化学反应工程习题(1) 贵州大学

作业内容

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. 所谓数学模型是指_____无论设计、放大或控制，都需要对

研究对象作出定量描述，要用数学式来表达各参数间的关系，简称数学模型。

3. 化学反应工程的数学模型包括__动力学方程式___________、_物料衡算式___________、____热量衡算式________、___动量衡算式_________和____参数计算式________。

4. 所谓控制体积是指

_____________________________________________。

5. 模型参数随空间而变化的数学模型称为_____________________。

6. 模型参数随时间而变化的数学模型称为 _____________________。

7. 建立物料、热量和动量衡算方程的一般式为_________________________。

8.三传一反：动量传递、热量传递、质量传递谓三传。反应动力学为一反。

作业内容

第二章均相反应动力学基础

1.

应

___________________________________。

均相反是指

2. 对于反应aA + bB → pP + sS，则rP=_______rA。 3.着眼反应物A的转化率的定义式为_______。

4. 产物P的收率ΦP与得率ХP和转化率xA间的关系为_________________________________________________。

5. 化学反应速率式为rA=kCCAαCBβ，用浓度表示的速率常数为kC，假定符合理想气体状态方程，如用压力表示的速率常数kP，则kC=___kP。

6.对反应aA + bB → pP + sS的膨胀因子的定义式为___________________。

7.膨胀率的物理意义为＿当反应物A全部转化后系统体积的变化分率＿＿______＿＿＿＿。

8. 活化能的大小直接反映了______________对温度变化的敏感程度。

9. 反应级数的大小直接反映了______________对浓度变化的敏感程度。

10.对复合反应，生成主产物的反应称为_______，其它的均为_______。

11. 平行反应A → P、A → S 均为一级不可逆反应，若E1＞E2，选择性Sp与_______无关，仅是_______的函数。

12. 如果平行反应A → P、A → S均为一级不可逆反应，若E1＞E2，提高选择性SP应_____________。

13. 一级连串反应A → P → S在平推流反应器中，为提高目的产物P的收率，应______k2/k1。

14. 产物

P的收率的定义式为

_________________________________________________。

15. 产物P的瞬时收率υ

的定义式为

_________________________________________________。

P

16. 产物

P的选择性SP的定义式为

_________________________________________________。

第三章均相反应过程 19. 应用两个按最优容积比串联的全混流釜进行不可逆的一级液相反应，假定各釜的容积和操作温度都相同，已知此时的速率常数-13k=0.92h，原料液的进料速度v0＝10m/h，要求最终转化率xA＝0.9，试求V1、V2和总容积V。 20. 用两串联全混流反应器进行一个二级不可逆等温反应，已知在操作温度下k＝0.92m3/（kmol.h），CA0＝2.30kmol/m3，v0＝10m3/h，要求出口xA=0.9，计算该操作最优容积比V1/V2和总容积V。 五章思考题与习题1 发布时间 截止时间 满分分数 作业内容 2012年11月23日 2012年12月31日 5.0 1.气体在固体表面上的吸附中物理吸附是靠_______结合的，而化学吸附是靠_______结合的。 2.气体在固体表面上的吸附中物理吸附是_______分子层的，而化学吸附是_______分子层的。 3. 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_______。

4. 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_______所致。

5. 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碰撞所致，这种扩散通常称为_______。

6. 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_______。

7. 等温催化剂的有效系数η为催化剂粒子的______________与催化剂内部的_______________________________之比。

8. 气—固相催化反应的内扩散模数υs＝_______，它是表征内扩散影响的重要参数。

9. 气—固相催化反应的内扩散模数υs是表征内扩散影响的重要参数，其数值平方的大小反映了_______与_______之比。（

10. 气—固相催化反应的内扩散模数υs的大小可判别内扩散的影响程度，υs愈大，则粒内的浓度梯度就_______，反之，υs愈小，内外浓度愈近于_______。 11. 根据气—固相非催化反应的缩核模型，一般而言，强化这种反应过程的主要措施是______________和

_________________

章 思考题 发布时间 2012年11月23日 截止时间 2012年12月31日 满分分数 5.0 作业内容 1. 停留时间分布的密度函数在t＜0时，E（t）=_______。 2. 停留时间分布的密度函数在t≥0时，E（t）_______。 3. 当t=0时，停留时间分布函数F（t）=_______。 4. 当t=∞时，停留时间分布函数F（t）=_______。 5. 停留时间分布的密度函数E（θ）=_______E（t）。 6. 表示停留时间分布的分散程度的量σθ2＝_______σt2。 7. 根据示踪剂的输入方式不同，测定停留时间分布的方法主要分为______________和______________。

8. 平推流反应器的E（t）的数学描述为：_____________、____________。

9. 平推流反应器的F（t）的数学描述为：_____________、____________。

10. 全混流反应器的E（t）＝________________________。 11. E（t）dt的物理意义是____________________________________。 12. F（t）的物理意义是____________________________________。

13. 脉冲示踪法测定的停留时间分布曲线为___________________。

14. 阶跃示踪法测定的停留时间分布曲线为

___________________

15. 以分子尺度粒子作为独立运动单元来进行混合的流体称为_______。

16. 以分子集团粒子作为独立运动单元来进行混合的流体称为_______。

17. 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。

18. 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

五章思考题与习题2 发布时间 截止时间 满分分数 作业内容 2012年11月23日 2012年12月31日 5.0 12. 气—固相催化反应的动力学步骤？ 13. 简述朗缪尔（Langmuir）等温吸附方程的基本特点？ 14. 一氧化碳与水蒸气在铁催化剂上的总反应为： CO + H2O H2 + CO2

假设反应按如下步骤进行： CO + σ COσ⑴ COσ + H2O CO2σ H2 + CO2σ⑵ CO2 + σ⑶ 试根据朗缪尔（Langmuir）吸附等温线分别推导⑴或⑵或⑶为控制步骤时的反应速率式。 七章 思考题 发布时间 2012年11月23日 截止时间 2012年12月31日 满分分数 5.0 作业内容 第七章流化床反应器 1.所谓流态化就是固体粒子像_______一样进行流动的现象。 2.对于流化床反应器，当流速达到某一限值，床层刚刚能被托动时，床内粒子就开始流化起来了，这时的流体空线速称为_______。 3.对于流化床反应器，当气速增大到某一定值时，流体对粒子的曳力与粒子的重力相等，则粒子会被气流带出，这一速度称为_______。 4.在气固相反应系统的流化床中设置分布板，其宗旨是使气体_______、_______、_______和_______为宜。 5.流化床常在床内设置内部构件，以垂直管最为常用，它不仅是传热构件，还能控制气泡的____________和维持流化状态的稳定，同时还能减少床层颗粒的____________。 6.气固相反应系统的流化床存在着____________、_____________、_____________及_____________四类区域。 7.当气流连续通过流化床的床层时，使床层内那些带出速度小于操作气速的颗粒不断被带出去，这种现象称为_____________。 8.在流化床反应器中，当达到某一高度以后，能够被重力分离下来的颗粒都已沉积下来，只有带出速度小于操作气速的那些颗粒才会一直被带上去，故在此以上的区域颗粒的含量就恒定了，这一高度称作_______。 第三章 思考题和习题3 发布时间 截止时间 满分分数 作业内容 2012年11月23日 2012年12月31日 5.0 21. 等温间歇反应器反应时间与反应物浓度的关系在间歇反应器中进行等温二级反应A → 2B,rA=0.01CAmol/(l.s)，当CA0为1mol/l时，求反应至CA＝0.01mol/l所需时间。 22. 液相反应A→R在一全混釜中进行，CA0＝1mol/l，反应速率常数k＝1l/（mol.s），求： 1） 平均停留时间为1s时该反应器的xA； 2） 若A的v0＝1l/s，xA＝0.56，求反应器的体积。 第三章 均相反应过程1 发布时间 截止时间 满分分数 作业内容 2012年11月23日 2012年12月31日 5.0 第三章均相反应过程 1. 理想反应器是指______________。 2. 全混流反应器的空时τ是_______与_______之比。 3. 全混流反应器的放热速率QG=______________。 4. 全混流反应器的移热速率Qr=______________。 5. 全混流反应器的定常态操作点的判据为_______________。 6. 全混流反应器处于热稳定的定常态操作点的判据为______________________。

7. 全混流反应器的返混_______。 8. 平推流反应器的返混为_______。 9. 平推流

_____________________________________。

是是

指指

10. 11.

平

全

推

混流

流的

____________________________________。

特征为_____________________________________。 12. 全混流的特征为_____________________________________。

13. 如果将反应器出口的产物部分的返回到入口处与原始物料混合，这类反应器为_______。

14. 对循环反应器，当循环比β→0时为_______反应器，而当β→∞时则相当于_______反应器。

15. 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。

16. 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。

17. 对于可逆放热反应如何选择操作温度？

18. 对于反应，rR＝k1CA2，E1；rS＝k2CA，E2，当E1＞E2时如何选择操作温度可以提高产物的收率？

六章 思考题 发布时间 2012年11月23日 截止时间 2012年12月31日 满分分数 5.0 作业内容 第六章固定床反应器 1. 凡是流体通过不动的固体物料所形成的床层而进行反应的装置都称作_______。 2. 目前描述固定床反应器的数学模型可分为_______和_______的两大类。 3. 描述固定床反应器的拟均相模型忽略了粒子与流体之间_______与_______的差别。 4. 忽略固定床内粒子与流体之间温度与浓度的差别的反应器的数学模型称之为_______。

5. 考虑固定床内粒子与流体之间温度与浓度的差别的反应器的数学模型称之为_______。

6. 根据浓度和温度是否在轴向和径向上变化的流动模式，描述固定床反应器的拟均相模型可分为_______模型和_______模型。 7.

固

定

床

拟

均

相

模

型

是

指

_____________________________________________________。

8. 固定床一维模型是指

_______________________________________________________。

9. 以催化剂用量最少为目标的多层绝热床优化的原则是什么？

二章 思考题和习题2 发布时间 截止时间 满分分数 作业内容 2012年11月23日 2012年12月31日 5.0 第二章均相反应动力学基础⑵ 17. 由A和B进行均相二级不可逆反应αAA+αBB = αSS，速率方程为： rA=－dCA/dt=kCACb。 求：（1）当CA0/CB0=αA/αB时的积分式 （2）当CA0/CB0=λ≠αA/αB时的积分式 18. 反应A → B为n级不可逆反应。已知在300K时要使A的转化率达到20%需12.6min，而在340K时达到同样的转化率仅需3.20min，求该反应的活化能E。

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