河南科技学院-《反应工程》-期末复习题(课堂PPT).ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,化学反应工程,一选择题,1,可逆放热反应，在转化率一定时，反应速率随温度升高而,(),降低,.,升高,.A,、,B,均可能,.,同可逆吸热反应,2,可逆吸热反应，在转化率一定时，反应速率随温度升高而,(),降低,.,升高,.A,、,B,均可能,.,同可逆吸热反应,3.,不可逆反应，在转化率一定时，反应速率随温度升高而,(),降低,.,升高,.A,、,B,均可能,.,同可逆吸热反应,1,4,当瞬时选择性随关键组分转化率增大而单调增加时，,收率顺序：,A,、间歇釜多个连续釜串联单一连续釜,B,、多个连续釜串联间歇釜单一连续釜,C,、间歇釜单一连续釜多个连续釜串联,D,、间歇釜多个连续釜串联单一连续釜,5,当瞬时选择性随关键组分转化率增大而单调下降时，,收率顺序：,A,、,间歇釜多个连续釜串联单一连续釜,B,、多个连续釜串联间歇釜单一连续釜,C,、间歇釜单一连续釜多个连续釜串联,D,、,间歇釜多个连续釜串联单一连续釜,2,6,、正常动力学，转化速率,-,R,A,随,XA,增加而降低。,A,、多釜串联比单釜有利，总反应体积小于单釜体积。,B,、多釜串联比单釜有利，总反应体积大于单釜体积。,C,、单釜比多釜串联有利，单釜的反应体积小于串联釜的总体积。,D,、单釜比多釜串联有利，单釜的反应体积小于串联釜的总体积。,7,、反常动力学，转化速率,-,R,A,随,XA,增加而增加。,A,、多釜串联比单釜有利，总反应体积小于单釜体积。,B,、多釜串联比单釜有利，总反应体积大于单釜体积。,C,、单釜比多釜串联有利，单釜的反应体积小于串联釜的总体积。,D,、单釜比多釜串联有利，单釜的反应体积大于串联釜的总体积。,3,8,、下列叙述正确的是（）,A,、对于可逆吸热反应，反应速率随,XA,的变化升高而升高,B,、对于可逆放热反应，反应速率随,XA,的变化升高而升高,C,、对于可逆吸热反应，存在最佳温度,Top,D,、对于可逆放热反应，存在最佳温度,Top,9,、下列叙述正确的是（）,A,、对于可逆吸热反应,(,温度一定,),，反应速率随,XA,的变化升高而降低,B,、对于可逆放热反应,(,温度一定,),，反应速率随,XA,的变化升高而升高,C,、对于可逆吸热反应，存在最佳温度,Top,D,、对于可逆放热反应，不存在最佳温度,Top,4,1.,化学反应工程中的“三传一反”中的三传是指传质，,，,。,2.,一级连串反应，在平推流反应器中，为提高目的产物的收率，应,k2/k1,。（增高或,降低,）。,3.,停留时间分布的两个函数间的关系是,停留时间在,0,间的物料占总物料的分率应为,。,4.,对于循环操作的平推流反应器，当循环比,0,时为,反应器，而当时则相当于,反应器。,5.,若一级反应的反应速率,rA,采用,kmol/,（,m3s,）为单位，浓度采用,kmol/m3,为单位，则,k,的单位为,，若反应速率以,kmol/(kgs),表示，则,k,的单位为,。,5,6.,计算转化率起始状态的选择，正确的是（）,A.,连续反应器，选择反应器出口处原料的状态,B,.,连续反应器，选择反应器进口处原料的状态,C.,间歇反应器，选择反应结束时的状态,D.,数个反应器串联，往往以进入第二个反应器的原料组成为计算基准,7.,全混流反应釜最多可以有,个定常操作点,A.1 B.2,C,.3 D.4,8.,对于反应速率随转化率变化存在一个极大值的化学反应，最合适的反应器为,A.,管式反应器,B.,釜式反应,C.,循环操作的管式反应器,D,.,釜式反应串联管式反应器,9.,不是理想吸附的基本假定的是（）,A.,吸附位具有相同的能量,B.,属单层吸附,C.,被吸附分子间的作用力可略去不计,D,.,属多层吸附,6,11.,脉冲法测定停留时间分布对应曲线为,A,.E(t),曲线,B.F(t),曲线,C.I(t),曲线,D.y(t),曲线,12.,全混流流动,E(t),曲线的方差,=,A.0 B.01,C,.1 D.1,15.,一级连串反应在间歇式反应器中进行，则目标产物,P,存在最大浓度，其最大浓度时的反应时间应该为,?,7,6.,如果将管式反应器出口的产物部分返回到入口处与原始物料混合，这类反应器为,的管式反应器。,7.,全混流反应器稳定的定常态操作点的判据为,、,。,8.,停留时间分布可由两个函数定量描述，它们是,和,。,9.,工业反应器有三种操作方式，包括：,，,，,。,10.,气体在固体表面的吸附中物理吸附靠,结合的，而化学吸附是靠,结合的。,8,二讨论题,1,、一间歇釜式反应器中进行一级不可逆反应，在相同的操作时间下采用大釜比用小釜所达到的转化率要高。这种说法是否正确？,答：这种说法不正确。由于操作时间相同，由,(,一级反应,),知，反应的转化率与反应器的体积无关，只与反应时间有关。,9,2,、平行反应,分析：温度和浓度对瞬时选择性的影响,浓度的影响与主、副反应级数有关,，与浓度无关,，浓度增高，瞬时选择性增加,E,副，温度增高，瞬时选择性增加,E,主,cAScAC,。,11,、流体与固体颗粒间的传质系数及传热系数与颗粒的几何形状及尺寸、流体力学条件以及流体的力学性质有关。,29,12,、固定床中同一横截面上的空隙率是不均匀的，对于粒度均一的颗粒所构成的固定床，在与器壁的距离,1-2,倍颗粒直径处，空隙率最大，而床层中心较小。器壁的这种影响，叫做壁效应。,13,、固定床绝热反应器有单段与多段之分。,30,4.8,在管式反应器中,400,等温下进行气相均相不可逆吸热反应，该反应的活化能等于,39.77,。现拟在反应器大小，原料组成和出口转化率均保持不变的前提下（采用等温操作），增产,35,，请你拟定一具体措施（定量说明）。设气体在反应器内呈活塞流。,解：,题意要求在反应器大小，原料组成和出口转化率均保持不变，由下式：,可知，,Q0,与反应速率常数成正比，而改变反应温度又只与,k,有关，所以，提高反应温度可使其增产，具体值为：,解此式可得：,T2=702.7 K,，即把反应温度提高到,702.7 K,下操作，可增产,35%,31,判断题,1,间歇反应器的特征是反应器内物系的组成不随时间而变。（）,2,连续操作的特征是连续地将原料输入反应器，反应产物也连续的从反应器流出。（）,3,速率方程与由质量作用定律得到的形式相同，说明反应一定是基元反应。（）,4,固定床反应器的床层直径与颗粒直径之比越大，床层空隙率的分布越不均匀。（）,5,多项系统的特征是系统中同时存在两个或两个以上的相态。（）,32,6,间歇反应器的特征是反应器内物系的组成随时间而变。（）,7,连续操作的特征是连续地将原料输入反应器，反应产物不用连续的从反应器流出。（）,8,反应是基元反应，速率方程与由质量作用定律得到的形式一定相同。（）,9,固定床反应器的床层直径与颗粒直径之比越大，床层空隙率的分布越均匀。（）,10,多项系统的特征是系统中同时存在两个或两个以上的相态。（）,11.,物理吸附的引力是分子引力。（）,12.,化学吸附是固体表面与吸附分子间的化学键力所造成。（）,33,8,实验室催化反应器的类型主要有,、,、,、内循环反应器。,9,单一反应只要反应级数为正，则外扩散有效因子,。,10,间歇釜式反应器的物料衡算式：,i,=1,，,2,，,，,K,11,吸附分为,和化,。,34,4,属于化学吸附的特点的是（,）,A,、吸附快，活化能低,B,、单分子层,C,、可逆,D,、温度较低,5,不是导致流体的流动偏离理想流动的原因的是（,）,A,、流动因素,B,、混合问题,C,、温度高低,D,、流体的凝集态,35,3,反应物转化量与反应产物生成量之间的比例关系符合化学计量关系。（,）,4,速率方程与由质量作用定律得到的形式相同，不能说明该反应一定是基元反应。但基元反应的速率方程与由质量作用定律得到的形式一定相同。（,）,5,基元反应的速率方程不一定可用质量作用定律来表示。（,）,36,3,搅拌作用：拌合、,、,、,。,4,平推流：,程度为零,5,催化剂最重要的性质：,、,、,。,6,流体通过固定的固体物料所形成的床层而进行反应的装置都称作,反应器。,7,气液反应器,:,、,。,37,9,多釜串联模型基本假设：级内为,；级间,；各级,相同。,10,设气体,A,为催化剂的吸附位 吸附：,A+,=A,，若为理想吸附，,K,A,为吸附平衡常数，,A,为表面覆盖率，则吸附等温方程为：,38,5,一氧化碳变换反应：,在较低温度下，其动力学方程可表示为：,试拟定该反应的合适的反应步骤。,39,解：根据题意，假设反应步骤如下：,并假设第二步是控制步骤，其速率方程,就代表了整个反应的速率方程：,其余的两步可认为达到平衡，则有：,由于,，有：,40,将,代入速率式，得：,式中,。故上述假定与题意符合。但上述假定的反应步骤不是唯一的。,41,6,反应,(CH,3,CO),2,O+H2O2CH,3,COOH,在间歇反应器中,15,下进行。已知一次加入反应物料,50kg,，其中,(CH,3,CO),2,O,的浓度为,216molm,-3,，物料密度为,1050kgm,-3,。反应为拟一级反应，速率常数为,k,=5.70810,7,exp(,E,/,RT,)min,-1,，,E,=49.82kJmol,-1,。求,x,A,=0.8,时，在等温操作下的反应时间。,42,43,1在两个串联的全混流反应器中进行一级反应，进出口条件一定时，试证明当反应器大小相同时，两个反应器的总容积最小。,44,45,2有一反应在间歇反应器中进行，经过8min后，反应物转化掉80，经过18min后，转化掉90，求表达此反应的动力学方程式。,解：,46,3.一气相分解反应在常压间歇反应器中进行，在400K和500K温度下，其反应速率均可表达为rA=23pA2 molm-3s-1，式中pA 的单位为kPa。求该反应的活化能。,47,48,