化学反应工程期末复习资料

复习重点

1. 一级连串反应ACP,max?K1PK2S在全混流釜式反应器中，则目的产物

CA01K1K2P的最大浓度

______、

?opt?K1______。（[(K2/K1)PK21/2?1]2、）

2. 一级连串反应

CP,max?AS在平推流反应器中，则目的产物P的最大浓度、

ln(k2/k1)k2?k1_______、

topt?______。（

PK2?k1????k??2?[k2/(k2?k1)]）

P的最大浓度

3. 一级连串反应ACP,max?K1S在间歇式全混流反应器中，则目的产物

[k2/(k2?k1)]_______、

topt??k1????k?______。（?2?ln(k2/k1)、

k2?k1）

4.全混流反应器的空时τ是_______与_______之比。（反应器的有效容积、进料流体的容积流

速）

V(?rA)(??Hr)6.全混流反应器的放热速率QG=______________。（7.全混流反应器的移热速率Qr=______________。（

v0?CpUAv0?cP）

)?(T0?UATmT(1?v0?cP)）

QG?Qr9.全混流反应器稳定的定常态操作点的判据为_______、_______。（、

dQrdT?dQGdT）

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。（平推流）

?(E2?E1)21.对于可逆的放热反应，使反应速率最大的反应温度

Topt?_______。（

Rlnk0E1CA0(1??A)k0E2(CR0?CA0?A)'）

?(E2?E1)22. 对于可逆的放热反应，达到化学反应平衡时的温度Te?_______。（1.停留时间分布的密度函数在t＜0时，E（t）=_______。（0） 2.停留时间分布的密度函数在t≥0时，E（t）_______。（＞0） 3.当t=0时，停留时间分布函数F（t）=_______。（0） 4.当t=∞时，停留时间分布函数F（t）=_______。（1） 5.停留时间分布的密度函数E（θ）=_______E（t）。（t）

126.表示停留时间分布的分散程度的量???_______?。（t）

22tRlnk0CA0(1??A)k0(CR0?CA0?A)'）

7.反应器物料的停留时间的分布曲线是通过物理示踪法来测定的，根据示踪剂的输入方式不同分为_______、_______、_______、_______。（脉冲法、阶跃法、周期示踪法、随机输入示踪法）

8.平推流管式反应器t?t时，E（t）=_______。（∞） 9.平推流管式反应器t?t时，E（t）=_______。（0） 10.平推流管式反应器t?t时，F（t）=_______。（1） 11.平推流管式反应器t＜t时，F（t）=_______。（0） 12.平推流管式反应器其E（θ）曲线的方差

???2_______。（0）

213.平推流管式反应器其E（t）曲线的方差?t?_______。（0）

114.全混流反应器t=0时E（t）=_______。（te?tt）

215.全混流反应器其E（θ）曲线的方差???_______。（1）

16.全混流反应器其E（t）曲线的方差

?2t?_______。（t）

??2217.偏离全混流、平推流这两种理想流动的非理想流动，E（θ）曲线的方差

1）

为_______。（0～

18.当流体在半径为R的管内作层流流动时，在径向存在流速分布，轴心处的流速以u0记，则距轴心处距离为r的流速ur?_______。（

u0[1?(rR)]2）

t2320.流体在半径为R的管内作层流流动的停留时间分布密度函数E（t）=_______。（2t） 21.流体在半径为R的管内作层流流动的停留时间分布函数F（t）=_______。（

1?(t2t)2）

25.非理想流动不一定是由返混造成的，但返混造成了_______。（停留时间分布）

26.为了模拟返混所导致流体偏离平推流效果，可借助这种轴向返混与扩散过程的相似性，在

_______的基础上叠加上轴向返混扩散相来加以修正，并认为的假定该轴向返混过程可以用费克定律加以定量描述，所以，该模型称为_______。（平推流、轴向分散模型）

uL27.在轴向分散模型中，模型的唯一参数彼克莱准数Pe?_______。（Ez）

28.在轴向分散模型中，模型的唯一参数彼克莱准数愈大轴向返混程度就_______。（愈小） 29.轴向分散模型的偏微分方程的初始条件和边界条件取决于采用示踪剂的_______、_______、_______的情况。（输入方式、管内的流动状态、检测位臵）

30.轴向分散模型的四种边界条件为_______、_______、_______、_______。（闭—闭式边界、开—闭式边界、闭—开式边界、开—开式边界） 31.误差函数erf的定义式为______________。（32.误差函数的定义式为

erf(y)?2erf(y)?2??y0e?x2dx）

??y0e?x2dx，则erf(??)?_______，erf(0)?_______。（?1、0）

21?2Pe33.轴向分散模型的数学期望值??_______，方差???_______。[

，

2(1Pe)?8(1Pe)2]

34.流体的混合程度常用_______、_______来描述。（调匀度S、流体的混合态） 45.当反应级数n＞1时，宏观流体具有比微观流体_______的出口转化率。（高） 46.当反应级数n_______1时，宏观流体具有比微观流体高的出口转化率。（＞） 47.当反应级数n＜1时，宏观流体具有比微观流体_______的出口转化率。（低） 48.当反应级数n_______1时，宏观流体具有比微观流体低的出口转化率。（＜〉

5. _______吸附等温方程式是假定吸附热是随着表面覆盖度的增加而随幂数关系减少的。（Freundlich）

6._______吸附等温方程式是按吸附及脱附速率与覆盖率成指数函数的关系导出的。（Temkin） 7.固体催化剂的比表面积的经典测定方法是基于_______方程。（BET）

8.在气—固相催化反应中，反应速率一般是以单位催化剂的重量为基准的，如反应A→B，A的反应速率的定义为_______。（_______不变。（WFA0?rA??1dnA?Wdt）

10.测定气固相催化速率检验外扩散影响时，可以同时改变催化剂装量和进料流量，但保持

）

14.催化剂回转式反应器是把催化剂夹在框架中快速回转，从而排除_______影响和达到气相

_______及反应器_______的目的。（外扩散、完全混合、等温） 20.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，这种扩散称为_______。（努森扩散） 21.等温催化剂的有效系数η为催化剂粒子的实际反应速率与催化剂内部的浓度和温度与其外表面上的相等时的反应速

D23.气—固相催化反应的内扩散模数，它是表征内扩散影响的重要参数，数值平方的大小反映了_______与_______之比。（表面反应速率、内扩散速率）

e?S?RkVCSm?127.描述气—固相非催化反应的模型有: _______、_______、_______。（整体均匀转化模型、粒径不变的缩核模型、粒径缩小的缩粒模型）

9.固定床中颗粒的体积相当直径定义为具有相同体积VP的球粒子直径，表达式dV=_______。

（(6VP/?)1/3）

10.固定床中颗粒的面积相当直径是以外表面aP相同的球形粒子的直径，表达式da=_______。（

aP/?）

11.固定床中颗粒的比表面相当直径是以相同的比表面SV的球形粒子直径来表示，表达式

dS=_______。（6/SV）

15.固定床中的传热实质上包括了（粒内传热、颗粒与流体间的传热、床层与器壁的传热）三个方面

17.对于可逆的放热反应，存在着使反应速率最大的最优温度

Teq?ToptTopt和平衡温度

Teq，二者的关系

为______________。（Teq?Topt?RE2?E1lnE2E1）

Lf16.气—固相反应系统的流化床，全部气泡所占床层的体积分率?b可根据流化床高流化床高

Lmf和起始

来进行计算，计算式为?b?_______。（

Lf?LmfLf）

17.在气—固相反应系统的流化床中设臵分布板，其宗旨是使气体_______、_______、_______和_______为宜。（分布均匀、防止积料、结构简单、材料节省） 18.在流化床中设计筛孔分布板时，可根据空床气速u0定出分布板单位截面的开孔数

u0Nor?=_______。（4doruor2）

20.在流化床中为了传热或控制气—固相间的接触，常在床内设臵内部构件，以垂直管最为常用，它同时具有_______，_______并甚至_______的作用。（传热、控制气泡聚、减少颗粒带出）

24.气—固相反应系统的流化床存在着_______、_______、_______及_______四类区域。（气泡区、泡晕区、上流区、回流区）

31.描述流化床的数学模型，按照模型考虑的深度而分的第Ⅱ级模型中，各参数值均为恒值，不随床高而变，但与气泡的大小_______。（有关） 33.描述流化床的数学模型，按照模型考虑的深度而分的第Ⅱ级模型中，各参数值均为恒值，不随_______而变，但与气泡的大小有关。（床高） 34.描述流化床的数学模型，按照模型考虑的深度而分的第Ⅰ级模型中，各参数值均为恒值，不随床高而变，但与气泡的大小_______。（无关） 35.描述流化床的数学模型，按照模型考虑的深度而分的第Ⅲ级模型中，各参数均与气泡的大小_______，而气泡大小则沿_______而变。（有关、床高） 37.描述流化床的气泡两相模型，以U0的气速进入床层的气体中，一部分在乳相中以起始流化

速度

Umf通过，而其余部分_______则全部以气泡的形式通过。[（U0mf0?Umf）]

42.描述流化床的鼓泡床模型，它相当于U/U_______时，乳相中气体全部下流的情况，工业上的实际操作大多属于这种情况。（＞6～11） 43.描述流化床的鼓泡床模型，由于气速较大，因此该模型假定床顶出气组成完全可用气泡中的组成代表，而不必计及乳相中的情况，这样只需计算气泡中的气体组成便可算出反应的转化率。44.流化床反应器的开发和放大，国内外都有许多成功的经验，但一般都是从_______、_______、_______方面进行考虑和改进的。（催化剂性能、操作条件、床层结构） 48.当前用于描述气—液两相流相间传质的模型有两大类：一是按稳态扩散来处理的_______；一是按非稳态扩散处理模型，如_______和_______。（双膜模型、溶质渗透模型、表面更新模型）

3.双膜模型把复杂的相间传质过程模拟成_____________________的叠加，相间传质总阻力等于双膜传质阻力的加和。（串联的稳定的双膜分子扩散过程） 5.将双膜理论应用于气—液相反应过程，根据扩散与反应速率的相对大小的不同，可以把反应分成四类：_______、_______、_______、_______。（极慢反应、慢速反应、快反应、瞬间反应）

48.串联反应A → P（目的）→R + S，目的产物P的得率XP=_______。（B）

nP?nP0nP?nP0nP?nP0nP?nP0A. nA0?nA B.

nA0 C. nS?nS0 D. nR?nR0

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SP=_______。（C）

nP?nP0nP?nP0A. nA0?nA B.

nA0 C. nnP?nP0SnP?nP0?nS0 D. nR?nR0

50.串联反应A → P（目的）→R + S，目的产物P的总收率?P=_______。（A）

nP?nP0nP?nP0A. nA0?nA B.

nA0 C. nnP?nP0SnP?nP0?nS0 D. nR?nR0

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定的分子，从而使链反应终止。

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

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