外光) 而发生分解: 2AgBr=2Ag +Br2 这个反应是照像技术的基础。但卤化银却不受长波辐射(红光) 的影响。所以,暗室里可用红灯照明。由此也可看出,光化学反应的一个重要特点是它的选择性,反应物分子只有吸收了特定波长的光才能发生反应。需要注意的是,有些物质本身并不能直接吸收某种波长的光而进行光化学反应,即对光不敏感。但可以引入能吸收这种波长光的另外一种物质,使它变为激发态,然后再把光能传递给反应物,使反应物活化从而发生反应。这样的反应称为感光反应。能起这样作用的物质叫感光剂。例如:CO2 和H2O 都不能吸收日光,但植物中的叶绿素却能吸收这样波长的光,并使CO2 和H2O 合成碳水化合物: CO2 + H2O=16 n(C6H12O6) n + O2 叶绿素就是植物光合作用的感光剂。 光化学反应 物质在可见光或紫外线照射下吸收光能时发生的光化学反应。它可引起化合、分解、电离、氧化、还原等过程。主要有光合作用和光解作用两类。 光化学反应（二） 光化学反应可引起化合、分解、电离、氧化还原等过程。主要可分为两类：一类是光合作用，如绿色植物使二氧化碳和水在日光照射下，借植物叶绿素的帮助，吸收光能，合成碳水化合物。另一类是光分解作用，如高层大气中分子氧吸收紫外线分解为原子氧；染料在空气中的褪色，胶片的感光作用等。 光化学反应（一） 只有在光的作用下才能进行的化学反应,即反应物分子吸收光能以后引起的化学变化,称为 光化学反应,亦称光反应(photoreaction)。例如,二苯甲酮和异丙醇都很稳定,它们接触时不发生反应,但在光作用下,两者可以进行化学反应。

化学反应与扩散过程

化学反应与扩散过程 姓名：史振鹏 学号;200902050201 班级：09物理 摘要：本文主要讲述了在化学反应与扩散过程中分子数密度的变化率、熵流密 度与局域熵出生率以及化学亲和势与反应速率的关系。文章先从分子数密度变化率讲述再推导出熵流密度与局域熵产生率，在这个过程中同时讲述化学亲和势与反应速率的关系。 Abstract: this paper focuses on the number of molecules in a chemical reaction and diffusion processes of density change local entropy , entropy flux density and birth rates and reaction rate of chemical affinity and relationship. Article from the molecular number density rate of change about then derive entropy flux density and local entropy production rate, during this process and about the relationship of chemical affinity and the reaction rate. 关键词：化学反应 分子数密度 局域熵 化学亲和势 引言:在一个系统中同时存在n 个化学反应，假设温度和压强恒定，在该系统中 由于存在化学反应和扩散过程，那么该系统中各组分的分子数密度和局域熵产生率将怎样变化？其化学反应与化学亲和势有什么关系?本文将详细讲述。 Introduction: in a system n of simultaneous chemical reaction, assuming constant temperature and pressure, due to chemical reaction and diffusion processes in the system, the molecular number density of the components in the system and the field entropy production rate will change how? what's the relationship between chemical reaction and chemical affinity? this will be covered in detail. 主要内容： 本节将在局域平衡假设下导出同时存在化学反应和扩散过程时的熵流密度和熵产生率。系统中某体积元内存在化学反应： 数可以是时间和坐标的函在非平衡系统中为比例系数。一般来说 成正比，即和的分子数密度和应物，因而与其反发生碰撞的频率成正比与分子显然与体积元内分子 反应速率i i A i i A i i i A i i k i n n k n n k n n X A X A B Y X A i ωωω,,:i =+?→?+()的变化率为的分子数密度体积元内两个反应同时发生时，为比例系数可表为的反应速率应同理，体积元内化学反i i i A k i n X k n n k C B Z X A 222222 2=++?→? +ωω

化学反应过程与设备

甘肃联合大学 化学反应过程与设备复习总结 一选择题 1.阿伦尼乌斯公式：)exp(0RT E k A - = 2.气液传质基本理论是：费克定理 3.釜式反应釜上夹套的作用：加热或冷却 4.对于反应dS cR bB aA +=+,组分A 的膨胀因子δA 是:[(c+d)-(a+b)]/a 5.与平推流反应器比较进行同样的反应，全混流反应器所需要的体积大 6.某反应为放热反应，反应在时75℃才开始反应，最佳反应温度为115℃最适合的传热介质是：导热油 二．判断题 1.按反应器的结构形式，可把反应器分成釜式、管式、固定床和流化床。 （ √） 2.在间歇反应器中所有的物料反应时间相同、不存在返混。（ √） 3.对于零级反应增加反应物浓度可提高反应速率 （ ×） 4.计算反应釜的理论传热面积时，应以反应开始阶段的速率为依据 （ √） 5.平推流反应器与全混流反应器均不存在返混。 （ ×） 6.反应级数应为整数。 （ ×） 7.若一化学反应为一级反应式，则λ-与c A 的一次方成正比（ ×） 8.对于任一反应，其反应级数就是化学方程式中的计量数（ ×） 9.就 10.管式反应器亦可进行间歇式连续操作。 （ √） 三．填空题 1.间歇反应器的生产周期包括反应时间和辅助时间 2.已知反应速率k=0.02h kmol cm ?3 ，该反应为 0 级反应 3.固定床反应器主要分为绝热式和换热式两大类。 4.搅拌釜式反应器的结构组成包括壳体，搅拌装置，轴封，换热装置。 5.搅拌的目的是加强反应器的溶液均匀混合，加强传质、传热。 6.鼓泡塔反应器的基本组成包括气体分布器、塔筒体部分、塔顶气液分离。 7.化学反应过程的技术的目标有速率、选择性、能量消耗。 8.流化床内装设内部构件的作用是破碎气体在床层中产生的大气泡、增大气固相之间的接触机会、减少返混而增加反应速率和提高转化率。 9.绝大部分催化剂的组成有哪三部分活性组分、助催化剂、载体。 三．简答题 1.什么是反应分子数？什么是反应级数，反应级数对反应速率有什么影响？ 答：反应级数是指动力学方程式中浓度项的指数，它是由实验确定的常数。 反应级数的绝对值愈高，则该物料得浓度变化对反应速率的影响愈显著，如果反应级数等于零，在动力学方程式中该物料的浓度项就不出现，说明该物料浓度的变化对反应速率没有影响，如果反应级数是负值，说明该物料浓度的增加反而阻抑了反应，使反应速率下降。

化学反应过程原理复习题

2012化学反应工程 复习（工程硕士班）： 1． 推导出一级和二级动力学简单反应在间歇反应器、PFR 和CSTR 三种反应器 中反应时间（停留时间）和转化率关系的积分表达式，并对上述表达式关于不同反应器的类型中，转化率与反应时间的关系进行讨论。 2．根据阿伦尼乌斯方程可以得到方程：i i r r E T RT T ?=?； 1）对该表达式讨论活化能的工程意义和反应温度水平对反应速率影响； 2）根据上述表达式，请简述在实验过程中，如何通过控制反应温度和转化率获 得准确的本征活化能数据。 3．一级反应A P ，进料温度为150oC ，活化能为83684 J/mol ，在PFR 反应器中进行反应，反应器体积为V P ，如改为CSTR 反应器，其体积为V m ，为达到同样转化率x A = 0.6和0.9，则V m /V P 之值应如何？讨论所得的结果。 4. 采用N 个体积相等的CSTR 反应器串联进行动力学为一级的简单反应： A P →；各釜的操作温度均相等。 1. 求证：在经过第N 个釜完成反应后，残余浓度为： (1)A AN N c c k τ= + 其中N 为CSTR 反应釜数量，τ 为空时，k 为反应动力学常数。 2. 如果已知在某反应温度下的速率常数为10.92k h -=，原料速率3 010/v m h =，要求转化率为0.90。计算当串联反应釜分别为1, 3, 10, 100个时的反应器总体积； 3. 如果应用PFR 反应器进行该反应，计算在反应条件和要求完成的转化率相同的情况下所需的反应体积；对问题2, 3的计算结果进行讨论。

5． 自催化反应： 是一个等密度的反应过程，反应速率 ，进料量为30.002/v m s =, 302/A c kmol m =， 300/P c kmol m =，0.98A x =。 试计算下列反应器体积。 1）全混流反应器（CSTR ）； 2）两个等体积全混流反应器串联组合反应器； 3）如何实现反应器组合，在完成转化率的前提下使得反应器体积最小。 6．有一均相反应：A B P +→ 反应维持在75o C 等温操作，实验测得反应速率方程式为： ()A A B r k c c -=?? /() k m o l l s ? 32.7810/()k l mol s -=??, 当反应物A 和B 的初始浓度004/A B c c mol l ==，而A 的转化x A = 0.8时，平均每分钟可处理0.684 kmol 的反应物A ，在反应温度、处理量和要求达到的转化率相同情况下，试比较反应在间歇反应器、PFR 和CSTR 反应器中进行所需的反应体积？辅助时间为20 min, 釜式反应器装填系数为0.8。 7. 在反应过程中，保证化学反应操作定态稳定的条件是什么？如果对于在CSTR 反应器中进行的放热反应过程，为了保持反应的稳定性，如何兼顾换热面积和换热温差？为什么？ 8．在管式固定床反应器，对于催化床列管的管径大小的设计有一定的要求，特别是对于放热反应过程。若从反应的热稳定性考虑，证明最大的列管直径为： 12max ()4(/)/t g r D U Q V RT E -=??? 其中：U 为换热面积，()(1)n g r r Q H k c V ε=-?-????，?V r 为催化剂微元体积。 提示：列管微元移热速率为()r t r c Q U a V T T =????-，a t 为圆管的比表面，T c 为管外冷却介质温度。 A P P P +→+()A A P r k c c -=??3311 10()()k m kmol s ---=

化学反应过程及设备试题A及答案

课程名称《 化学反应工程 》 考核时间：120分钟 考核方式：闭卷 课程类型：考试 一、选择题（总分20分，每题2分） 1. 对于非均相液-液分散过程，应优先选择( )搅拌器。 A 锚式 B 涡轮式 C 桨式 D 推进式 2. 为维持200℃的反应温度，工业生产上常用( )作载热体。 A 水 B 导生油 C 熔盐 D 烟道气 3. 反应A + B → C ，已知1 15.0-=s k ，则反应级数n=（ ）。 A. 0 B. 1 C. 2 D. 3 4. “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 5. 串联反应A → P （目的）→R + S ，目的产物P 的总收率P φ=（ ）。 A. A A P P n n n n --0 0 B. 00A P P n n n - C. 00 S S P P n n n n -- D. 00R R P P n n n n -- 6. 下列属于非均相反应的是（ ）。

A. 乙酸乙酯水解 B. 氢气燃烧 C. HCl 与NaOH 的中和 D. 催化裂解 7. 对于可逆放热反应，为提高反应速率应（ ） A. 提高压力 B. 降低压力 C. 提高温度 D. 降低温度 8. 反应3A → P ，已知s l mol k ?=/15.0，则反应级数n=（ ） A. 0 B. 1 C. 2 D. 3 9. 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. 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 10. 反应釜内壁有非金属衬里且物料易结垢时，应选用（ ）传热。 A 夹套 B 列管式换热器 C 蛇管换热器 D 插入式传热构件 二、填空题（总分20分，每空1分） 1. 全混流反应器的返混（ ）。 2. 化学反应工程是一门研究（ ）的科学。 3. 在流化床中为了传热或控制气—固相间的接触，常在床内设置内部构 件，但很少使用水平构件，它对颗粒和气体的上下流动起一定的阻滞作用，从而导致床内产生明显的（ ）梯度和（ ）梯度。 4. 对于反应级数n ＜0的反应，为降低反应器容积，应选用（ ）反应 器为宜。 5. 基元反应的级数即为化学反应式的（ ），对非基元反应的级数通过 （ ）确定。 6. 反应物能同时分别进行两个或多个独立的反应，称（ ）。当初始反 应物所生成的产物能进一步反应生成次级产物时，称（ ）。 7. 间歇反应，只要C ＡＯ相同，无论处理量多少，达一定（ ）每批所 需的（ ）相同。 8. 对同一反应在相同条件下，达到相同转化率，全混釜反应器所需有效 体积（ ），平推流反应器所需有效体积（ ），多釜串联全混釜所需有效体积（ ）。 9. 间歇釜式反应器有效体积不但与（ ）有关，还与（ ）有关。 10. 平推流反应器实际体积与有效体积（ ）。相同条件下，用全混流反 应器和平推流反应器处理物料，（ ）所需有效容积小。 11. 搅拌的根本目的是( ),( )。 三、判断题（总分10分，每题1分） 1. 釜式反应器可用来进行均相反应，也可用于以液相为主的非均相反应。 2. 釜式反应器的所有人孔、手孔、视镜和工艺接管口，除出料口外，一 律都开在顶盖上。 3. 搪玻璃反应釜具有良好的抗腐蚀性，特别适于酸碱交替的反应过程。 4. 对于低粘度液体，应选用大直径、低转速搅拌器，如锚式、框式、桨 式等。

化学反应一般原理

第二章化学反应一般原理 化学热力学初步（热化学、化学反应的方向和限度） 一填空题： 1 反应NH4Cl(s)＝HCl(g)＋NH3(g)在300K时，Δr G m o＝86.4kJ.mol-1，在500K时，Δr G m o＝34.6kJ.mol-1，则Δr S m o为( )，Δr H m o为( )。 2 已知反应2HCl(g)＝H2(g)＋Cl2(g)的Δr H m o＝184.6kJ.mol-1，则Δf H m o[HCl(g)]＝( ) kJ.mol-1。 3 注明下列各符号的名称：H ( )；Δr H m ( )；Δr H m o( )；Δf H m o( )。 4 影响化学反应Δr G 的主要因素有（）和（）；利用自由能变判断过程自发性的前提条件是（）。 二判断题 5 反应过程中，随着产物的生成，系统的熵值增大。 6 热等于系统的焓值。 7 等温等压且不做非体积功条件下的自发过程，一定是热力学能降低的过程。 8 标准状态下，任何温度下均不可自发进行的反应，必定是Δr H m o＞0，Δr S m o＜0。 9 稳定单质的Δr G m o、Δr H m o 和Δr S m o均为零。 10 热力学温度为零时，所有元素的熵为零。 11 因为ΔH＝Q p，ΔU＝Q V，所以Q p、Q V均是状态函数。 12 碳酸钙受热分解，是Δr S m o＞0 的反应。 13 “非自发反应”就是指“不可能”实现的反应。 14 热力学能就是指储存一个物体或系统的原子或分子结构内的能量（如：动能、键能、晶格能、表面能等）。 15 Q p＝ΔH，H是状态函数，所以Q p也是状态函数。 三选择题 16 下列物质中标准摩尔生成焓为零的是： A C(金刚石) B P4(白磷) C Br2(g) D O3(g) 17 某反应ΔH＞0，ΔS＞0，则该反应： A 高温自发，低温不自发 B 高温不自发，低温自发 C 任何温度均自发 D 任何温度均不自发 18 标准状态下，反应O3(g)＝3/2O2(g)，已知O3(g)的标准生成焓是142kJ.mol-1。上述反应的焓变Δr H m o应是（）kJ.mol-1。 A 117 B 142 C －142 D 319 19 下列反应中Δr H m o等于AgBr(s) 的Δf H m o的是： A Ag＋(aq) ＋Br－(aq) ＝AgBr(s) B 2Ag(s) ＋Br2(g) ＝2AgBr(s) C 2Ag(s) ＋1/2Br2(l) ＝AgBr(s) D Ag(s) ＋1/2Br2(l) ＝AgBr(s) 20 已知Cu2O(s) ＋1/2O2(g)＝2CuO(s) ，Δr H m o＝－146.02kJ.mol-1；CuO(s)＋Cu(s)＝Cu2O(s) ，Δr H m o＝－11.3kJ.mol-1，则CuO(s)＝Cu(s)＋1/2O2(g) 的Δr H m o＝( )kJ.mol-1。 A ―78.66 B ―157.32 C 314.64 D 157.32 21 下列反应在标准状态下： 反应Ⅰ：2NO2(g) ＝N2O4(g) ，Δr G1o＝－5.8kJ.mol-1

化学反应过程与设备题库

《化学反应过程与设备》题库 一判断题 1、釜式反应器可用来进行均相反应，也可用于以液相为主的非均相反应。√ 2、釜式反应器的所有人孔、手孔、视镜和工艺接管口，除出料口外，一律都开在顶盖上。√ 3、搪玻璃反应釜具有良好的抗腐蚀性，特别适于酸碱交替的反应过程。× 4、对于低粘度液体，应选用大直径、低转速搅拌器，如锚式、框式和桨式。× 5、釜式反应器的夹套高度一般应高于料液的高度，以保证充分传热。√ 6、含有固体颗粒的物料及粘稠的物料，不宜采用蛇管式换热器。√ 7、当反应在沸腾温度下进行且反应热效应很大时，可采用回流冷凝法进行换热。√ 8、计算反应釜理论传热面积时应以反应开始阶段的放热速率为依据。√ 9、流化床反应器中加设挡板挡网后，不易形成大气泡，提高了床层对器壁的给热系数。× 10、流化床反应器对于传质传热速度的提高和催化剂性能的发挥均优于固定床反应器。√ 11、流化床的操作速度处于临界流化速度和带出速度之间。× 12、大而均匀的颗粒在流化时流动性差，容易发生腾涌现象，添加适量的细粉有利于改善流化质量。√ 13催化剂可以加快反应速度，但不改变化学平衡，并对催化反应具有选择性。√ 14反映催化剂生产能力的重要指标是时空收率和催化剂负荷。√ 15催化剂床层高度越高，操作气速、流体阻力将越大。√ 16增加床层管径与颗粒直径比可降低壁效应，提高床层径向空隙率的均匀性。√ 17气固相催化反应动力学控制过程包括：吸附、化学反应、脱附；扩散控制过程包括：外扩散、内扩散。√ 18催化剂的失活有物理失活和化学失活两种。× 19鼓泡塔内气体为连续相，液体为分散相，液体返混程度较大。√ 20当传递速率远大于化学反应速率时，反应速率为扩散控制。× 21由于床层内气流与颗粒剧烈搅动混合，所以流化床反应器床层温度分布均匀，有利于催化剂性能的发挥，转化率提高。× 22换热式固定床反应器可分为中间换热式和冷激式两种。× 23全混流连续操作反应器，反应器内温度、浓度处处均匀一致，故所有物料粒子在反应器内的停留时间相同。× 24流化床反应器对于传质传热速度的提高和催化剂性能的发挥均优于固定床反应器。√25流化床反应器，需要控制和测量的参数主要有床层压力和温度、流量等。× 理想反应器不存在反混。√ 26釜式反应器不存在反混。√ 27、化工生产上，为了控制200~300℃的反应温度，常用熔盐作热载体。× 28、化工生产上，为了控制300~500℃的反应温度，常用导生油作热载体。× 29、单位体积的催化剂所具有的表面积称为形状系数。× 30、由于催化反应的吸附、脱附以及表面反应都是与催化剂表面直接有关，故吸附控制、表面反应控制和脱附控制称为动力学控制。√ 31、化工生产上常用多孔表面的物质作为助催化剂。× 32、流化床中常见的流化现象是沟流和散式流化。× 33、流化床中常用气体分布板是直孔型分布板。× 34、挡板、挡网和换热器都属于流化床的内构件。×

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，而在340K 时达到同样的转化率仅需，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》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。

化学反应工程模拟题一及答案

一、在体积为2.5m 3的理想BR 反应器中进行液相等温一级基元反应A P →， k ＝2.78×10-3 s -1，进口摩尔流率F A0＝11.4 mol/s ，反应物A 初始浓度04/A C mol L =，求： （1）当反应器中A 的转化率为80％，求所需的时间？（6分） （2）若将反应移到CSTR 中进行，其它条件不变，求所需反应器体积？（6分） （3）若将反应移到PFR 中进行，其它条件不变，求所需反应器体积？（6分） 二、在一个等温活塞流反应器中进行气相反应：C B A →+2，该反应对A 和B 均是一级。反应器的入口体积流率为2.5L/min ，进料为等摩尔的组分A 和B 。入口温度和压力分别是727℃和10atm 。在此温度下的反应速率常数k ＝4L/mol ·min 。求： （1）反应器入口处（即X A =0时）A 的浓度？ （4分） （2）反应器入口处（即X A =0时）的反应速率？（4分） （3）当A 的转化率为40%时的浓度？（4分） （4）当A 的转化率为40%时的反应速率？（6分） 三、有如下平行反应： 其动力学方程分别为：3.01B A P C C k r =，8.15.02B A S C C k r =，其中121==k k ， （1）当A 和B 的初始浓度为L mol C C B A /2000==，A 和B 均从反应器入口加入，计算A 的转化率为0.9时的瞬时选择性。（6分） （2）对该平行反应，采用怎样的操作方式可以提高反应过程的选择性？（8分） 四、在非等温反应器操作过程中，可能出现多态现象，请问什么是多态现象？请判断下图所示中，哪些点是稳定操作点，哪些点是不稳定操作点，并分析其原因？（12分） 五、在实验室中用全混反应器等温下进行一级液相反应A →P ，当空时为25min 时，A 的转化率达62％。将反应器放大进行中试，反应器型式为管式，其停留时间分布的实测结果如表所示，反应器的平均停留时间为43 min ，方差为233min 2。 t,min 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 E(t) 0 0 0.00693 0.03 0.0283 0.0182 0.0102 0.00497 0.00241 0.00105 0 求（1）停留时间小于40 min 的物料所占的分率约为多少？（6分） （2）在与小试相同的温度及空时下操作，分别采用多釜串联模型预测反应器出口A 的转化率。（12分） R(T),G(T)

扩散与固相反应

第七章 扩散与固相反应 1、名词解释： 非稳定扩散：扩散过程中任一点浓度随时间变化； 稳定扩散：扩散质点浓度分布不随时间变化。 无序扩散：无化学位梯度、浓度梯度、无外场推动力，由热起伏引起的扩散。 质点的扩散是无序的、随机的。 本征扩散：主要出现了肖特基和弗兰克尔点缺陷，由此点缺陷引起的扩散为 本征扩散（空位来源于晶体结构中本征热缺陷而引起的质点迁移）； 非本征扩散：空位来源于掺杂而引起的质点迁移。 正扩散和逆扩散： 正扩散：当热力学因子时，物质由高浓度处流向低浓度处，扩散结果使溶质 趋于均匀化，D i >0。 逆扩散：当热力学因子 时，物质由低浓度处流向高浓度处，扩散结果使溶质 偏聚或分相，D i <0。 2、简述固体内粒子的迁移方式有几种? 答 易位，环转位，空位扩散，间隙扩散，推填式。 3、说明影响扩散的因素？ 化学键：共价键方向性限制不利间隙扩散，空位扩散为主。金属键离子键以 空位扩散为主，间隙离子较小时以间隙扩散为主。 缺陷：缺陷部位会成为质点扩散的快速通道，有利扩散。 温度：D=D 0exp （-Q/RT ）Q 不变，温度升高扩散系数增大有利扩散。Q 越大 温度变化对扩散系数越敏感。 杂质：杂质与介质形成化合物降低扩散速度；杂质与空位缔合有利扩散；杂 质含量大本征扩散和非本征扩散的温度转折点升高。 扩散物质的性质：扩散质点和介质的性质差异大利于扩散； 扩散介质的结构：结构紧密不利扩散。 4、在KCl 晶体中掺入10-5mo1％CaCl 2，低温时KCl 中的K +离子扩散以非本征扩散为主，试回答在多高温度以上，K +离子扩散以热缺陷控制的本征扩散为主？（KCl 的肖特基缺陷形成能ΔH s =251kJ/mol ，R=8.314J/mo1·K ） 解：在KCl 晶体中掺入10-5mo1％CaCl 2，缺陷方程为： 2' 22KCl K K cl CaCl Ca V Cl ? ? ???→++ 则掺杂引起的空位浓度为'710K V -??=??

化学反应过程与设备试题

化学反应过程与设备试题 一.选择题（每题2分，共20分） 1.化学反应器的分类方式很多，按的不同可分为管式、釜式、塔式、 固定床、流化床等。 A. 聚集状态； B、换热条件； C、结构； D、操作方式 2.釜式反应器可用于不少场合，除了。 A、气－液相反应； B、液－液相反应； C、液－固相反应； D、气－固相反应 3.间歇操作的釜式反应器出料组成与反应器内物料的最终组成。 A、不相同； B、可能相同； C、相同； D、可能不相同 4.反应釜加强搅拌的目的是。 A、强化传热与传质； B、强化传热； C、强化传质； D、提高反应物料温度 5.釜式反应器的换热方式有夹套式、蛇管式、回流冷凝式和。 A、列管式； B、间壁式； C、外循环式； D、直接式 6.管式加热炉传热的主要工艺指标有：全炉热效应.热负荷火墙温 度,流速和全炉压力降。 A.炉管结焦时间 B.炉管表面热强度 C.燃烧室辐射强度 D.烟囱抽力 7.当化学反应的热效应较小，反应过程对温度要求较宽，反应过程要求单程 转化率较低时，可采用。 A、自热式固定床反应器； B、单段绝热式固定床反应器； C、换热式固定床反应器； D、多段绝热式固定床反应器。 8.固定床反应器具有反应速度快、催化剂不易磨损、可在高温高压下操作等 特点，床层内的气体流动可看成是。 A、湍流； B、对流； C、理想置换流动； D、理想混合流动 9.流化床反应器通常都由壳体、气体分布装置、、换热装置、气 固分离装置和固体颗粒的加卸装置所构成. A、搅拌器 B、内部构件 C、导流筒 D、密封装置

10.对气—固相流化床反应器，操作气速应。 A、大于临界流化速度； B、小于临界流化速度； C、大于临界流化速度而小于带出速度； D、大于带出速度 二.填空题（每空1分，共20分） 1.化学反应器是。根据物质的聚集状态分，化学反应器可分为：和两大类。 2.釜式反应器主要应用于液-液均相和非均相、气-液相等反应过程，操作时温度、浓度容易，产品质量。在化工生产中，既可适用于间歇操作过程，又可用于操作过程；可单釜操作，也可多釜串联使用；但若应用在需要较高转化率的工艺要求时，有的缺点。 3.管式反应器主要用于气相或液相连续反应过程，具有容积，易于 -等优点；能承受较高的，故用于加压反应尤为合适；但对于慢速反应，则有需要管子，压降较大等方面的不足。 4. 固定床反应器具有反应速度、催化剂颗粒、可在高温高压下操作等特点，床层内的气体流动可看成是。 5．空间速度简称，是指在单位时间内所通过的原料气的流量。用S V表示，单位为。 6.流化床反应器具有传质、传热速率，床层温度，操作等突出优点，在生产中得到广泛应用。 三．简答题（每题6分，共30分） 1.釜式反应器维护要点是什么？ 2.流化床反应器的特点是什么？ 3.解释下列参数：空速S V ;催化剂空时收率S W;催化剂负荷S G. 4.催化作用的基本特征是什么？ 5.气液相反应器选择时考虑的因素有哪些？ 四．计算题（每题10分，共20分） 1.有液相反应： A + B ≒P + R

化学反应过程复习题

第六章化学反应器复习题 一、单项选择题 1．理想间歇釜式反应器的特点是……………（） A．由于反应器内各处物料浓度不等，因而物质传递过程对化学反应有影响 B．由于反应器内各处物料温度不等，因而热量传递过程对化学反应有影响 C．由于反应器内各处物料浓度、温度不等，因而传热、传质过程均对化学反应有影响 D．反应结果唯一地由化学反应本征动力学所决定 2．反应物A和B以等摩尔比在全混流反应器中进行均一液相反应：A＋B→R,在343K下测得该反应的速率常数k＝0.118 m3?kmol－1?h－1,若A的初始浓度c A,0 ＝4 kmol?m－3,最终转化率x A ＝80%,则所需空间时间为………………………………………（） A．22.8 h B．34.5 h C．42.4 h D．55.7 h 3．在整个反应过程中，反应器内的物料组成等保持不变的基本反应器是……………………………（） A．间歇釜式反应器 B．平推流反应器 C．全混流反应器 D．多釜串连反应器 4．在正常操作情况下，物料组成呈阶跃变化的基本反应器是…………………………………………（） A．间歇反应釜 B．全混流反应器 C．平推流反应器 D．多釜串联反应器 5．下面叙述中正确的说法是…………………（） A．在间歇釜式反应器中，由于搅拌充分，使物料有很大的返混B．在间歇釜式反应器中，由于物料进出反应器时间相同，所以物料没有返混 C．在间歇釜式反应器中，物料返混的大小与搅拌速度有关 D．在间歇釜式反应器中，反应温度对物料返混的大小有影响 6．关于气固相催化反应的控制过程，下面叙述中不正确的说法是……………………………………（） A．外扩散的阻力主要与床层中流体的流动状况有关

化学反应工程简答题

化学反应工程简答题 Document number：WTWYT-WYWY-BTGTT-YTTYU-2018GT

（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 12 212010/20/10---===，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。