反应工程综合+答案

1．化学反应工程是一门研究化学反应的工程问题的科学。2．反应物经过化学反应生成产物的过程用____定量关系__________予以描述时，该定量关系式称为化学反应式。3．化学工程共同的现象，可概括为“三传一反”，即质量传递，动量传递，能量场地、、及化学反应。4．混合物的初态体积流量为Vso，反应体积为VR，若按单位反应体积计算空速，则空速SV=Vso/VR。5．工业反应器按操作方法分类，可分为：间歇反应器、连续反应器、半间歇反应器。6．多重反应系统中存在着一定的__独立反应数_________或____关键组分数_______，而其它反应或其它组分均可由物料衡算关系确定。7．确定独立反应数所采用的方法有：_院子矩阵法________，______简易法___。8．对于多重反应，反应产物中有目的产物和副产物。目前一般采用转化率和目的产物的__选择性_______以及____收率_____来评价反应的进程和产物分布。9．等温等压下关键组分的反应进度由ξ1变为ξ2时反应的焓变称为_反应韩_______。10．固体催化剂一般由__活性组分_____、_助催化剂______和____载体___组成11．目前描述固定床反应器的数学模型可分为___拟均相____和__非均相_____的两大类。12．化学反应工程是一门研究的科学。13．对于恒容的平推流反应器空时、反应时间、平均停留时间一致。14．流体的混合程度常用调匀度S、流体混合态来描述。15．催化剂在使用过程中，可能因晶体结构变化、融合等导致表面积减少造成的物理失活，也可能由于化学物质造成的中毒或物料发生分解而造成的化学失活。16．描述流化床的数学模型，对于气、乳两相的流动模式一般认为气相相为平推流。而对乳相则有种种不同的流型。17．对于多孔性的催化剂，分子扩散很复杂，当微孔孔径在约0.1um时，分子与孔壁的碰撞为扩散阻力的主要因素。18．多相反应过程是指同时存在两种或更多相态的反应系统所进行的反应过程。19．气体在固体表面上的吸附中，物理吸附是靠范德华力结合的，而化学吸附是靠化学键结合的。20．在流化床中，为了传热或控制气-固相间的接触，常在内部设置内部构件，以垂直管最为常用，它同时具有传热、控制气泡聚并甚至减少固体带出的作用。21．介于非凝集态和完全凝集态之间的混合态称为部分凝聚态。22．若流体是分子尺度作为独立运动单元来进行混合，这种流体称为微观流体。23．对于反应级数n0的反应，为降低反应器容积，应选用平推流反应器为宜。1.化学反应器的数学模型包括：动力学方程式、物料衡算式、热量衡算式、动量衡算式、参数方程式和。2.膨胀率的物理意义为：反应物完全反应后系统体积的变化率。3.活化能的大小直接反映了反应速率对温度变化的敏感程度。反应级数的大小直接反映了反应速率对浓度变化的敏感程度。4.全混流反应器的空时τ是反应器的有效体积与初态液体流速。5.全混流的特征为：犯浑最大，平推流反应器的返混为0。6.对于反应级数n＜0的反应，为降低反应器容积，应选用“全混流”反应器为宜；对于反应级数n＞0的反应，为降低反应器容积，应选用平推流反应器为宜。7.工业催化剂所必备的三个主要条件是：活性高、选择型号、寿命长。8.对于多孔性的催化剂，分子扩散很复杂，当孔径较大时，扩散阻力是由分子间相互碰撞所致，这种扩散通常称为：分子扩散。9．化学反应工程中的“三传一反”中的三传是指_______、_______、_______。10．化学反应过程按操作方法分为___连续____、_间歇______、___半间歇____操作。11．化学吸收的增强因子β=_化学吸附量/纯物理吸附量_____。12．气液相间物质传递的传质模型有_双模轮_____、__渗透轮____、表面更新论和湍流传质论。13．生成主产物的反应称为__主反应_____，其它的均为___副反应____。14．全混流反应器其E(θ)曲线的方差2=____1___。15．对于恒容的平推流管式反应器_______、_______、_______一致。16．全混流反应器的空时τ是_______与_______之比。17．M的数值是判断_______的依据。18．对于循环操作的平推流反应器，当循环比β→0时反应器内返混为_0______，而当β→∞时则反应器内返混为____最大___。1．理想吸附层模型Langmuir提出来的，简述其基本要点。1固体表面均匀2单分子吸附3分子间无相互作用力4吸附于脱附是动态平衡的2．分别简述间歇反应器、连续反应器的特点。间歇反应器：反应物一次性投入反应器，待反应进行一段时间，达到一定转化率后，将生成物流出，通常带有搅拌。生产弹性大，适合小批量生产。连续反应器：反应物的流入和生成物的流出是同时进行的，3．简述阶跃示踪法测停留时间分布的实验方法及其对应曲线？4．简述工业催化剂上进行的气—固相催化反应的步骤。5．简述等温恒容平推流反应器空时、反应时间、停留时间三者的关系。6．简述阶跃示踪法测停留时间分布的实验方法及其对应曲线。7．简述固定床反应器的优缺点。8．简述气固流化床反应器气泡两相模型的特点。9.全混流反应器的基本假设是什么？10、简述朗缪尔（Langmuir）等温吸附方程的基本特点？11.一间歇釜式反应器中进行一级不可逆反应，在相同的操作条件下采用大釜比小釜所达到的转化率高，这种说法是否正确？12．对于可逆放热反应如何选择操作温度？13.对于可逆放热反应如何选择操作温度？14.简述寻求停留时间分布的实验方法及其分类？15.简述均相反应及其动力学的研究内容？16.简述理想反应器的种类？17．简述双膜理论？18.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？19.简述分批式操作的完全混合反应器？20.简述固定床反应器的优缺点？1．某一液相分解反应，若已知其反应动力学为AAkCr，1min307.0k，当平均停留时间为15min时，当多级全混流模型可用时，其211.02，求其最终转化率为多少？2．设一氧化碳与水蒸汽在铁催化剂上的催化反应机理如下：//22222(1)()()(2)()()(3)()()addakkkkkkCOCOCOHOHCOCOCO试推导(1)、(2)为控制步骤时的均匀吸附动力学方程。3．醋酸在高温下可分解为乙烯酮和水，而副反应生成甲烷和二氧化碳：1322CHCOOHCHCOHOk，2342CHCOOHCHCOk。已知在916℃时，114.65ks，123.74ks。试计算：(1)99%的醋酸反应掉的时间；(2)在此反应条件下醋酸转化成乙烯酮的选择性。4．用间歇反应器进行乙酸和乙醇的酯化反应，每天生产乙酸乙酯12000kg，其化学反应式为CH3COOH（A）＋C2H6OH（B）→CH3COOC2H5（R）＋H2O（S）。原料中反应组分的质量比为A︰B︰S=1︰2︰1.35，反应液的密度为1020kg/m3，并假定在反应过程中不变。每批装料、卸料及清洗等辅助操作时间为1h。反应在100℃下等温操作，其反应速率方程为rA=k（CACB－CRCS/K），100℃时，k=4.76×10-4L/(mol·min)，平衡常数K=2.92。试计算：（1）乙酸转化35%时所需的反应体积。（2）根据反应物料的特性，若反应器填充系数取0.75，则反应器的实际体积是多少？5．有一级不可逆反应AP，在85℃时反应速率常数为3.45h-1，今拟在一个容积为10m3的釜式反应器中进行，若最终转化率为A0.95x，设该反应的处理量为1.82m3/h，现若改用两个容积相等的串联釜操作，求反应器的总容积?6．若某铁催化剂上氨合成反应速率由氨脱附所控制，并设表面吸附态有氨及氮，试推演均匀表面吸附动力学方程。7．醋酸在高温下可分解为乙烯酮和水，而副反应生成甲烷和二氧化碳：1322CHCOOHCHCOHOk，2342CHCOOHCHCOk。已知在916℃时，114.65ks，123.74ks。试计算：(1)99%的醋酸反应掉的时间；(2)在此反应条件下醋酸转化成乙烯酮的选择性。8．有一个反应器测其方差2112.5tmin2，15tmin，如果这个反应器可以用等体积多釜串联模型来描述，并在这个反应器中进行液相反应AB2R，已知AABrkCC，A0B012mol/LCC，k=1l/mol·min。求反应器的出口转化率。9．在等温间歇反应器中进行乙酸乙酯皂化反应：325325CHCOOCHNaOHCHCOONaCHOH该反应对乙酸乙酯及氢氧化钠均为一级。反应开始时乙酸乙酯及氢氧化钠的浓度均为0.02mol/l，反应速率常数等于5.6l/mol.min。要求最终转化率达到95%。试问：（1）当反应器的反应体积为1m3时，需要多长的反应时间？（2）若反应器的反应体积为2m3，，所需的反应时间又是多少？10.应用脉冲示踪法测定一容积为12L的反应装置，进入此反应器的流体流速v0=0.8ι/min，在定常态下脉冲的输入80g的示踪剂A，并同时测其出口物料中A的浓度CA随时间的变化，实测数据如下：t/min05101520253035CA/g·l-103554210试根据实验数据确定E（t）曲线的方差2t和2。11.乙烯氧化生成环氧乙烷，进料：乙烯15mol，氧气7mol,出料中乙烯为13mol,氧气为4.76mol,试计算乙烯的转化率，环氧乙烷的收率及选择性。12.在1000K于恒温恒压反应器中进行下述分解反应：22RCHOHgRCHOgHg反应速率常数0.082l/mol·min，初始时含纯的RCH2OH，其初始压力为2.026×105Pa，求：①将20%的RCH2OH分解所需时间；②RCH2OH的浓度降低20%所需的时间。13．有一级不可逆反应AP，在85℃时反应速率常数为3.45h-1，今拟在一个容积为10m3的釜式反应器中进行，若最终转化率为xA=0.95，设该反应的处理量为1.82m3/h，今若改用两个容积相等的串联釜操作，求反应器的总容积？14.某一液相分解反应，若已知其反应动力学为AA-=rkC，0.307kmin-1，当平均停留时间为15min时，当多级全混流模型可用时，其20.211，求其最终转化率为多少？15．二氧化硫的氧化反应式为：2232SOO2SO（1）。设在某反应条件下其反应速率已知为r＝6.36kmol/m3·h。试求以各组分SO2、O2、SO3表示的反应速率3SOr、（2SOr）、（2Or）各为多少？当反应计量方程为：223SO0.5OSO（2）时，相应的反应速率r′为多少？