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
在120℃时，正逆反应速率常数分别为K1=8L/(mol min),k2=1.7L/(mol min)。反应在单一连续操作釜式反应器中进行，有效装料量为10L,两股进料同时等量导入反应釜，其中一股含组分A为3.0mol/L，另一股含组分B为2.0mol/L。反应动力学方程式为
-r A= - r B= K1c A c B-K2c P c R
若当组分B的转化率为0.8时，每股料液的进料流量为多少？
2. 乙烯在液体催化剂作用下氧化生产乙醛
C2H4（气）+ 0.5O2→CH3CH0（气）
采用球形封头的鼓泡塔式反应器连续操作，气液并流，已知塔内气体混合物的平均流量为4746m3/h，平均空塔气速为0.715m/s,气液混合物的含气率为0.3417，单位时间、单位体积纯液体中得到产物乙醛的量为0.15kg/(L h)。若要求乙醛的产量为85Kmol/h,试确定该塔的外形尺寸。
五.设计题（10分）
今有下列液相平行反应：
A+B→R d c R/dt = K1c A c B0.3（主反应，R为目的产物）
A+B→S dCs/dt= K2c A0.5c B1.8
应采用那种反应器和操作方式？
化学反应过程与设备答案
一.选择题（每题2分，共20分）
1C 2D 3B 4A 5A ,6B 7B 8C 9B 10C
二.填空题（每空1分，共20分）
1 进行化学反应的设备均相反应器非均相反应器
2 控制均一连续需要较大容积
3 小控制压力长
4 快不易磨损理想置换流动
5 空速标准态下h-1
6 高均匀稳定
三．简答题（每题6分，共30分）
1.釜式反应器维护要点是什么？P181
2.流化床反应器的特点是什么？P19
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. P129
4.催化作用的基本特征是什么？P103
5.气液相反应器选择时考虑的因素有哪些？P35
四．计算题（每题10分，共20分）
1. P68
解：按液相恒容反应计算。
c A0=3.0/2=1.5(mol/L)，c Bo=2.0/2=1.0(mol/L)
C p0=0，c Ro=0
所以c B=c Bo(1-x B)=1.0×(1- 0.8)= 0.2(mol/L)
c A=c A0 -c Bo x B=1.5 -1×0.8= 0.7(mol/L)
c P=c B0x B =1×0.8= 0.8(mol/L)
c R=c B0X B=1×0.8= 0.8(mol/L)
则V=V R(-r A)/(c A0-c A)=V R(k1c A c B-k2c P c R)/(c Ao-c A)
=100×(8×0.7×0.2 -1.7×0.8×0.8)/(1.5-0.7)= 4(L/min)
所以，两股进料中每一股进料量应为2L/min。
2 解(1) 计算气液混合物体积V R
0.15kg/(L h)=0.15×1000kg/(m3 h)=150 kg/(m3 h)
乙醛的产量：
85Kmol/h=85×44kg/h=3740kg/h
式中44为乙醛的相对分子质量。
则静液层体积：
V L=3740/150=24.93 (m3)
所以得气液混合物的体积：VR= V L/(1-εG)= 24.93/（1-0.3417）=37.87(m3)
（2）计算塔径D
D=0.0188×（4746/0.715）1/2 =1.53(m)（3）计算气液分离空间体积V E
取αK=0.75，得分离空间高度：
H E=0.75×1.53= 1.15(m)
故V E=3.14×1.532×1.51/4=2.11(m3)
(4) 计算顶部封头体积V C
取φ=1，得顶部封头体积：
V C =3.14×1.533/12 =0.937(m3)
（5）计算反应器总体积V
反应器总体积V=37.87+2.11+0.937= 40.917（m3）（6）计算反应器总高度H
反应器总高度H= 40.917 /（3.14×1.532 /4）= 22.27（m）。
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
化学反应工程试题集及复习题
化学反应工程考试总结 一、填空题： 1.所谓“三传一反”是化学反应工程学的基础，其中“三传”是指质 量传递、热量传递和动量传递，“一反”是指反应动力学。 2.各种操作因素对于复杂反应的影响虽然各不相同，但通常温度升 高有利于活化能高的反应的选择性，反应物浓度升高有利于反应级数大的反应的选择性。 3.测定非理想流动的停留时间分布函数时，两种最常见的示踪物输 入方法为脉冲示踪法和阶跃示踪法。 4.在均相反应动力学中，利用实验数据求取化学反应速度方程式的 两种最主要的方法为积分法和微分法。 5.多级混合模型的唯一模型参数为串联的全混区的个数N ，轴 向扩散模型的唯一模型参数为Pe（或Ez / uL）。 6.工业催化剂性能优劣的三种最主要的性质是活性、选择性和稳 定性。 7.平推流反应器的E函数表达式为 , () 0, t t E t t t ?∞= ? =? ≠ ?? ，其无 因次方差2θσ= 0 ，而全混流反应器的无因次方差2θσ＝ 1 。 8.某反应速率常数的单位为m3 / (mol hr )，该反应为 2 级 反应。 9.对于反应22 A B R +→，各物质反应速率之间的关系为 (-r A)：(-r B)：r R＝ 1：2：2 。
10.平推流反应器和全混流反应器中平推流更适合于目的产 物是中间产物的串联反应。 →+，则其反应速率表达式不能确11.某反应的计量方程为A R S 定。 12.物质A按一级不可逆反应在一间歇反应器中分解，在67℃时转化 50％需要30 min, 而在80 ℃时达到同样的转化率仅需20秒，该反应的活化能为 3.46×105 (J / mol ) 。 13.反应级数不可能（可能/不可能）大于3。 14.对于单一反应，在相同的处理量和最终转化率条件下，选择反应 器时主要考虑反应器的大小；而对于复合反应，选择反应器时主要考虑的则是目的产物的收率； 15.完全混合反应器（全混流反应器）内物料的温度和浓度均一， 并且等于（大于/小于/等于）反应器出口物料的温度和浓度。 二.单项选择 10.(2) B 1、气相反应CO + 3H2CH4 + H2O进料时无惰性气体，CO与2H以1∶2 δ=__A_。 摩尔比进料，则膨胀因子CO A. -2 B. -1 C. 1 D. 2 2、一级连串反应A S P在间歇式反应器中，则目的产物P C___A____。 的最大浓度= max ,P
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
化学反应工程试卷及答案
. 化学反应工程试卷及答案 一、填空题（共25分,每空1分） 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 ，而且着重研究传递过程对 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．反应器按型式来分类可以分为管式反应器、 和 。 3．对于反应D C B A 432+=+，反应物A 的消耗速率表达式为 ；反应产物C 的生成速率表达式为： 。 4．反应器设计计算所涉及的基础方程式就是动力学方程式、 和 。 5．间歇釜反应器中进行如下反应： P A → (1) 1 1n A A C k r = 1E S A → (2) 22n A A C k r = 2E 在Ao C 和反应时间保持不变下，降低反应温度，釜液中S p C C /增大，表明活化能1E 与2E 的相对大小为 ；在温度和反应时间保持不变下，增高反应浓度，釜液中S p C C /增大，表明反应级数1n 、2n 的相对大小为 。 6．单位时间内由颗粒外表面传递至气相主体的热量可由牛顿冷却定律表达，其表数学表达式为 。 7．全混流反应器稳定的定常态操作点的判据为 、 。 8．对催化剂性能影响最大的物理性质主要是 、 和孔体积分布。 9．复合反应包括三个基本反应类型，即并列反应、平行反应和_____________。 10．在停留时间相同的物料之间的均匀化过程，称之为 。而停留时间不同的物料之间的均匀化过程，称之为 。 11．对于反应级数0
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。
化学反应工程套题
化学反应工程 一、填空题： 1.所谓“三传一反”是化学反应工程学的基础，其中“三传”是指质量传递、热量传递 和动量传递，“一反”是指反应动力学。 2.各种操作因素对于复杂反应的影响虽然各不相同，但通常温度升高有利于活化能高 的反应的选择性，反应物浓度升高有利于反应级数大的反应的选择性。 3.测定非理想流动的停留时间分布函数时，两种最常见的示踪物输入方法为脉冲示踪法 和阶跃示踪法。 4.在均相反应动力学中，利用实验数据求取化学反应速度方程式的两种最主要的方法为 积分法和微分法。 5.多级混合模型的唯一模型参数为串联的全混区的个数N ，轴向扩散模型的唯一模 型参数为Pe（或Ez / uL）。 6.工业催化剂性能优劣的三种最主要的性质是活性、选择性和稳定性。 7.平推流反应器的E函数表达式为 , () 0, t t E t t t ?∞= ? =? ≠ ?? ，其无因次方差2θσ= 0 ，而全混流反应器的无因次方差2θσ＝ 1 。 8.某反应速率常数的单位为m3 / (mol? hr )，该反应为 2 级反应。 9.对于反应22 A B R +→，各物质反应速率之间的关系为(-r A)：(-r B)：r R＝1：2：2 。 10.平推流反应器和全混流反应器中平推流更适合于目的产物是中间产物的串联反 应。 11.某反应的计量方程为A R S →+，则其反应速率表达式不能确定。 12.物质A按一级不可逆反应在一间歇反应器中分解，在67℃时转化50％需要30 min, 而 在80 ℃时达到同样的转化率仅需20秒，该反应的活化能为 3.46×105(J / mol ) 。 13.反应级数不可能（可能/不可能）大于3。 14.对于单一反应，在相同的处理量和最终转化率条件下，选择反应器时主要考虑反应器 的大小；而对于复合反应，选择反应器时主要考虑的则是目的产物的收率；15.完全混合反应器（全混流反应器）内物料的温度和浓度均一，并且等于 （大于/小于/等于）反应器出口物料的温度和浓度。
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 ---=
化学反应工程考试试卷及答案
一、填空（40分） （1）气相反应A＋3B→2C，则δ= δ= 。ΒA dC A?r?,前提是（2）反应速率常数有时可以表为。A dt （3）空间速度是指 ___________ ， 空间时间是指 __________。 （4）反应具有最佳温度曲线， 最佳温度曲线是指 __________ 。 4.0克／cm5）多孔性球形颗粒10克，半径1cm，系由密度为（孔隙率3的材料制成。 则其孔容积V= ,θ= g 。假密度ρ= 2?0.218?，如果采用扩散模型，则）已知某非理想流动反应器其停留时间分布的方差 （6?Pe=_______,如果采用多级全混流模型，则m=_______ （7）催化剂微孔内的气体扩散有＿＿＿＿扩散，＿＿＿＿扩散、＿＿＿＿扩散、 及＿＿＿＿扩散等多种形式。。 L r?2C AL A C1mol/L, ，进料反应进行至，（8）复合反应＝A02C2r?M AM x?0.5, s = 时。如果该反应在在固体催化剂中进行时，由瞬时选择性LA。于内扩散的影响，选择性会t?E(t)dt?F(?)?F(0)?）（9,，。 0． （10）内扩散效率因子ζ和Thiele模数Φ的数值通常有如下关系： 外扩散和化学动力学控制时ζ1，Φ值较； 内扩散强烈影响时ζ1，Φ值较。 （11）CO中温变换反应器属于固定床里的反应器。固定床按气体流动方向， 可以分为和反应器。 492－＝/s, =1.5×1012）某一级不可逆的气液反应过程，已知k=10mm/s,D（LL则当k 时，该反应属于快反应，反应区主要在，工业上可选用 反应器或反应器；当k 时，该反应属于慢反应，这时反应区主 要在，工业上可选用或反应器。 L2r?1.0CC BAL L 13AB为主产物，则适＋（，）对于平行反应2r?2.0CC M BAA CC 的要求是宜的操作条件对和。BA （14）返混是指
最新化学反应工程试卷
化学反应工程试题 班级姓名学号号 一、请在下列各题中各选择一个最适当的答案（每题1分，共40分） 1.（）不是反应程度的特点 A 总为正值 B 各反应组分的反应程度相同 C 随反应时间而变 D 与反应计量系数无关 2.-r A=kC A n中，式中的负号意味着（） A 反应速率常数为负值 B 反应速率随浓度的下降而减小 C 公式表示的是A的消耗速率 D dc A/dt为正值 3.返混的定义是（） A 不同空间位置的粒子的混合 B 不同停留时间的粒子的混合 C 参与不同反应的粒子的混合 D 不同反应器内粒子的混合 4.自催化反应当转化率为零时反应速率（） A 最大 B 出现极值点 C 为负值 D 为0 5.平推流反应器中诸参数不随（）而变 A 反应物的组成 B 反应器的轴向位置 C 反应器的空间时间D反应器的径向位置 6.在平推流反应器进行某一变容反应，若εA>0，则空间时间τ将（）平均停 A 等于 B 小于 C 大于 D 接近于 7.对反应级数大于零的单一反应，对同一转化率，其反应级数越小，全混流反 应器与平推流反应器的体积比（）。 A 不变 B 变大 C 变小 D 不好说 8.复合反应的瞬时选择性定义为（） A 生成目的产物消耗的反应物与所有消耗
的反应物的比值 B 生成副产物消耗的反应物与生成目的产物 消耗的反应物的比值 C 目的产物的净生成速率与反应物的消耗 速率的比值 D 副产物的生成速率与目的产物的净生成速 率的比值 9.空间时间的定义是（） A 停留时间与非生产时间的和 B 实际反应时间与真实停留时间的和 C 反应器有效容积与入口体积流率的比值 D 反应物微元在反应器内经历的时间 10. 11.平推流反应器的无因次方差为（） A 1 B 2 C －1 D 0 12.对反应级数大于零的单一反应，随着转化率的增加，所需全混流反应器与平 推流反应器的体积比（） A 不变 B 增加 C 减小 D 不一定 13.由脉冲示踪实验可以直接获得的是（） A 停留时间分布函数 B 停留时间分布密度函数 C 平均停留时间 D 方差 14.非理想流动反应器的方差随偏离平推流反应器的程度而（） A 减少 B 增大 C 先增大后减少 D 不变 15.非理想流动反应器的停留时间分布函数曲线是（） A 单调递减的 B 单调递增的 C 有极大值的 D 不好说 16.所谓对比时间是指（）
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。
《化学反应工程》试题
《化工设备设计基础》综合复习资料化工设备设计基础》综合复习资料 一、填空题 1. 容器按照壁厚大小分为__________和___________。 2. 双鞍座支承的卧式容器可简化为受均布载荷的算时则简化为梁。或。直径为 D 的圆形截梁；而直立的塔设备进行校核计 3. 矩形截面（长=b、宽=h）对 Z 轴的惯性矩公式为面对其对称轴的惯性矩为。 4. 计算内压操作塔设备筒体壁厚的依据是其对其应力。 应力，而进行直立设备校核计算时主要是针 5. 我国压力容器设计必须遵循的安全技术法规和标准为和。 6. 立式容器的支座有腿式支座、____________、____________和____________四种。 7. 对与封头相连的外压容器筒体而言，其计算长度应计入封头的直边高度及凸形封头 ____的凸面高度。 二、判断题 1．下列直立薄壁容器，受均匀气体内压力作用。哪些能用薄膜理论求解壁内应力？哪些不能？（1）横截面为正六角形的柱壳。（2）横截面为圆的轴对称柱壳。（3）横截面为椭圆的柱壳。（4）横截面为半圆的柱壳。（5）横截面为圆的锥形壳。 2．在承受内压的圆筒形容器上开椭圆孔，应使椭圆的长轴与筒体轴线平行。 3．薄壁回转壳体中任一点，只要该点的两个曲率半径 R1=R2，则该点的两向应力相等。 4．因为内压薄壁容器圆筒的两向应力与壁厚成反比，当材质与介质压力一定时，则壁厚大的容 器，壁内的应力总小于壁厚小的容器。 5．按无力矩理论求得的应力成为薄膜应力， 薄膜应力沿壁厚均匀分布的。 三、简答题 1. 写出下类钢材牌号的含义 09MnNiDR 和 1Cr18Ni9Ti（符号和数字）。 2. 二力平衡条 件是什么？什么叫二力杆？ 3. 内压壁厚设计公式中为何引入焊缝系数？焊缝系数与哪些因素有关？ 4. 什么叫长圆筒？什么叫短圆筒？用什么参数界定的？ 5. 法兰公称压力的确定受到哪些因素的影响？为什么公称压力 PN 为 1.0MPa 的法兰，其最大允许操作压力比有时 1.0MPa 高而有时又比 1.0MPa 低？ 6．设置加强圈的目的是什么？加强圈的类型有哪些？ 7. 什么叫失稳？外压容器的稳定性条件是什么？ 8. 用抗拉强度规定只下限为σb=620 MPa 材料制造的容器为几类容器？依据是什么？ 9. 试确定塔卧置做水压试验时的试验压力 PT 。塔的设计压力为 P，水重度γ，塔高H。 10. 有一管线法兰，已知设计压力为 0.2MPa，设计温度为 300℃，试问在此管线上能 否使用公称压力为 0.25MPa 的碳钢平焊法兰？为什么？ 11. 焊缝系数与哪些因素有关？若一容器为双面对接焊缝，局部无损探伤，焊缝系数为多少？ 12. 封头有哪几种形式？各适用于什么场所？
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。×
(完整版)化学反应工程习题
化学反应工程习题 第一部分：均相反应器基本理论 1、试分别写出N 2+3H 2=2NH 3中用N 2、H 2、NH 3的浓度对时间的变化率来表示的该反应的速率；并写出这三种反应速率表达式之间的关系。 2、已知某化学计量式为 S R B A 2 121+=+的反应，其反应速率表达式为B A A C C r 5 .02=，试求反应速率B r =？；若反应的化学计量式写成S R B A +=+22，则此时反应速率A r =？为什么？ 3、某气相反应在400 o K 时的反应速率方程式为2 21061.3A A P d dP -?=- τ h kPa /，问反应速率常数的单位是什么？若将反应速率方程改写为2 1A A A kC d dn V r =?-=τ h l mol ./，该反应速率常数k 的数值、单位如何？ 4、在973 o K 和294.3×103Pa 恒压下发生下列反应：C 4H 10→2C 2H 4+H 2 。反应开始时，系统中含丁烷为116kg ，当反应完成50%时，丁烷分压以235.4×103Pa /s 的速率发生变化， 试求下列项次的变化速率：（1）乙烯分压；（2）H 2的摩尔数；（3）丁烷的摩尔分率。 5、某溶液反应：A+B →C ，开始时A 与B 摩尔数相等，没有C ，1小时后A 的转化率为75%，当在下列三种情况下，2小时后反应物A 尚有百分之几未反应掉？ （1）对A 为一级、B 为零级反应； （2）对A 、B 皆为一级反应； （3）对A 、B 皆为零级反应。 6、在一间歇反应器中进行下列液相反应： A + B = R A + R = S 已知原料组成为C A0 = 2 kmol/m 3，C B0 = 4 kmol/m 3，C R0 = C S0 = 0。反应混合物体积的变化忽略不计。反应一段时间后测得C A = 0 .3 kmol/m 3，C R = 1.5 kmol/m 3。计算这时B 和S 的浓度，并确定A 的转化率、生成R 的选择性和收率。 7、一级可逆反应A = R 在等温下进行。已知C A0 = 500mol/m 3，C R0 = 0。若该反应在一间歇反应器中进行，且在反应温度下667.0=Ae x 。经480 s 后测得333.0=A x 。（1）试确定此反应的动力学方程；（2）计算A x 分别达到0.6和0.65所需的反应时间；（3）比较计算结果，你有什么体会？
化学反应工程试卷
2010—2011学年第二学期期末考试试卷 一、填空（20×1ˊ=20ˊ） 1、搅拌釜式反应器主要由壳体 、 、 、换热装置四大部分组成。 2、化学动力学方程一般用表达式),(T c f r i =±表示，说明影响反应速率最主要的影响因素是 、 。 3、填料塔中的填料性能优劣衡量三要素：效率、 及 。填料综合性能评价最好的是 。 4、催化剂必须具备 、 、长寿命这三个条件。 5、气固催化反应过程化学吸附速率方程式： 、若固体吸附剂仅吸附组分A ，朗缪尔吸附等温方程： 。 6、搅拌器按 、 来进行选型。 气液相分散过程选用 ，低黏度均相液体混合选用 。 7、在系统中进行一连串反应 ，组分 A 的生成速率方程 式： 、组分B 的生成速率方程式： 。 8、搅拌釜式反应器的换热装置有 、蛇管、 、列管、回流冷凝式。 9、催化剂非球形颗粒面积相当直径计算公式a d = 。 10、催化剂失活是由玷污、烧结、 、中毒等原因造成的。 二、问答题（5×5ˊ=25ˊ） 1、 均相反应器有哪些？如何选择均相反应器？ 2、怎样理解“反应级数表明浓度对反应速率的敏感程度，活化能表明温度对反应速率的敏感程度？ 12k k A B C ??→??→
3、气固相催化反应过程分为几个步骤并简述？ 4、理想流动模型分为哪两种类型，并简述这两种类型的各自特征？ 5、固定床催化反应器的床层空隙率ε的概念？影响因素是什么？为什么空隙率ε是固定床反应器的重要参数？ 三、计算题（10ˊ+15ˊ+15ˊ+15ˊ=55ˊ） 【3-1】 等温下在间歇反应器中进行一级不可逆液相反应A B + C ，在5min 内有40%的A 分解，在达到分解率为80%，（1）问需要多少时间？（2）若反应为二级反应，则需要多少时间？ 【3-2】在总长为4m 的固定床反应器中，反应气体以8 kg/(m 2.s)的质量流速通过床层，流体的黏度 ，流体的密度 。如果床层中催化剂颗粒的直径为2.5mm ，床层的堆积密度为754kg/m 3，催化剂的表观密度为1300kg/m 3，求：（1）催化剂床层的空隙率ε ？（2）流体流动的修正雷诺数eM R ？（3）床层的压力降p ? ？ 【3-3】在体积312.0m V R =的连续操作釜式反应器中进行反 应 ，式中min /731?=kmol m k 、min /332 ?=kmol m k ，A 、B 两种物料以等体积加入反应器中，其中A 摩尔浓度为3/8.2m kmol ，B 摩尔浓度为3/6.1m kmol 。设反应前后系统密度不变，当B 的转化率为75％时，（1）推导出该反应原料A 的反应速率A r 表达式？（2）求物料中A 、B 物料的流量？ 【3-4】 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，其反应式为： CH 3COOH + C 4H 9OH CH 3COOC 4H 9 + H 2O 反应在恒温条件下进行，温度为373K ，进料比为乙酸∶丁醇 = 1∶6（mol ），以少量H 2SO 4为催化剂。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2)(A A kc r =-。在上述条件下，反应速率常数30.015/(min)k m Kmol =?,反应物密度3/750m kg =ρ（假设反应前后不变） 。32.46/f kg m ρ= 1 2k k A B R S ??→++←??51.810f Pa s μ-=?
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 > }。
化学反应工程考试题
化学反应工程考试题
第一章 绪论 1.“三传一反”是化学反应工程的基础，其中所谓的一反是指__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_______。 “三传”指的是质量传递、流量传递、动量传递 3. 一级连串反应在全混流釜式反应器中，则目的 产物P 的最大浓度_____、 _ _。 4. 一级连串反应在平推流反应器中，则目的产物 P 的最大浓度__、 ____。 5. 一级连串反应在间歇式全混流反应器中，则目 的产物P 的最大浓度_ 、 _。 6. 一级连串反应在平推流反应器中，为提高目的 产物P 的收率，应__降低__。 7. 化学反应速率式为 ，如用浓度表示的速率常数为， 用压力表示的速率常数为，则=__D__。 A. B. C. D. 8.反应，，则反应级数n=__B___。 A. 0 B. 1 C. 2 D. 3 9.反应A + B → C ，已知，则反应级数n=___B____。 A S K 1 K 2 P =max ,P C 2 2/1120 ]1)/[(+K K C A = opt τ2 11K K A S K 1 K 2 P =max ,P C 1 22 )(2 10K K K A K K C -= opt t 1 221) /ln(K K K K -A S K 1 K 2 P =max ,P C 1 22 )(2 10K K K A K K C -=opt t 1 221)/ln(K K K K -A S K 1 K 2 P 12/k k β αB A C A C C K r =-C K P K P K C K β α+-)(RT ) ()(βα+RT ) ()(βα-RT )()(βα+-RT C 4H 2C 2H 4 + H 2 1 0.2-=s k 1 15.0-=s k