反應工程題庫 學生

2022-06-17 21:48:03 字數 4338 閱讀 4946

緒論.一、填空

1、化學反應工程是一門研究的科學。(化學反應的工程問題)

2.( )和( )一起,構成了化學反應工程的核心。〔 三傳;反應動力學〕

3.不論是設計、放大或控制,都需要對研究物件作出定量的描述,也就要用數學式來表達個引數間的關係,簡稱數學模型)

4.化學反應和反應器的分類方法很多,按反應系統涉及的相態分類,分為和

5. 化學反應和反應器的分類方法很多,按操作方法分為( )操作、( )操作和( )操作。

6. 化學反應和反應器的分類方法很多,按傳熱條件分為和

二、選擇

1. ( ) 「三傳一反」是化學反應工程的基礎,其中所謂的一反是指。

a 化學反應 b 反應工程 c 反應熱力學d 反應動力學,

2. ( ) 「三傳一反」是化學反應工程的基礎,下列不屬於三傳的是。a能量傳遞b質量傳連c 熱量傳遞d 動量傳遞

3. ( )按反應器的型式來分類,高徑比大於30的為

a.管式反應器 b槽式反應器 c塔式反應器 d釜式反應器

三、判斷

1.物理過程不會改變化學反應過程的動力學規律,即化學反應速率與溫度濃度之間的關係並不因為物理過程的存在而發生變化。( )

2.流體流動、傳質、傳熱過程不會影響實際反應的溫度和參與反應的各組分濃度在時間、空間上的分布,最終影響反應結果。( )

四、簡答

1.利用數學模型解決化學反應工程問題的步驟?

第一章均相單一反應動力學和理想反應器

一、填空

1.均相反應是指

2.如果反應體系中多於乙個反應物,在定義轉化率時,關鍵組分a的選取原則是

3. 當計量方程中計算係數的代數和等於零時,這種反應稱為否則稱為

4. 化學反應速率式為,如用濃度表示的速率常數為,用壓力表示的速率常數則

5. 活化能的大小直接反映了對溫度的敏感程度.

6.化學反應動力學方程有多種形式。對於均相反應,方程多數可以寫成或

7.對於反應器的開發根據來選擇合適的反應器,結合( )和( )兩方面特性來確定操作方式和優化操作條件。

8.物料在反應器的混合,依據停留時間分為

9.按返混情況的不同,理想流動反應器可分為

10.在設計和分析反應器時,經常涉及四個量。其中定義為反應器有效容積vr與流體特徵體積流率v0之比值為

二、選擇

1.( )其定義為反應器有效容積vr與流體特徵體積流率v0之比值的量為( )

a反應時間tr b停留時間t c空間時間τd空間速度sv

2. ( )下列那一項不屬於間歇反應器中的非反應時間( )

a 投料時間 b放料時間 c清洗時間 d攪拌時間

3. ( )化學反應,其中化學反應計量係數為+2的是哪種物質()

4( )對於一非恆容均相化學反應,反應組分a的化學反應速率

a. b. c. d.

5.對於反應aa + bb 一pp+ss,則

a. b. c. d.

6 .氣相反應進料時無惰性氣體,a與b以3:1的摩爾比進料,則膨脹因子=( )

a.1/4 b.2/3 c.-1/4 d.-2/3

7 . 氣相反應進料時無惰性氣體,與以1:2摩爾比進料,則膨脹因子=( )

a.-2 b.-1 c.1 d.2

8.恆溫恆壓下乙炔氣相加氫反應式為:c2h2+h2c2h4。

反應開始時初始混合物組成:h2為3mol, c2h2為1mol, ch4為1mol。則膨脹因子c2h2,膨脹率c2h2分別為( )

a 1, b -1, c 1, d -1,

9.反應,,則反應級數n=( )

a.0 b.1 c.2 d.3

8 . 反應3a→p,已只k=0.15(mol/l)則反應級數n=()

a.0 b.1 c.2 d.3

9 .反應,已只k=0.45(mol/l)則反應級數n=( )。

a.0 b.1 c.2 d.3

10.則反應物的消耗速率與產物的生成速率之間的關係為( )

a b

c d

11. 若將反應速率寫成的條件是( )

a 恆溫 b 恆壓 c 恆容 d 絕熱

12. 某二級液相不可逆反應在初始濃度為5kmol·m-3時,反應到某一濃度需要285s,初始濃度為1kmol·m-3時,反應到同一濃度需要283s,那麼,從初始濃度為5kmol·m-3反應到1kmol·m-3需要多長時間( )

a 2三、判斷

1.化學反應計量式中的計量係數與化學反應式中的計量係數相等( )()

2.化學反應計量式只表示參與化學反應的各組分之間的計量關係,與反應歷程及反應可以進行的程度無關。()

3.反應器內的物料組成將受到返混的影響

4.由於存在充分攪拌,所以間歇反應器和全混流反應器一樣,都存在返混,只是返混程度不一樣。( )()

5. 任何實際的流動都存在返混,管內流體的流動返混較小,容器內流體的流動返混較大

6.在定常態操作下,連續流動的理想反應器物料衡算中,積累量一項為零(√)

7. ( )間歇反應器的缺點是存在非反應時間,產物損失大,操作費用高,通常用於產值低、批量大的的產物。()

8.由於存在輔助工作時間,在相同條件下,間歇反應器所需要的反應體積比平推流和全混流反應器所需體積小得多( )

9.實際生產中對於流動處於湍流條件下的管式反應器,列管固定床反應器等,常可按平推流反應器處理( )

10.平推流反應器與間歇反應器的共同之處是他們都不存在返混()

11.乙個化學反應只有乙個反應速率,就是以反應程度表示的反應速率()

12. 對於式aa+bb→cc+dd,a,b,c,d分別是組分a. b .c .d的化學計量係數,其中a<0,b<0,c>0,d>0 ()

13.反應程度ξ描述了某反應進行的程度,它是乙個時間的函式.當組分為反應物時, ξ>0;而當組分i為產物時,ξ<0()

14. 對於任一反應,其反應級數就是其對應在反應式中的計量係數()

15. 反映級數的大小反映了該組分濃度對反映速率影響的敏感度。因此,增大該組分的濃度必將是化學反應速率增大()

16. 活化能的大小反映了溫度對反映速率影響的敏感度。()

四、簡答

1 化學反應式與化學計量方程有何異同?化學反應式中計量係數與化學計量方程中的計量係數有何關係?

2 何謂基元反應?基元反應的動力學方程中活化能與反應級數的含義是什麼?何謂非基元反應?非基元反應的動力學方程中活化能與反應級數含義是什麼?

3 為什麼均相液相反應過程的動力學方程實驗測定採用間歇反應器?

五、計算

1.氣相基元反應a+2b→2p在30℃和常壓下的反應速率常數kc=2.65×104m6kmol-2s-1。

現以氣相分壓來表示速率方程,即(ra)=kppapb2,求kp=?(假定氣體為理想氣體)

解2. 反應a(g) +b(l)→c(l)氣相反應物a被b的水溶液吸收,吸收後a與b生成c。反應動力學方程為:

ra=kcacb。由於反應物b在水中的濃度遠大於a,在反應過程中可視為不變,而反應物a溶解於水的速率極快,以至於a在水中的濃度恒為其飽和溶解度。試求此反應器中液相體積為5m3時c的生成量。

已知k=1m3kmol-1hr-1,cb0=3kmol·m-3,ca飽和=0.02 kmol·m-3,水溶液流量為10m3hr-1。

4. 丁烷在700℃,總壓為0.3mpa的條件下熱分解反應:

c4h10→2c2h4+h2

(a) (r) (s)

起始時丁烷為116kg,當轉化率為50%時,求此時。

5. 在間歇攪拌槽式反應器中,用醋酸與丁醇生產醋酸丁酯,反應式為:

反應物配比為:a(mol):b(mol)=1:

4.97,反應在100℃下進行。a轉化率達50%需要時間為24.

6min,輔助生產時間為30min,每天生產2400kg醋酸丁酯(忽略分離損失),計算反應器體積。混合物密度為750kg·m-3,反應器裝填係數為0.75。

6.反應(ch3co)2o+h2o→2ch3cooh在間歇反應器中15℃下進行。已知一次加入反應物料50kg,其中(ch3co)2o的濃度為216mol·m-3,物料密度為1050kg·m-3。反應為擬一級反應,速率常數為k=5.

708×107 exp(-e/rt) min-1,e=49.82kj·mol-1。求xa=0.

8時,在等溫操作下的反應時間。

8.反應a+b→r+s,已知vr=0.001m3,物料進料速率v0=0.5×10-3m3min-1,ca0=cb0=5mol·m3,動力學方程式為-ra=kcacb,其中k=100m3kmol-1min-1。

求:(1)反應在平推流反應器中進行時出口轉化率為多少?(2)欲用全混流反應器得到相同的出口轉化率,反應器體積應多大?

(3)若全混流反應器體積vr=0.001m3,可達到的轉化率為多少?

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