化学反应工程施工的总复习.doc
- .?化学反响工程?综合复习资料一、填空题1.多级混合模型的唯一模型参数为，轴向扩散模型的唯一模型参数为。2.在均相反响动力学中，利用实验数据求取化学反响速率方程式的两种最主要的方法为和。3.反响级数可能/不可能是0，基元反响的分子数可能/不可能是0。4.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和。5.某一级液相反响在间歇式反响器中进展，5min转化率为50，那么转化率到达80需时间_min。6.某反响的速率方程式为 mol/(m3.h)，那么反响级数n为2时，k的单位为_。7.某反响的计量方程为，那么其反响速率表达式。8.所谓“三传一反是化学反响工程学的根底，其中“三传是指、和，“一反是指。9.完全混合反响器全混流反响器物料的温度和浓度，并且大于/小于/等于反响器出口物料的温度和浓度。10.在一个完整的气固相催化反响的七大步骤中，属于本征动力学畴的三步为、和 。二、选择题1.对于瞬时收率和总收率，以下正确的说法有多项选择。A. 对于平推流反响器，反响的瞬时收率与总收率相等；B. 对于全混流反响器，反响的瞬时收率与总收率相等；C. 对于平推流反响器，反响的瞬时收率与总收率之间是积分关系；D. 对于全混流反响器，反响的瞬时收率与总收率之间是积分关系；2.某反响速率常数的单位为m3/(mol.hr)，该反响为级反响。A. 零级B. 一级C. 二级D. 不能确定. 3.对于平行反响，活化能E1>E2，反响级数n1<n2，如果目的产物是R的话，我们应该在条件下操作。A. 高温、反响物A高浓度；B. 高温、反响物A低浓度；C. 低温、反响物A高浓度；D. 低温、反响物A低浓度4.关于E函数和F函数，下面正确的选项是。多项选择A. B. ；C. D. 5.是A. 平推流的E函数B. 全混流的E函数；C. 平推流串联全混流的E函数 D. 全混流串联平推流的E函数6.关于E函数和F函数，下面不正确的选项是。A. ； B. ；C. ； D. 7.对于一级恒容和一级变容不可逆反响，下面表达正确的选项是A. 在同一平推流反响器、在同样条件下进展反响，反响的转化率是一样的；B. 在同一全混流反响器、在同样条件下进展反响，反响的转化率是一样的；C. 在同一间歇式反响器、在同样条件下进展反响，反响的转化率是一样的；D. 在同一平推流反响器或间歇式反响器、在同样条件下进展反响，反响的转化率是一样的8.对于瞬时收率和总收率，以下正确的判断有多项选择。A. 对于平推流反响器，反响的瞬时收率与总收率相等；B. 对于全混流反响器，反响的瞬时收率与总收率相等；C. 对于平推流反响器，反响的瞬时收率与总收率之间是积分关系；D. 对于全混流反响器，反响的瞬时收率与总收率之间是积分关系；9.关于基元反响的认识，正确的选项是。A. 分子数可以是任意的整数；B. 基元反响的计量系数与对应物种的反响级数之间存在一一对应关系；C. 基元反响和意义是一样的；D.基元反响的总反响级数可能是小数。10.对于瞬时收率和总收率，以下正确的判断是A. 对于全混流反响器，反响的瞬时收率与总收率相等；B. 对于平推流反响器，反响的瞬时收率与总收率相等；C. 对于平推流反响器，反响的瞬时收率与总收率之间是积分关系；D. 对于全混流反响器，反响的瞬时收率与总收率之间是积分关系；11.轴向分散系数与扩散系数，下面论述正确的选项是A. 两者实质上是一样的，都符合Fick定律；B. 两者实质上是不同的，轴向分散系数的定义实际上是借用了Fick定律的形式；C. 轴向分散系数是与流动有关系的；D. 扩散系数是物质本身的一种属性12.对于一个气固相催化反响，减小外扩散和扩散影响的措施正确的选项是A. 提高反响器气体的流速，减小催化剂颗粒的直径；B. 降低反响器气体的流速，减小催化剂颗粒的直径；C. 降低反响器气体的流速，增大催化剂颗粒的直径；D. 增加催化剂颗粒的直径，提高反响器气体的流速13.对于化学反响的认识，下面正确的选项是A. 化学反响的转化率、目的产物的收率仅与化学反响本身和使用的催化剂有关系；B. 化学反响的转化率、目的产物的收率不仅与化学反响本身和使用的催化剂有关，而且还与反响器流体的流动方式有关；C. 反响器仅仅是化学反响进展的场所，与反响目的产物的选择性无关；D. 反响器的类型可能直接影响到一个化学反响的产物分布14.关于非理想流动与停留时间分布，论述正确的选项是A. 一种流动必然对应着一种停留时间分布；B. 一种停留时间分布必然对应着一种流动；C. 一种停留时间分布可能对应着多种流动；D. 流动与停留时间分布存在一一对应关系15.对于一个串联反响，目的产物是中间产物，适宜的反响器是A. 全混流反响器B. 平推流反响器；C. 循环反响器 D. 平推流与全混流串联在一起的反响器16.Langmuir吸附等温的四个假定：均匀外表、单层吸附、吸附机理一样和无相互作用这几点应该说是非常苛刻的，实际情况很难满足上述要求。然而，对于多数的化学反响，应用这几点假定进展有关的推导，结果一般是可以承受的，其主要原因在于A. 实际反响过程中催化剂外表吸附物种的覆盖度很低；B. 实际的催化剂外表一般很平整；C. 实际的催化剂外表上活性位间的距离较远；D. 实际的催化剂外表上活性位的数量有限三、计算题1、在一反响器入口输入理想脉冲示踪物后，不同时间检测出口示踪物的浓度C，结果如下所示：时间，min05101520253035CA，mol/L0411105420现有某液相反响物A在该反响器中进展分解反响，速率方程为： , k = 0.30 min-1， 假设用多级混合流模型预测时，该反响器的出口转化率为多少？2、液体反响物A(CA01mol/L)通过两个串联的全混流反响器发生某不可逆反响，第一个反响器出口的浓度为0.5 mol/L，两个反响器的体积比V2/V1=2，反响级数为2：2 mol/(L.min)求第二个反响器出口的浓度。3、某一级液相反响在一只全混流反响器中进展，转化率为90，如果再串连一只同样的全混流反响器，使转化率仍维持在90，试问处理量增加多少？ 4、某速率常数为0.37min-1的一级不可逆反响在一非理想反响器进展反响，示踪结果说明，和分别为17min和0.25。求用多级混合流模型预测的转化率。5、纯组分A发生下述平行反响， A的起始浓度为2mol/L, 反响在恒温的条件下进展，试确定在全混流反响器中目的产物S所能到达的最大浓度。6、反响物A反响首先生成R (k1=5 hr-1)，R进一步反响生成S (k2=3 hr-1)和T (k3=1 hr-1)。如果浓度为1.0 mol/L的纯A在一个全混流反响器进展反响，求R浓度到达最大值的空时及R的最大浓度。7、某速率常数为0.15 min-1的一级不可逆反响在一非理想反响器进展反响，示踪结果说明，和分别为15min和0.21。求用多级混合流模型预测的转化率。8、纯组分A发生下述平行反响，A的起始浓度为2mol/L，反响在恒温的条件下进展，试确定在平推流反响器中目的产物S所能到达的最大浓度。四、推导题1.假设含反响物A的新鲜原料进入体积为V的全混流反响器进展反响，其组成为CA0，空时为，出口转化率为XA，出口处的反响速率为-rA，请推导全混流反响器的设计方程。答案一、填空题1. 串联的全混区的个数N 、 Pe2.积分法 、 微分法 。3. 可能、不可能4. 脉冲法 、 阶跃法 。5.11.586.m3/(mol.h)7. 不能确定 8. 质量传递 、 动量传递 和 热量传递 、反响动力学 9. 均一 、 等于 10. 反响物吸附 、 外表反响、 反响产物的脱附二、选择题1. BC2.C3. B 4.BCD5. B 6. A 7. C 8. BC9. B10. AC11.BCD12.A13.BD14.AC15.B16.A三、计算题1、在一反响器入口输入理想脉冲示踪物后，不同时间检测出口示踪物的浓度C，结果如下所示：时间，min05101520253035CA，mol/L0411105420现有某液相反响物A在该反响器中进展分解反响，速率方程为： , k = 0.30 min-1， 假设用多级混合流模型预测时，该反响器的出口转化率为多少？解：根据脉冲示踪数据可得：15min=45.83min20.204故：那么：2、液体反响物A(CA01mol/L)通过两个串联的全混流反响器发生某不可逆反响，第一个反响器出口的浓度为0.5 mol/L，两个反响器的体积比V2/V1=2，反响级数为2：2 mol/(L.min)求第二个反响器出口的浓度。解：全混流反响器的设计方程：得：所以：同理：由：得：故：解得： CA20.25mol/L3、某一级液相反响在一只全混流反响器中进展，转化率为90，如果再串连一只同样的全混流反响器，使转化率仍维持在90，试问处理量增加多少？ 解： 当反响在一个全混流反响器进展时，根据全混流反响器的设计方程，有.(1)当两个等体积全混流反响器串联时，转化率不变，那么有.(2)根据式1，得=9；根据式2，得4.32处理量之比等于空时的反比，即。也就是说，处理量为原来的2.08倍，增加了1.08倍。4、某速率常数为0.37min-1的一级不可逆反响在一非理想反响器进展反响，示踪结果说明，和分别为17min和0.25。求用多级混合流模型预测的转化率。解：根据多级混合流模型无因次方差与N之间的关系，有=4 根据一级不可逆反响多级混合流模型转化率的表达式，有5、纯组分A发生下述平行反响， A的起始浓度为2mol/L, 反响在恒温的条件下进展，试确定在全混流反响器中目的产物S所能到达的最大浓度。解：S的瞬时收率：对于全混流反响器:故：令,得：解得：CA1mol/L故：mol/L6.反响物A反响首先生成R (k1=5 hr-1)，R进一步反响生成S (k2=3 hr-1)和T (k3=1 hr-1)。如果浓度为1.0 mol/L的纯A在一个全混流反响器进展反响，求R浓度到达最大值的空时及R的最大浓度。解：根据一级不可逆串联反响在全混流反响器中进展反响时中间物种最大浓度及到达最大浓度空时的公式，有0.22 hr说明：上述两公式也可通过对反响物A和产物R两次应用全混流反响器设计方程，求得产物R的浓度表达式，然后R的浓度对空时求导，并令导数为零，推导求出。7.某速率常数为0.15 min-1的一级不可逆反响在一非理想反响器进展反响，示踪结果说明，和分别为15min和0.21。求用多级混合流模型预测的转化率。解：根据多级多级混合流模型知：那么：8.纯组分A发生下述平行反响，A的起始浓度为2mol/L，反响在恒温的条件下进展，试确定在平推流反响器中目的产物S所能到达的最大浓度。解：对于平推流反响器：当CA曲线下的面积最大，即A完全转化CA0时CS最大，即：=0.469四、推导题1.假设含反响物A的新鲜原料进入体积为V的全混流反响器进展反响，其组成为CA0，空时为，出口转化率为XA，出口处的反响速率为-rA，请推导全混流反响器的设计方程。解：针对反响器列出物料平衡方程：入方出方反响消失的量累积量全混流反响器为连续稳定流动式反响器，累积量为0，反响器中的浓度及反响速率均与出口处一样，其中：入方为：FA0出方为：FAFA01XA，反响消失的量为：rAVCA0FA0v0XA-rA那么得：即：或者：- . 可修编.
