化学反应过程及设备形考

课程名称《 化学反应工程 》

考核时间：120分钟 考核方式：闭卷 课程类型：考试 题号 题分 一 20 二 20 三 10 四 30 五 20 六 总分 100

一、选择题（总分20分，每题2分）

1. 对于非均相液-液分散过程，应优先选择( )搅拌器。 A 锚式 B 涡轮式 C 桨式 D 推进式

2. 为维持200℃的反应温度，工业生产上常用( )作载热体。 A 水 B 导生油 C 熔盐 D 烟道气

3. 反应A + B → C，已知k?0.15s，则反应级数n=（ ）。 A. 0 B. 1 C. 2 D. 3

4. “三传一反”是化学反应工程的基础，其中所谓的一反是指_（ ）。 A．化学反应 B. 反应工程 C. 反应热力学 D. 反应动力

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

?1nP?nP0nP?nP0A. nA0?nA B. nA0

nP?

课程名称《 化学反应工程 》

考核时间：120分钟 考核方式：闭卷 课程类型：考试 题号 题分 一 20 二 20 三 10 四 30 五 20 六 总分 100

一、选择题（总分20分，每题2分）

1. 对于非均相液-液分散过程，应优先选择( )搅拌器。 A 锚式 B 涡轮式 C 桨式 D 推进式

2. 为维持200℃的反应温度，工业生产上常用( )作载热体。 A 水 B 导生油 C 熔盐 D 烟道气

3. 反应A + B → C，已知k?0.15s，则反应级数n=（ ）。 A. 0 B. 1 C. 2 D. 3

4. “三传一反”是化学反应工程的基础，其中所谓的一反是指_（ ）。 A．化学反应 B. 反应工程 C. 反应热力学 D. 反应动力

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

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均相反应器的设计和优化

项目2 反应器设计和 优化

均相反应器的设计和优化

问题： 1 反应器设计的任务是什么？ 2 如何完成反应器的设计任务？ 3 什么是反应器的优化？ 4 如何进行反应器的优化？

2

均相反应器的设计和优化

任务1 间歇操作釜式反应器设计

工作任务： 根据化工产品的生产条件和工艺要求进行间歇操作釜式 反应器的设计。

解决思路： 根据反应特性和工艺要求初步选定反应器类型后，然后计 算出反应器的有效体积，进而算出反应器体积，并根据国家 或行业化工设备标准进行选型。

3

均相反应器的设计和优化

一、反应器中的流体流动模型

流动模型 是对反应器中流体流动与返混状态的描述。反应器中 流体的流动模型是针对连续过程而言的。 理想臵换流动模型 理想流动 模型 理想混合流动模型

特点：返混量为无穷大；反应釜内 物料的各种参数完全一致；存在停 留时间分布。 理想混合的适用条件？

特点：没有返 混，或者返混 量为零；垂直 于流动方向任 一横截面上物 料的所有参数 都相同；而沿 流动方向上连 续变化。 理想臵换的适 用条件？

4

均相反应器的设计和优化

反应器内反应物的浓度变化： 理想混合流动 理想臵换流动

5

均相反应器的设计和优化

返混不是一般意义上的混合，而是专指不同时刻进

第一章烃类热裂解

第一节热裂解过程的化学反应与反应机理问题1：什么叫烃类热裂解过程的一次反应和二次反应？

烃类热裂解的过程是很复杂的，即使是单一组分裂解也会得到十分复杂的产物，例如乙烷热裂解的产物就有氢，甲烷，乙烯，丙烯，丙烷，丁烯，丁二烯，芳烃和碳等以上组分，并含有未反应的乙烷。

因此，必须研究烃类热裂解的化学变化过程与反应机理，以便掌握其内在规律。

烃类裂解过程按先后顺序可划分为一次反应和二次反应。

◆一次反应：由原料烃类经热裂解生成乙烯和丙烯的反应。

◆二次反应：主要是指一次反应生成的乙烯，丙烯等低级稀烃进一步发生反应生成多种产物，甚至最后生成焦或碳。一．烃类热裂解的一次反应

1 / 1

问题2：什么叫键能？

问题3：简述烷烃热裂解一次反应的规律性。

（一）烷烃热裂解

1.脱氢反应: C n H2n+2==C n H2n+H2

2.断链反应：

C m+n H2(m+n)+2==C m H2m+C n H2n+2 3．裂解的规律性

表1-2各种键能比较

碳氢键键能，kJ/mol H3C—H 426. 8

CH3CH2—H 405. 8

CH3CH2CH2—H 397. 5

CH3—CH—H

化学反应工程考博试卷一

一、(20分)以甲烷生产合成气这一复杂反应体系可以表示为〔(CO2, H2O, H2, CH4,

CO, N2)(H, C, N, O)〕，试确定该反应体系的独立反应数，并写出一组独立反应；如果已知反应体系的初始组成，请列出计算该体系在温度T （K）、

压力P （kPa）时平衡组成的计算步骤。

二、(20分)在两种不同粒度的球形催化剂上，测得某一级不可逆反应的表观反应

速率如下∶

dp=0.6cm robs=0.090 mol/(g cat·h) dp=0.3cm robs=0.162 mol/(g cat·h)

计算在这两种情况下，催化剂的内部效率因子各为多少？不存在内外扩散影响时，催化剂的本征反应速率为多大？(可以使用温度集总模型处理)。

三、(20分)在片状催化剂上，进行平行反应 k1 A R k2 A ———U R为目的产物。两个反应均为一级不可逆反应，催化剂失活时只对主反应产

生影响。已知k1/k2=4，ψ1=1。这里ψ1为依据反应速率常数k1、及催化剂粒度和有效扩散系数计算得到的Thiele模数，试计算下列

热点一 化学反应速率 化学平衡考

考向指南针

本专题是高考的常考内容，主要考查考生对化学反应速率的理解，以及运用化学方程式中各物质的化学计量数比的关系进行有关的简单计算的能力。

由于反应速率与工农业生产有密切联系，“3+X”综合测试命题的一种趋势是；根据影响反应速率的时间变化曲线图像，提出合理的解释或定量计算，或者是与数学、物理学科间的综合等。

另外，由于新教材中增加了用碰撞理论解释外界条件对化学反应速率的影响这一知识点，未来高考题有可能涉及这一内容。

化学平衡是每年必考的试题，题型以选择题为主，考点集中在：①平衡状态的判断。②应用平衡移动原理判断平衡移动的方向以及由此引起的反应物的转化率，各组成成分的百分含量，气体的体积、压强，密度，混合气体的平均分子量，气体的颜色等变化，或它们的逆向思维。③等效平衡．形成等效平衡的各成分的计算。上海试题把化学平衡的移动与生产生活，科研、化学现象等实际问题相结合，考查学生应用理论分析问题和解决问题的能力。④化学平衡的计算。⑤图像题。

把化学平衡移动的原理与化工生产、生活实际相结合是命题的热点。例如，化工生产中选择适宜温度和压强，促进或抑制某反应的进行而选择碱环境等，都将成为

《化学反应工程》试题

一、填空题

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.

质量传递 、 热量传递 、 动量传递 和化学反应 称为三传一反. 物料衡算和能量衡算的一般表达式为 输入-输出=累积 。 着眼组分A转化率xA的定义式为 xA=(nA0-nA)/nA0 。 总反应级数不可能大于 3 。

反应速率-rA=kCACB的单位为kmol/m3·h，速率常数k的因次为 m3/kmol·h 。 反应速率-rA=kCA的单位为kmol/kg·h，速率常数k的因次为 m3/kg·h 。

/21/2-1/2

反应速率?rA?kC1·s 。 A的单位为mol/L·s，速率常数k的因次为 (mol)·L

反应速率常数k与温度T的关系为lgk??10000其活化能为 83.14kJ/mol 。 ?10.2，

T某反应在500K时的反应速率常数k是400K时的103倍，则600K时的反应速率常数k

时是400K时的 105 倍。

10. 某反应在450℃时的反应速率是400℃时的10倍，则该反应的活化能为（设浓度不变） 186.3kJ

《化学反应工程》试题

一、填空题

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.

质量传递 、 热量传递 、 动量传递 和化学反应 称为三传一反. 物料衡算和能量衡算的一般表达式为 输入-输出=累积 。 着眼组分A转化率xA的定义式为 xA=(nA0-nA)/nA0 。 总反应级数不可能大于 3 。

反应速率-rA=kCACB的单位为kmol/m3·h，速率常数k的因次为 m3/kmol·h 。 反应速率-rA=kCA的单位为kmol/kg·h，速率常数k的因次为 m3/kg·h 。 反应速率?rA?kCA的单位为mol/L·s，速率常数k的因次为 (mol)1/2·L-1/2·s 。 反应速率常数k与温度T的关系为lgk??1/210000其活化能为 83.14kJ/mol 。 ?10.2，

T某反应在500K时的反应速率常数k是400K时的103倍，则600K时的反应速率常数k

时是400K时的 105 倍。

10. 某反应在450℃时的反应速率是400℃时的10倍，则该反应的活化能为（设浓度不变） 186.3k

《化学反应工程》试题

一、填空题

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.

质量传递 、 热量传递 、 动量传递 和化学反应 称为三传一反. 物料衡算和能量衡算的一般表达式为 输入-输出=累积 。 着眼组分A转化率xA的定义式为 xA=(nA0-nA)/nA0 。 总反应级数不可能大于 3 。

反应速率-rA=kCACB的单位为kmol/m3·h，速率常数k的因次为 m3/kmol·h 。 反应速率-rA=kCA的单位为kmol/kg·h，速率常数k的因次为 m3/kg·h 。 反应速率?rA?kCA的单位为mol/L·s，速率常数k的因次为 (mol)1/2·L-1/2·s 。 反应速率常数k与温度T的关系为lgk??1/210000其活化能为 83.14kJ/mol 。 ?10.2，

T某反应在500K时的反应速率常数k是400K时的103倍，则600K时的反应速率常数k

时是400K时的 105 倍。

10. 某反应在450℃时的反应速率是400℃时的10倍，则该反应的活化能为（设浓度不变） 186.3kJ

练习1

一、选择题

1. 已知：2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H=–566.0kJ/mol.由此判断CO的燃烧热是 A.-283.0kJ/mol B.-566.0kJ/mol C.283.0kJ D.566.0kJ/mol

2. 已知3.6 g碳在6.4 g的氧气中燃烧，至反应物耗尽，并放出X kJ热量。已知单质碳的燃烧热为-Y kJ/mol，则C与1mol O2反应生成CO时的反应热ΔH为

A．－Y kJ/mol B．－(10X－Y) kJ/mol C．－(5X－0.5Y) kJ/mol D．＋(10X－Y) kJ/mol 3. 下列有关叙述正确的是

A．如右图所示，测定中和热时，大小两烧杯间填满碎纸的作用是固定小烧杯

B．若用50mL 0.55mo1·L—1的氢氧化钠溶液，分别与50mL 0.50mo1·L—1的盐酸和50mL 0.50mo1·L—1的硫酸充分反应，两反应测定的中和热不相等

C．在中和滴定实验中，滴定管用蒸馏水洗涤后，再用标准液润 洗，再加进标准液 D．进行中和滴定操作时