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
=3740/150=24.93 (m3)
L
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）。
五.设计题（10分）
解：因为r R =d c R/dt= K1c A c B0.3
r s =d c s/dt= K2c A0.5c B1.8
所以r R/r s= K1/ K2 c A0.5c B-1.5
要是R的收率大，应使r R/r s的比值大，即浓度c A要大，c B要小，c B对R 的收率的影响比c A要大，所以应采用连续操作的管式反应器，以A为主流体，将B分为许多小股从反应器的不同部位加入；或采用间歇操作搅拌反应釜，先将A放入釜内，然后将B慢慢加入釜中。
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。
《化学反应工程》期末考试试题及答案..
一、单项选择题： （每题2分，共20分） 1．反应器中等温进行着A →P(1)和A →R(2)两个反应，当降低A 的浓度后，发现反应生成P 的量显著降低，而R 的生成量略降低，表明(A ) A ．反应(1)对A 的反应级数大于反应(2) B ．反应(1) 对A 的反应级数小于反应 (2) C ．反应(1)的活化能小于反应(2) D ．反应(1)的反应速率常数大于反应(2) 2.四只相同体积的全混釜串联操作，其无因次停留时间分布的方差值2θσ为( B ) A ． 1.0 B. 0.25 C ．0.50 D ．0 3．对一平行—连串反应R A Q P A ?→??→??→?) 3()2()1(，P 为目的产物，若活化能次序为：E 2
化学反应工程期末考试试题及答案(整理)
4?从反应器停留时间分布测定中 ，求得无因次方差「二 _ 0.98 ，反应器可视为 XXX 大学 化学反应工程 试题B （开）卷 （答案）2011 — 2012学年第一学 期 一、单项选择题： （每题2分，共20分） 1.反应器中等温进行着 A T P （1）和A T R （2）两个反应，当降低 A 的浓度后，发现反 应生成P 的量显著降低，而 R 的生成量略降低，表明 （） A .反应（1）对A 的反应级数大于反应 （2） B .反应（1）对A 的反应级数小于反应 C .反应（1）的活化能小于反应 （2） D .反应（1）的反应速率常数大于反应 2 一为（） 2?四只相同体积的全混釜串联操作，其无因次停留时间分布的方差值 A . 1.0 B. 0.25 C . 0.50 A （1） > A ⑶ > D . 0 P —-(2)， Q 3. 对一平行一连串反应 为了目的产物的收率最大， A .先高后低 B.先低后高 C .高温操作 4. 两个等体积的全混流反应器进行串联操作， 与第二釜的反应速率-広2之间的关系为（ A . -r Ai > -r A2 B . -r Ai 则最佳操作温度序列为（ ,P 为目的产物，若活化能次序为：E 2 《化学反应工程》试题 XXX大学化学反应工程试题B（开）卷 （答案）2011—2012学年第一学期 一、单项选择题：（每题2分，共20分） 1．反应器中等温进行着A→P(1)和A→R(2)两个反应，当降低A的浓度后，发现反应生成P的量显著降低，而R的生成量略降低，表明(A ) A．反应(1)对A的反应级数大于反应(2) B．反应(1) 对A的反应级数小于反应(2) C．反应(1)的活化能小于反应(2) D．反应(1)的反应速率常数大于反应(2) 2.四只相同体积的全混釜串联操作，其无因次停留时间分布的方差值为( B ) A． 1.0 B. 0.25 C．0.50 D．0 3．对一平行—连串反应，P为目的产物，若活化能次序为：E2 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。 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。 化学反应工程原理 一、选择题 1、气相反应 CO + 3H 2 CH 4 + H 2O 进料时无惰性气体，CO 与2H 以1∶2摩尔比进料， 则膨胀因子CO δ=__A_。 A. -2 B. -1 C. 1 D. 2 2、一级连串反应A S K 1 K 2 P 在间歇式反应器中，则目的产物P 的最大浓度=m ax ,P C ___A____。 A. 1 22 )(210K K K A K K C - B. 2 2/1120 ]1)/[(+K K C A C. 122 )(120K K K A K K C - D. 2 2/1210]1)/[(+K K C A 3、串联反应A → P （目的）→R + S ，目的产物P 与副产物S 的选择性 P S =__C_。 A. A A P P n n n n --00 B. 0 A P P n n n - C. 0 0S S P P n n n n -- D. 0 0R R P P n n n n -- 4、全混流反应器的容积效率η=1.0时，该反应的反应级数n___B__。 A. ＜0 B. =0 C. ≥0 D. ＞0 5 、对于单一反应组分的平行反应A P(主) S(副)，其瞬间收率P ?随A C 增大而单调下降，则最适合的反应器为 ____B__。 A. 平推流反应器 B. 全混流反应器 C. 多釜串联全混流反应器 D. 全混流串接平推流反应器 6、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___。 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 7 、一级不可逆液相反应 A 2R ，3 0/30.2m kmol C A =， 出口转化率 7.0=A x ，每批操作时间 h t t 06.20=+，装置的生产能力为50000 kg 产物R/天，R M =60，则反应器的体积V 为_C_3 m 。 A. 19.6 B. 20.2 C. 22.2 D. 23.4 8、在间歇反应器中进行等温一级反应A → B ， s l mol C r A A ?=-/01.0，当l mol C A /10=时，求反应至 l mol C A /01.0=所需时间t=____B___秒。 A. 400 B. 460 C. 500 D. 560 9、一级连串反应A → P → S 在全混流釜式反应器中进行，使目的产物P 浓度最大时的最优空时 = opt τ_____D__。 A. 1 212) /ln(K K K K - B. 1 221)/ln(K K K K - C. 2 112)/ln(K K K K D. 2 11K K 10、分批式操作的完全混合反应器非生产性时间0t 不包括下列哪一项____B___。 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 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。 1.化学反应工程是一门研究______________的科学。 2.化学反应速率式为β α B A C 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 。 3. 平行反应 A P(主) S(副)均为一级不可逆反应，若主E ＞副E ，选择性S p 与_______无关，仅是_______的函数。 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.对于恒容的平推流管式反应器_______、_______、_______一致。 6.若流体是分子尺度作为独立运动单元来进行混合，这种流体称为_______。 7.流体的混合程度常用_______、_______来描述。 8.催化剂在使用过程中，可能因晶体结构变化、融合等导致表面积减少造成的_______失活，也可能由于化学物质造成的中毒或物料发生分解而造成的_______失活。 9.对于多孔性的催化剂，分子扩散很复杂，当微孔孔径在约_______时，分子与孔壁的碰撞为扩散阻力的主要因素。 10.绝热床反应器由于没有径向床壁传热，一般可以当作平推流处理，只考虑流体流动方向上有温度和浓度的变化，因此一般可用_______模型来计算。 11.对于可逆的放热反应，存在着使反应速率最大的最优温度opt T 和平衡温度eq T ，二者的关系为______________。 12.描述流化床的气泡两相模型，以0U 的气速进入床层的气体中，一部分在乳相中以起始流化 速度mf U 通过，而其余部分_______则全部以气泡的形式通过。 13.描述流化床的数学模型，对于气、乳两相的流动模式一般认为_______相为平推流，而对_______相则有种种不同的流型。 14.多相反应过程是指同时存在_______相态的反应系统所进行的反应过程。 II.1.一级连串反应A → P → S 在全混流釜式反应器中进行，使目的产物P 浓度最大时的最优 空时 = opt τ_______。 A. 1212)/ln(K K K K - B. 1221) /ln(K K K K - C. 2 112)/ln(K K K K D. 211K K 2.全混流反应器的容积效率η小于1.0时，且随着A χ的增大而减小，此时该反应的反应级数n_______。 A. ＜0 B. =0 C. ≥0 D. ＞0 3.当反应级数n_______时，微观流体具有比宏观流体高的出口转化率。 A. =0 B. =1 C. ＞1 D. ＜1 4.轴向分散模型的物料衡算方程的初始条件和边界条件与_______无关。 A. 示踪剂的种类 B. 示踪剂的输入方式 C. 管内的流动状态 D. 检测位置 5.对于气-液相反应几乎全部在液相中进行的极慢反应，为提高反应速率，应选用_______装置。A. 填料塔 B. 喷洒塔 C. 鼓泡塔 D. 搅拌釜 6.催化剂在使用过程中会逐渐失活，其失活速率式为d m i d C k dt d ψψ =- ，当平行失活对反应物有强内扩散阻力时，d 为_______。 《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 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。× 《化学反应工程原理》复习思考题 第一章绪论 1、了解化学反应工程的研究内容和研究方法。 2、几个常用指标的定义及计算：转化率、选择性、收率。 第二章化学反应动力学 1、化学反应速率的工程表示，气固相催化反应及气液相非均相反应反应区的取法。 2、反应速率常数的单位及其换算。 3、复杂反应的反应速率表达式（可逆、平行、连串、自催化）。 4、气固相催化反应的步骤及基本特征。 5、物理吸附与化学吸附的特点。 6、理想吸附等温方程的导出及应用（单组分吸附、解离吸附、混合吸附）。 7、气固相催化反应动力学方程的推导步骤。 8、不同控制步骤的理想吸附模型的动力学方程的推导。 9、由已知的动力学方程推测反应机理。 第三章理想间歇反应器与典型化学反应的基本特征 1、反应器设计的基本方程式。 2、理想间歇反应器的特点。 3、理想间歇反应器等温、等容一级、二级反应反应时间的计算及反应器体积的计算。 4、自催化反应的特点及最佳工艺条件的确定及最佳反应器形式的选择。 5、理想间歇反应器最优反应时间的计算. 7、可逆反应的反应速率，分析其浓度效应及温度效应。 8、平行反应选择率的浓度效应及温度效应分析。 9、平行反应反应器形式和操作方式的选择。 10、串连反应反应物及产物的浓度分布，t opt C p.max的计算。 11、串连反应的温度效应及浓度效应分析。 第四章理想管式反应器 1、理想管式反应器的特点。 2、理想管式反应器内进行一级、二级等容、变容反应的计算。 3、空时、空速、停留时间的概念及计算。 4、膨胀率、膨胀因子的定义，变分子数反应过程反应器的计算。 第五章理想连续流动釜式反应器 1、全混流反应器的特点。 2、全混流反应器的基础方程及应用。 3、全混釜中进行零级、一级、二级等温、等容反应时的解析法计算。 4、全混釜的图解计算原理及图解示意。 5、全混流反应器中的浓度分布与返混，返混对反应的影响。 6、返混产生的原因及限制返混的措施。 7、多釜串联反应器进行一级、二级不可逆反应的解析法计算。 8、多釜串联反应器的图解法计算原理。 第七章化学反应过程的优化 1、简单反应过程平推流反应器与全混流反应器的比较及反应器形式的选择。 2、多釜串连反应器串连段数的选择分析。 3、自催化反应反应器的选型分析。 4、可逆放热反应速率随温度的变化规律，平衡温度和最优温度的概念。 5、平行反应选择率的温度效应及浓度效应分析，反应器的选型，操作方式的确定。 6、串连反应影响选择率和收率的因素分析，反应器的选型及操作方式的确定。 7、平推流与全混釜的组合方式及其计算。 第八章气固相催化反应过程的传递现象 1、气固相催化反应的全过程及特点。 2、等温条件下催化剂颗粒的外部效率因子的定义。 3、外扩散、内扩散对平行反应、连串反应选择性的影响分析。 4、气体流速对外扩散的影响分析。 5、等温条件下催化剂颗粒的内部效率因子的定义。 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 1.化学反应过程按操作方法分为_______、______、_______操作。（分批式操作、连续式操 作、半间歇式） 2.反应器的型式主要为（釜）式、（管）式、（塔）式、（固定）床和（流化）床。 3.理想流动模型是指（平推流）模型和（全混流）模型。 5.间歇釜式反应器有效体积不但与（反应时间）有关，还与（非生产时间）有关。 6.对于平行反应，提高反应物浓度，有利于（级数高）的反应，降低反应物浓度有利于（级数低）的反应。化工生产中应用于均相反应过程的化学反应器主要有（釜式）反应器和（管式）反应器。 7.平行反应均为一级不可逆反应，若＞，选择性S p与_______无关，仅是_______的函数。（浓度、温度）主-副大于0，是吸热反应！ 8.如果平行反应均为一级不可逆反应，若＞，提高选择性应____ _。(提高温度) 9.理想反应器是指_______、_______。[理想混合（完全混合）反应器、平推流（活塞流或挤出流）反应器] 8.全混流反应器的返混_______。（最大）平推流反应器的返混为_______。（零） 9.对于循环操作的平推流反应器，当循环比β→0时为_______反应器，而当β→∞时则相当于_______反应器。 10.反应器物料的停留时间的分布曲线是通过物理示踪法来测定的，根据示踪剂的输入方式不同分为_______、_______、_______。（脉冲法、阶跃法、周期示踪法） 11.平推流管式反应器时，E（t）=_______。（∞） 12.平推流管式反应器时，E（t）=_______。（0） 13.平推流管式反应器时，F（t）=_______。（1） 14.平推流管式反应器＜时，F（t）=_______。（0） 15.平推流管式反应器其E（θ）曲线的方差_______。（0） 16.平推流管式反应器其E（t）曲线的方差_______。（0） 17.全混流反应器t=0时E（t）=_______。（） 18.全混流反应器其E（θ）曲线的方差_______。（1） 19.全混流反应器其E（t）曲线的方差_______。（） 20.工业催化剂所必备的三个主要条件是：_______、_______、_______。（活性好、选择性高、寿命长） 21.气体在固体表面上的吸附中物理吸附是靠_______结合的，而化学吸附是靠_______结合的。（范德华力、化学键力） 22.气体在固体表面上的吸附中物理吸附是_______分子层的，而化学吸附是_______分子层的。（多、单） 23.对于气—固相催化反应，要测定真实的反应速率，必须首先排除_______和_______的影响。（内扩散、外扩散） 24.催化剂在使用过程中，可能因晶体结构变化、融合等导致表面积减少造成的_______失活，也可能由于化学物质造成的中毒或物料发生分解而造成的_______失活。（物理、化学） 25.催化作用的本质是参与反应（历程），降低反应（活化能），提高反应（速度），因而 在工业化生产时能提高（生产能力）、降低（能量消耗）。 26催化剂“三性”是指（活性）、（选择性）和（寿命）。 27.催化作用与热力学无关，因此催化剂不能催化（在热力学上不可能发生的反应）；催化剂不能改变（化学平衡）。 28.催化剂失活的主要原因有（化学失活）、（物理失活）和（结构变化）。 29.凡是流体通过不动的固体物料所形成的床层而进行反应的装置都称作_______。（固定床反应化学反应工程期末考试试题及答案
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化学反应工程考试题
化学反应工程期末题库
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