2023年化学反应工程本阶段练习一超详细解析答案.pdf

学习必备 欢迎下载 化学反应工程(本)阶段练习一 一、填空 1)化学反应工程研究目的是工业反应过程的优化。2)优化的技术指标有反应速率、反应选择率、能量消耗。3)优化的决策变量有结构变量、操作方式、工艺条件。4)排除一切传递过程影响的动力学称为微观动力学（或本征动力学）。5)包含传递过程影响的动力学称为宏观动力学（或表观动力学）。6)反应级数的工程意义是反应速率对组分浓度变化的敏感程度。7)活化能的工程意义是反应速率对温度变化的敏感程度。8)典型化学反应大致可分为简单反应（包括自催化反应）；可逆反应；平行反应；串连反应。9)理想反应器包括理想间歇反应器和理想管式反应器 10)一级反应的重要特征是反应转化率与初浓度无关。二、单选或多选题 消除了物理过程影响的动力学称为 c 。a.颗粒动力学 b.宏观动力学 c.本征动力学 d.床层动力学 达到相同转化率所对应的 a 相同是一级反应特征的重要判据。a.反应时间 b.速率常数 c.初浓度 d.残余浓度 技术指标包括 B，C，D a.收率 b.能耗 c.选择性 d.反应速率 常用的流固相反应模型包括 B，C 。a.全混流模型 b.整体模型 c.收缩未反应芯模型 d.平推流模型 三、图解题 简单反应AP，nAAkcr)(，在间歇反应器中反应。试画出下列不同级数时相应坐标的关系曲线。学习必备 欢迎下载 画出自催化反应的下列关系图。三、计算题 有下列两个反应：a.C2H4 的二聚反应，反应温度为 200，反应活化能molkJE/9.156 b.C2H6 的二聚反应，反应温度为 200，反应活化能molkJE/6.104 为使反应速率提高一倍，计算所需提高的温度为多少？并讨论所计算的结果。解：反应速率提高一倍，即212kk 2112222211ln()15690011ln2()481.568.314473.158.410460011ln2()485.868.314473.1512.7kEkR TTTKTTCTKTTC 分别提高温度为8.4 C和12.7 C 结论：不同反应活化能（E），化学反应速率对温度的变化敏感程度不同。E 越大，温度对化学反应速率的影响越大。醋酸和乙醇的反应为二级反应，在间歇反应器中进行，5min转化率可达 50%，问转化率 75%需要增加多少时间。Axt0nAc1t2nt1n)(ArtAr1Ax为微观动力学或本征动力学包含传递过程影响的动力学称为宏观动力学应包括自催化反应可逆反应平行反应串连反应理想反应器包括理想间歇层动力学达到相同转化率所对应的相同是一级反应特征的重要判据反应学习必备 欢迎下载 解：二级反应，有：0112212221110.51 0.75111 0.50.7533 515min10min10min.AAAAAAAxCk txtxxtxxtttt 再需要 己二醇和己二酸以等分子比用42SOH作催化剂进行缩聚反应，生成醇酸树脂，其反应速率方程式为 2AAkcr，lkmolcA/004.00。现在用间歇反应器进行生产，每批操作的加料、出料和清洗等辅助时间为1h，若每天处理 2400kg己二酸（己二酸分子量为 146），己二醇和己二酸的转化率为80%，反应釜装料系数为 0.75，70时，min/97.1kmollk。试计算反应釜的体积。解：对于反应物料满足：0001111(1)AAAAAk tCCCxC 代入数据，有：00111111()507.6min(1)1.97 0.0040.20.004AAAtk CxC 每次加料时间60mint 则每做一批需要时间567.6minttt 每天处理的物料量3024001464.110.004AnVmC 在一天内的生产周期24 602.537567.5a批 每批的物料体积为34.111.622.537RVVma，即为所需要的反应器有效体积。考虑反应器装料系数 0.75，则反应器总体积为：31.622.160.75RsumVVm 为微观动力学或本征动力学包含传递过程影响的动力学称为宏观动力学应包括自催化反应可逆反应平行反应串连反应理想反应器包括理想间歇层动力学达到相同转化率所对应的相同是一级反应特征的重要判据反应