反应工程习题.docx

1、第一章 绪论 1. 化学反应工程是一门研究 _的科学。（化学反应的工程问题） 2. 化学反应工程是一门研究化学反应的工程问题的科学，既以 _作为研究对象，又以_为研究对象的学科体系。（化学反应、工程问题） 3. _是化学反应工程的基础。（ 三传一反） 4. 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、半分批式） 5. 化学反应工程中的“三传一反”中的三传是指 _、 _、 _。（传质、传热、动量传递） 6. 不论是设计、放大或控制，都需要对研究对象作出定量的描述，也就要用数学式来表达个参数间的关系，简称 _。（数学模型） 7. 在建立数学模型时，根据基础资料建立物料

2、、热量和动量衡算式的一般式为 _。（累积量 =输入量 -输出量） 8.“三传一反”是化学反应工程的基础，其中所谓的一反是指 _。（ D） A化学反应 B. 反应工程 C. 反应热力学 D. 反应动力学 9.“三传一反”是化学反应工程的基础，下列不属于三传的是 _。（ A） A. 能量传递 B. 质量传递 C. 热量传递 D. 动量传递 第二章 均相反应动力学 1. 均相反应是指 _。（参与反应的物质均处于同一相） 2. 对于反应，则 _ 。（ ） 3.着眼反应组分 K 的转化率的定义式为 _。（ ） 4.当计量方程中计量系数的代数和等于零时，这种反应称为 _，否则称为 _。（等分子反应、非等分

3、子反应） 5. 化学反应速率式为 ，用浓度表示的速率常数为 ，假定符合理想气体状态方程，如用压力表示的速率常数 ，则 =_ 。（ ） 6. 化学反应的总级数为 n， 如用浓度表示的速率常数为 ， 用逸度表示的速率常数 ，则 =_ 。（ ） 7. 化学反应的总级数为 n， 如用浓度表示的速率常数为 ， 用气体摩尔分率表示的速率常数 ，则 =_ 。（ ） 8.在构成反应机理的 诸个基元反应中，如果有一个基元反应的速率较之其他基元反应慢得多，他的反应速率即代表整个反应的速率，其他基元反应可视为处于 _。（拟平衡常态） 9.当构成反应机理的诸个基元反应的速率具有相同的数量级时，既不存在速率控制步骤时，

4、可假定所有各步基元反应都处于 _。（拟定常态） a A + b B p P + sSPr )( Ar ap00KKKK n nn BACA CCKr CKPK CK PK )()( RTCK fKCK fK nRT)(CKyK CK yKnpRT10. 活化能的大小直接反映了 _对温度的敏感程度。（反应速率） 11. 一个可逆的均相化学反应，如果正、逆两向反应级数为未知时，采用 _法来求反应级数。（初始速率法） 12.生成主产物的反应称为 _，其它的均为 _。（主反应、副反应） 13. 平行反应 均为一级不可逆反应，若 ，选择性 Sp与 _无关，仅是 _的函数。（浓度、温度） 14. 如果平行

5、反应 均为一级不可逆反应，若 ，提高选择性 应_。 (提高温度 ) 15. 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 _、 _。（ 、 ） 16. 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_、 _。（ 、 ） 17. 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 _、 _。（ 、 ） 18. 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） 19.链反应的三个阶段为 _、 _、 _。（链的引发、链的传播、链的终止） 20.下列属于均相反应的是 _。（ B） A. 煤炭燃烧 B. 氢气燃烧 C. 离子交换

6、D. 加氢裂解 21.下列属于均相反应的 是 _。（ A） A. 乙酸乙酯水解 B. CuO 的还原 C. 加氢脱硫 D. 电石水解 22.下列属于均相反应的是 _。（ C） A. 催化重整 B. 催化裂解 C. HCl 与 NaOH 的中和 D. 水泥制造 23.下列属于非均相反应的是 _。（ D） A. 乙酸乙酯水解 B. 氢气燃烧 C. HCl 与 NaOH 的中和 D. 催化裂解 24.下列属于非均相反应的是 _。（ B） A. 乙酸和乙醇的酯化 B. 加氢脱硫 C. 氢气燃烧 D. 烃类气相裂解 25.化学反应 ，其中化学反应计量系数为 -1 的是哪种物质_。（ A） A. B. C

7、. D. 26.化学反应 ，其中化学反应计量系数为 +2 的是哪种物质_。（ D） A. B. C. D. 27.对于一非恒容均相化学反应 ，反应组分 A 的化学反应速率_。（ A） A P(主 )S(副 )主E 副EA P(主 )S(副 )主E 副E PSA SK 1 K 2Pmax,PC opt 22/112 0 1)/( KK CA 211KKA SK 1 K 2Pmax,PC optt)/(21 122kkkkk 12 12 )/ln( kk kkA SK 1 K 2Pmax,PC optt)/(21 122kkkkk 12 12 )/ln( kk kkA SK 1 K 2P12/kk

8、OHCHHCO 2423 CO 2H 4CH OH2OHNHNO 222 222 NO 2H 2N OH2AA BB ArA. B. C. D. 28.对于一非恒容均相化学反应 ，反应产物 B 的化学反应速率_。（ B） A. B. C. D. 29.对于反应 ，则 _ 。（ A） A. B. C. D. 30.对于反应 ，则 _ 。（ C） A. B. C. D. 31.气相反应 4A + B 3R + S 进料时无惰性气体， A 与 B 以 3 1 的摩尔比进料，则膨胀因子 =_。（ C） A. 1/4 B. 2/3 C. 1/4 D. 2/3 32.气相反应 A + B 3P + S 进

9、料时无惰性气体， A 与 B以 1 1 摩尔比进料，则膨胀因子=_。（ D） A. 2 B. 1 C. 1 D. 2 33.气相反应 2A + B 3P + S 进料时无惰性气体， A 与 B 以 2 1 摩尔比进料，则膨胀因子 =_。（ C） A. 1 B. 1/2 C. 1/2 D. 1 34.气相反应 2A + B 3P + S 进料时无惰性气体， A 与 B 以 3 2 摩尔比进料，则膨胀因子 =_。（ D） A. 1 B. 1/3 C. 2/3 D. 1 35.气相反应 进料时无惰性气体， 与 以 1 2摩尔比进料，则膨胀因子 =_。（ A） A. 2 B. -1 C. 1 D. 2

10、 36.气相反应 进料时无惰性气体， 与 以 1 2 摩尔比进料，则膨胀因子 =_。（ B） A. 1 B. 1/2 C. 1/2 D. 1 37.气相反应 进料时无惰性气体， 与 以 2 3 摩尔比进料，则膨胀因子 =_。（ B） A. 1 B. 2/3 C. 2/3 D. 1 38.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 =_ 。（ B） A. B. C. D. 39. 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. 40.反应 ， ，则反应级数 n=_。（ B） Vdtdnr A

11、A Vdtdnr BA dtdCr AA dtdCr BA AA BB BrVdtdnr AB Vdtdnr BB dtdCr AB dtdCr BB aA + b B p P + sSPr )( Ar|ap ap pa pa|aA + b B p P + sSPr )( Brpb bp |bp pb|AAABC O + 3 H 2 C H 4 + H 2 OCO 2HCO2 N O + H 2 N 2 + H 2 O 2NO 2HNON 2 + 3 H 2 2 N H 3 2N 2H2H BACA CCKr CKPK CK PK)()( RT )()( RT )()( RT )(RT BAC

12、A CCKr CKPK PK CK)(RT )()( RT )()( RT )()( RTC 4 H 1 0 2 C 2 H 4 + H 210.2 skA. 0 B. 1 C. 2 D. 3 41.反应 A + B C，已知 ，则反应级数 n=_。（ B） A. 0 B. 1 C. 2 D. 3 42.反应 3A P，已知 ，则反应级数 n=_。（ A） A. 0 B. 1 C. 2 D. 3 43.反应 ，已知 ，则反应级数 n=_。（ C） A. 0 B. 1 C. 2 D. 3 44.反应 ，已知 ，则反应级数 n=_。（ C） A. 0 B. 1 C. 2 D. 3 45.反应 ，已

13、知 ，则反应级数 n=_。（ C） A. 0 B. 1 C. 2 D. 3 46.反应 A + B C，已知 ，则反应级数 n=_。（ A） A. 0 B. 1 C. 2 D. 3 47.下列属于平行反应的是 _。（ C） A. A + B P B. C. D.A + B P = R + S 48.串联反应 A P（目的） R + S，目的产物 P 的得率 =_。（ B） A. B. C. D. 49.串联反应 A P（目的） R + S，目的产物 P 与副产物 S 的选择性 =_。（ C） A. B. C. D. 50.串联反应 A P（目的） R + S，目的产物 P 的总收率 =_。（

14、A） A. B. C. D. 51.如果平行反应 均为一级不可逆反应，若 ，提高选择性 应_。（ B） A. 提高浓度 B. 提高温度 C. 降低浓度 D. 降低温度 52. 如果平行反应 均为一级不可逆反应，若 ，提高收率 应_。（ C） A. 提高浓度 B. 降低浓度 C. 提高温度 D. 降低温度 53.一级连串反应 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 _。（ D） 115.0 skslmolk /15.0C H 3 C O O H + C H 3 C H 2 O H C H 3 C O O C 2 H 5 + H 2 Omolslk /3.2 N

15、 2 + 3 H 2 2 N H 3 molslk /81.0 N a O H + H C l N a C l + H 2 Omolslk /1.0 slmolk /45.0 RBP PBAAP(主 )S(副 )PXAAPP nn nn 0000APPnnn 00SSPP nn nn 00RRPP nn nn PSAAPP nn nn 0000APPnnn 00SSPP nn nn 00RRPP nn nn PAAPP nn nn 0000APPnnn 00SSPP nn nn 00RRPP nn nn AP(主 )S(副 ) 主E 副E PSAP(主 )S(副 ) 主E 副E PoptA.

16、B. C. D. 54.一级连串反应 在全混流釜式反应器中，则目的产物 P 的最大浓度_。（ B） A. B. C. D. 55.一级连串反应 在间歇式反应器中，则目的产物 P 的最大浓度_。（ A） A. B. C. D. 56. 一级连串反应 在平推流管式反应器中，则目的产物 P 的最大浓度 _。（ A） A. B. C. D. 57.一级连串反应 A P S 在间歇式反应器中进行，使目的产物 P 浓度最大时的反应时间 _。（ D） A. B. C. D. 58. 一级连串反应 A P S 在平推流管式反应器中进行，使目的产物 P 浓度最大时的反应时间 _。（ C） A. B. C. D.

17、 59.下列反应没有涉及到链反应的是 _。（ B） A. 石油裂解 B. 酯化反应 C. 烃类氧化 D. 聚合反应 60.简述均相反应及其动力学的研究内容？ 答：参与反应的各物质均处于同一个相内进行的化学反应称为均相反应。均相反应动力学是研究各种因素如温度、催化剂、反应物组成和压力等对反应速率、反应产物分布的影响，并确定表达这些影响因素与反应速率之间定量关系的速率方程。 61.简述链锁反应所具有的基本特征？ 答： 1）链反应具有三个阶段：链的引发、链的传播和链的终止； 2）链的引发和传播均需要通过游离原子或游离基； 3）游离原子和游离基均具有较高活性，容易受器壁或其它惰性物的作用而重新 生成稳

18、定的分子，从而使链反应终止。 62. 反应 2NO + 2H2 = N2 + 2H2O，实验测得速率方程为： 。试设定能满足实验结果的反应机理。 解：机理（ 1）： （慢） 1212 )/ln( KK KK1221 )/ln( KK KK 21 12 )/ln( KK KK 211KKA SK 1 K 2Pmax,PC122)(210 KKKA KKC 22/1120 1)/( KK CA 12 2)(120 KKKA KKC 22/121 0 1)/( KK CAA SK 1 K 2Pmax,PC122)(210 KKKA KKC 22/1120 1)/( KK CA 12 2)(120 K

19、KKA KKC 22/121 0 1)/( KK CAA SK 1 K 2Pmax,PC122)(210 KKKA KKC 22/1120 1)/( KK CA 12 2)(120 KKKA KKC 22/121 0 1)/( KK CAoptt211KK1221 )/ln( KK KK 21 12 )/ln( KK KK1212 )/ln( KK KKoptt211KK1221 )/ln( KK KK1212 )/ln( KK KK2112 )/ln( KK KK22 2 HNON CkC2222 12 OHNHNO k （快） 所以与实验结果相同 机理（ 2）： （快速） （慢速） （快）

20、 达拟平衡态，为速控步骤 由得 代入 此机理与实验结果相同，选机理（ 2），因其无叁分子反应，而机理（ 1）是。 63. 由 A和 B进行均相二级不可逆反应 A+ B = S，速率方程： =。 求： （ 1）当 时的积分式 （ 2）当 时的积分式 解：（ 1） CA与 CB之比保持恒定 所以 积分得 写成转化率时 （ 2） 式中： OHHOH k 2222 22 22 211 HNON CCk 222 ONNO222222 5 OHNHON k OHHOH k 2222 26 2222 55 HONN CCk 234 22 NOON CkCk 24322 NOON CkkC 22222435

21、HNOHNON CkCCCk kk A B S A dtdCABACkCBABA CC 00BAABBA CC 00BABABA CCCC 00ABAB CC 0AACC BA ACCdCkt 0 0 22AA AACC CC AAAABA CdCtkCdCkt kkAB0 11AA CCtk )1(1 0 AAACtk )1(0 AAA CC )1()1( 10000 ABABABABB CCCCC ABABBAAB CC 001积分得 64.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 12.6 分钟 ，而在 340K 时达到同样的转化率仅需 3

22、.20 分钟，求该反应的活化能 E。 解： 即 达 20%时， 式中 M 为常数 E=29.06（ kJ/mol） 65.考虑下述连串反应 : ，已知上述反应中每一步均为一级反应， ，试求 A、 B 和 C 的浓度随间变化的函数式。 解 : 0 0 对于反应物 A，应有 : 积分得 对于 B,应有 将上式两端乘以 可得 即 将上式积分得 , A ABCkt 11ln)1( 1 101nAAA kCdtdCr AACC tnAA tdtCdC0 0ktCCn nAnA 101 111108.0 AA CC tMtCnk nnA 11)125.1()1( 1 110 6.121300 Mk 2.3

23、1340 Mk)34013001(314.86.12/ 2.3/lnln 3 0 03 4 0 EMMkkCkBkA 2111 min1.0 k 12 min05.0 kCBA :0t 0ACtt xCA 0 yx yAA CkdtdC 1)exp ( 10 tkCC AA BABAB CktkCkCkCkdtdC 210121 )e x p ( )exp( 2tkdttkkCkdttkCkdCtk ABB )e x p ()e x p ()e x p ( 1201222 dttkkCktkCd AB )e x p ()e x p ( 12012 1) e x p ()e x p ( 1201

24、2 12 tkkCkk ktkC AB)e x p () e x p ( 21012 1 tktkCkk kC AB 0ACBA CCCC )(0 BAAC CCCC )e x p ()e x p (1 212 1112 20 tkkk ktkkk kC A 第三章 理想反应器 1.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 2.具有良好搅拌装置的釜式反应器按 _反应器处理，而管径小，管子较长和流速较大的管式反应器按 _反应器处理。（理想混合反应器、平推流） 3.分批式完全混合反应器操作的优化分析是以 _、 _为目标进行优化的。（平均生产速率 最大、

25、生产经费最低） 4.全混流反应器的空时是 _与 _之比。（反应器的有效容积、进料流体的容积流速） 5.全混流反应器的容积效率为 _与 _之比。（反应时间 t、空时） 6.全混流反应器的放热速率 =_。（ ） 7.全混流反应器的移热速率 =_。（ ） 8.全混流反应器的定常态操作点的判据为 _。（ ） 9.全混流反应器稳定的定常态操作点的判据为 _、 _。（ 、 ） 10.全混流反应器的返混 _。（最大） 11.平推流反应器的返混为 _。（零） 12.对于恒容的平推流管式反应器 _、 _、 _一致。（平均停留时间、反应时间、空时） 13.对于恒容的 _管式反应器平均停留时间、反应时间、空时一致。

26、（平推流） 14.如果将平推流反应器出口的产物部分的返回到入口处与原始物料混合，这类反应器为_的平推流反应器。（循环操作） 15.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。（平推流、全混流） 16. 对于循环操作的平推流反应器，当循环比 0 时反应器内返混为 _，而当时则反应器内返混为 _。（零、最大） 17. 对于绝热操作的放热 反应，最合适的反应器类型为 _。（全混流串平推流） 18. 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。（全混流） 19. 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。（平

27、推流） 20. 对于自催化反应，最合适的反应器为 _。（全混流串平推流） 21. 对于可逆的放热反应，使反应速率最大的反应温度 _ 。（ ） 22. 对于可逆的放热反应，达到化学反应平衡时的温度 _ 。（ ） 23.分批式操作的完全混合反 应器非生产性时间 不包括下列哪一项 _。（ B） A. 加料时间 B. 反应时间 C. 物料冷却时间 D. 清洗釜所用时间 RYGQ prA Cv HrV 0)( rQ )()1( 000 PmP cvU ATTcv UAT rG QQrG QQ dTdQdTdQ GroptT)()1(ln)(002001012AARAA CCEk CEkREEeT)()1

28、(ln)(0000012AARAA CCk CkREE0t24.在间歇反应器中进行等温二级反应 A B， ，当 时，求反应至 所需时间 t=_秒。（ D） A. 8500 B. 8900 C. 9000 D. 9900 25.在间歇反应器中进行等温一级反应 A B， ，当 时，求反应至 所需时间 t=_秒。（ B） A. 400 B. 460 C. 500 D. 560 26.在全混流反应器中，反应器的有效容积与进料流体的容积流速之比为 _。（ A） A. 空时 B. 反应时间 t C. 停留时间 t D. 平均停留时间 27.全混流反应器的容积效率大于 1.0 时，且随着 的增大而增大，此时

29、该反应的反应级数 n_。（ A） A. 0 B. =0 C. 0 D. 0 28.全混流反应器的容积效率小于 1.0 时，且随着 的增大而减小，此时该反应的反应级数 n_。（ D） A. 0 B. =0 C. 0 D. 0 29.全混流反应器的容积效率 =1.0 时，该反应的反应级数 n_。（ B） A. 0 B. =0 C. 0 D. 0 30.全混流釜式反应器最多可能有 _个定常态操作点。（ C） A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 31.全混流反应器中有 _个稳定的定常态操作点。（ B） A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 32.对于 _的反应器在恒容反应过程的平均停 留时间、反

30、应时间、空时是一致的。（ D） A. 间歇式反应器 B.全混流反应器 C. 搅拌釜式反应器 D. 平推流管式反应器 33.一级不可逆液相反应 ， ， 出口转化率 ，每批操作时间 ，装置的生产能力为 50000 kg 产物 R/天， =60，则反应器的体积 V 为 _ 。（ C） A. 19.6 B. 20.2 C. 22.2 D. 23.4 34.对于自催化反应，最合适的反应器为 _。（ D） A. 全混流反应器 B. 平推流反应器 C. 循环操作的平推流反应器 D. 全混流串接平推流反应器 35.对于绝热操作的放热反应，最合适的反应器为 _。（ D） A. 平推流反应器 B. 全混流反应器

31、C. 循环操作的平推流反应器 D. 全混流串接平推流反应器 36.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 _。（ B） 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 37.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 38.对于可逆放热反应，为提高反应速率应 _。（ C） A. 提高压力 B. 降低压力 C. 提高温度 D. 降低温度 39.对于单一反应组分的平行反应 ，其瞬间收率

32、随 增大而单调增大，则最适合的反应器为 _。（ A） slm olCr AA /01.0 2 lmolCA /10 lmolCA /01.0slmolCr AA /01.0 lmolCA /10 lmolCA /01.0tAAA 2R 30 /30.2 mkmolC A 7.0Axhtt 06.20 RM3mAP(主 )S(副 ) P ACA. 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 40. 对于单一反应组分的平行反应 ，其瞬间收率 随 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

33、混流反应器 D. 全混流串接平推流反应器 41.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。 42.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

34、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。 43.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。 44.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。 45.对于反应， ， ； ， ，当 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 ，所以，当 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。 46.在间歇釜中一级不可逆反应，液相反