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反应工程题库 绪论 一、填空 1、化学反应工程是一门研究的科学。 2.和一起，构成了化学反应工程的核心。 三传；反应动力学 3.不论是设计、放大或控制，都需要对研究对象作出定量的描述，也就要用数学式来表达个参数间的关系，简称( )。 4.化学反应和反应器的分类方法很多，按反应系统涉及的相态分类，分为：和。 5. 化学反应和反应器的分类方法很多，按操作方法分为操作、操作和操作。 6. 化学反应和反应器的分类方法很多，按传热条件分为、和。 二、选择 1. ( ) “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 反应动力学, 2. ( ) “三传一反”是化学反应工程的基础，下列不属于三传的是。A能量传递B质量传连C 热量传递D 动量传递 3. 按反应器的型式来分类，高径比大于30的为 A.管式反应器 B槽式反应器 C塔式反应器 D釜式反应器 三、判断 1.物理过程不会改变化学反应过程的动力学规律，即化学反应速率与温度浓度之间的关系并不因为物理过程的存在而发生变化。 2.流体流动、传质、传热过程不会影响实际反应的温度和参与反应的各组分浓度在时间、空间上的分布，最终影响反应结果。 四、简答 1.利用数学模型解决化学反应工程问题的步骤？ 第一章 均相单一反应动力学和理想反应器 一、填空 1.均相反应是指。 2.如果反应体系中多于一个反应物，在定义转化率时，关键组分A的选取原则是。 3. 当计量方程中计算系数的代数和等于零时，这种反应称为( ) ，否则称为( ) . ab-r=KCACACB，如用浓度表示的速率常数为KC，用压力表4. 化学反应速率式为示的速率常数KP则 KC( )KP. 5. 活化能的大小直接反映了( )对温度的敏感程度. 6.化学反应动力学方程有多种形式。对于均相反应，方程多数可以写成或。 7.对于反应器的开发根据来选择合适的反应器，结合和两方面特性来确定操作方式和优化操作条件。 8.物料在反应器的混合，依据停留时间分为。 9.按返混情况的不同，理想流动反应器可分为、。 10.在设计和分析反应器时，经常涉及、四个量。其中定义为反应器有效容积VR与流体特征体积流率V0之比值为。 二、选择 1.其定义为反应器有效容积VR与流体特征体积流率V0之比值的量为 A反应时间tr B停留时间t C空间时间D空间速度SV 2. 下列那一项不属于间歇反应器中的非反应时间 A 投料时间 B放料时间 C清洗时间 D搅拌时间 3. 化学反应2NO+2H2ÛN2+2H2O，其中化学反应计量系数为+2的是哪种物质 A.NO B.H2 C.N2 D.H2O 4对于一非恒容均相化学反应aAA«aBB，反应组分A的化学反应速率 -rA= -rA=-dnAdndCAdCB-rA=A-rA=-rA=Vdt B. Vdt C. dt D.dt A5对于反应aA + bB 一pPsS，则rp=(-rA) A.paaap B.a C. p D. p 6 气相反应4A+B®3R+S进料时无惰性气体，A与B以3：1的摩尔比进料，则膨胀因子dA =( ) A.1/4 B.2/3 C.-1/4 D.-2/3 7 . 气相反应CO+3H2®CH4+H2O进料时无惰性气体，CO与H2以1：2摩尔比进料，则膨胀因子dCO= A.-2 B.-1 C.1 D.2 8.恒温恒压下乙炔气相加氢反应式为：C2H2+H2®C2H4。反应开始时初始混合物组成：H2为3mol, C2H2为1mol, CH4为1mol。则膨胀因子dC2H2，膨胀率eC2H2分别为 1111A 1， B -1，- C 1，- D -1， 55559.反应C4H10®2CH4+H2，k=2.0S-1，则反应级数n= A.0 B.1 C.2 D.3 8 . 反应3AP，已只K=0.15(mol/L).S，则反应级数n= A.0 B.1 C.2 D.3 -1-9 反应A+B®C，已只K=0.45(mol/L).S，则反应级数n=( )。 -1-1A.0 B.1 C.2 D.3 10. 对于反应:A+2B=3C+4D 则反应物的消耗速率与产物的生成速率之间的关系为 1(-rB)=1(rC)=1(rD) B -rA=2(-rB)=3(rC)=4(rD) 234111111C rA=(rB)=(rC)=(rD) D-rA=(-rB)=(-rC)=(-rD) 234234dc11. 若将反应速率写成-rA=-A的条件是 dtA 恒温 B 恒压 C 恒容 D 绝热 12. 某二级液相不可逆反应在初始浓度为5kmolm-3时，反应到某一浓度需要285s，初始浓度为1kmolm-3时，反应到同一浓度需要283s，那么，从初始浓度为5kmolm-3反应到1kmolm-3需要多长时间 A 2 A -rA=三、判断 1.化学反应计量式中的计量系数与化学反应式中的计量系数相等 2.化学反应计量式只表示参与化学反应的各组分之间的计量关系，与反应历程及反应可以进行的程度无关。 3.反应器内的物料组成将受到返混的影响 4.由于存在充分搅拌，所以间歇反应器和全混流反应器一样，都存在返混，只是返混程度不一样。 5. 任何实际的流动都存在返混，管内流体的流动返混较小，容器内流体的流动返混较大。 6.在定常态操作下，连续流动的理想反应器物料衡算中，积累量一项为零 7. 间歇反应器的缺点是存在非反应时间，产物损失大，操作费用高，通常用于产值低、批量大的的产物。 8.由于存在辅助工作时间，在相同条件下，间歇反应器所需要的反应体积比平推流和全混流反应器所需体积小得多 9.实际生产中对于流动处于湍流条件下的管式反应器，列管固定床反应器等，常可按平推流反应器处理 10.平推流反应器与间歇反应器的共同之处是他们都不存在返混 11.一个化学反应只有一个反应速率，就是以反应程度表示的反应速率(） 12. 对于式Aa+BbcC+Dd,a,b,c,d分别是组分A. B .C .D的化学计量系数,其中a<0,b<0,c>0,d>0 13.反应程度描述了某反应进行的程度,它是一个时间的函数.当组分为反应物时, >0;而当组分I为产物时,<0 14. 对于任一反应,其反应级数就是其对应在反应式中的计量系数 15. 反映级数的大小反映了该组分浓度对反映速率影响的敏感度。因此，增大该组分的浓度必将是化学反应速率增大 16. 活化能的大小反映了温度对反映速率影响的敏感度。(） 四、简答 1 化学反应式与化学计量方程有何异同?化学反应式中计量系数与化学计量方程中的计量系数有何关系? 2 何谓基元反应?基元反应的动力学方程中活化能与反应级数的含义是什么?何谓非基元反应?非基元反应的动力学方程中活化能与反应级数含义是什么? 3 为什么均相液相反应过程的动力学方程实验测定采用间歇反应器? 五、计算 1.气相基元反应A+2B2P在30和常压下的反应速率常数kc=2.65×104m6kmol-2s-1。现以气相分压来表示速率方程，即(rA)=kPpApB2，求kP=? 解 2. 反应A(g) +B(l)C(l)气相反应物A被B的水溶液吸收，吸收后A与B生成C。反应动力学方程为：rA=kcAcB。由于反应物B在水中的浓度远大于A，在反应过程中可视为不变，而反应物A溶解于水的速率极快，以至于A在水中的浓度恒为其饱和溶解度。试求此反应器中液相体积为5m3时C的生成量。已知k=1m3kmol-1hr-1，cB0=3kmolm-3，cA饱和=0.02 kmolm-3，水溶液流量为10m3hr-1。 4. 丁烷在700，总压为0.3MPa的条件下热分解反应： C4H102C2H4+H2 (A) (R) (S) dp起始时丁烷为116kg，当转化率为50%时-A=0.24MPa×s-1，求此时dtdpRdnSdy，-A。 dtdtdt5. 在间歇搅拌槽式反应器中，用醋酸与丁醇生产醋酸丁酯，反应式为： 2SO4CH3COOH+C4H9OH¾H¾¾®CH3COOC4H9+H2O (A) (R) (B) (S)反应物配比为：A(mol):B(mol)=1:4.97，反应在100下进行。A转化率达50需要时间为24.6min，辅助生产时间为30min，每天生产2400kg醋酸丁-3酯，计算反应器体积。混合物密度为750kgm，反应器装填系数为0.75。 反应(CH3CO)2O+H2O2CH3COOH在间歇反应器中15下进行。已知一次加入反应物料50kg，其中(CH3CO)2O的浓度为216molm-3，物料密度为1050kgm-3。反应为拟一级反应，速率常数为k=5.708×107 exp(E/RT) min-1，E=49.82kJmol-1。求xA=0.8时，在等温操作下的反应时间。 反应A+BR+S，已知VR=0.001m3，物料进料速率V0=0.5×10-3m3min-1，cA0=cB0=5molm3，动力学方程式为rA=kcAcB，其中k=100m3kmol-1min-1。求：(1)反应在平推流反应器中进行时出口转化率为多少？(2)欲用全混流反应器得到相同的出口转化率，反应器体积应多大?(3)若全混流反应器体积VR=0.001m3，可达到的转化率为多少? 9.有如下化学反应 CH4+C2H2+H2=C2H4+CH4 (I) (A) (B) (P) (I) 在反应前各组分的摩尔数分别为nI0=1mol；nA0=2mol；nB0=3mol；nP0=0，求化学膨胀率。 在555K及0.3MPa下，在平推流管式反应器中进行气相反应AP，已知进料中含A 30%，其余为惰性物料，加料流量为6.3mols-1，动力学方程式为rA=0.27cA molm-3s-1为了达到95转化率，试求： (1)所需空速为多少? (2)反应器容积大小? 11.某厂生产醇酸树脂是使己二酸与己二醇以等摩尔比在70用间歇釜并以H2SO4作催化剂进行缩聚反应而生产的，实验测得反应动力学方程为： -rA=1.97´10-3cA2 kmol ×m-3×min-1 其中，cA0=4 kmol×m-3。若每天处理2400kg己二酸，每批操作辅助生产时间为1h，反应器装填系数为0.75，求： (1)转化率分别为xA=0.5，0.6，0.8，0.9时，所需反应时间为多少? (2)求转化率为0.8，0.9时，所需反应器体积为多少? 12. 某厂生产醇酸树脂是使己二酸与己二醇以等摩尔比在70用平推流反应器并以H2SO4作催化剂进行缩聚反应而生产的，实验测得反应动力学方程为： -rA=1.97´10-3cA2 kmol ×m-3×min-1 其中，cA0=4 kmol×m-3。若每天处理2400kg己二酸，计算转化率分别为80%和90%时所需反应器体积各为多少? 13均相气相反应A3R，其动力学方程为-rA=kcA，该过程185，400kPa下在一平推流反应器中进行，其中k=10-2s-1，进料量FA0=30kmol/h，原料含50惰性气，为使反应器出口转化率达80，该反应器体积应为多大? 第二章 复合反应与反应器选型 一、填空 1. 反应系统中同时发生两个或两个以上化学反应时，称该反应系统为. 2. 复合反应基础类别为、和。 3.化学反应工程学重视的概念，强调在反应器中不同、不同上的局部浓度可能不相同。这就造成了同一反应发生在不同反应器中会有不同的结果。 4.工业上常常采用的操作方法来控制反应物的合适浓度，以便于控制温度、转化率和收率，或为提高原料的利用率。 5在一定转化率下，可逆吸热反应的速率总是随着温度的而增加。 6.甲苯硝化生成邻位、对位、间位硝基苯的反应是 7. 平行反应AP，AS均为一级不可逆反应，若有利于提高选择性Sp E主>E副，二、选择 1一般情况下，对于反应级数比较大的反应过程，若要求的转化率比较高，就应当选取 A 全混流反应器 B 平推流反应器 D 间歇反应器 C全混流与间歇反应器组合 2.平推流反应器并联各支路的最终转化率最高或者达到一定转化率所需反应器体积最小的条件是 A.空间时间t1=0.5t2 B. 空间时间t1=3t2 C. 空间时间t1=t2 D. 空间时间t1=2t2 3.对于只能采用釜式反应器的情况，则应采用多釜串联操作方式，工业上比较经济的串联釜数为 A 2-3个 B 3-4 个 C 4-5个 D5-6个 4.对于图1所描述的反应速率与反应物浓度的关系，宜采用反应器 5. 对于图2所描述的反应速率与反应物浓度的关系，宜采用反应器6. 图3 为某种反应器中浓度、转化率、反应速率 A：PFR B：BRCAxA-rAC：CSTR D:CSTR+PFRVRVRVR图3 为某种反应器中浓度、转化率、反应速率 A 反应器内为为理想活塞流流动 B 管线内不发生化学反应 C 整个体系处于定常态 D 定义循环比为，循环比>25 8. 当循环比b大于多少的时候，即可认为该循环反应器为是等浓度操作 A 10 B 25 C 40 D 55 9.自催化反应A®PA+P®P+Pk2k1假设反应1.2都为基元反应,起始浓度为CA0，CP0,则最大反应速率对应的反应物浓度为( ) A CAoptk1+k2(CA0+Cp0)k1+k2(CA0+CP0) B CAopt= =2k2k2k1+k2(CA0+CP0)k+k2(CA0+CP0) D CAopt=1 2k2k12k1 C CAopt=10对于自催化反应，仅从反应器体积最小考虑，最优组合为 A：CSTR+PFR B：PFR+分离装臵 C：CSTR+分离装臵 D：BR+PFR 11.温度对可逆放热反应的影响要复杂的多，工业上通常选择，使每一反应器中物料的浓度与温度都落在最佳温度曲线上。 A CSTR串联 B PFR串联 C CSTR+PFR D CSTR+分离装臵 -5-1.911.91-0.5-312.对于平行反应，全混流反应器的平均选择性Sp与瞬时选择性Sp的关系为cP=+=1.61kmol×m1+1.5´1.911+1.5´0.5 1.61SP=35-.7%-5-0.5A：Sp>Sp B Sp<Sp C Sp=Sp D 以上关系都不对 V(c-c1)V0(cA1-cA2)VR=VR1+VR2=0A0A2+k12k2kc+kckc+kc1A12A1aA1+A22ApP2(13. 对于平行反应，在温度bB®目的产物）；aA+bB®sS(副产物）5(5-1.91)5(1.91-0.5)不变时，若a1>a2,b1>b2时，若要维持较高的CA、CB ，则应优先选用 +221´1.91+1.5´1.911´0.5+1.5´0.5A 间歇反应器 B平推流反应器 C 单个全混釜反应器 D 平推流+全混釜串联 =10.5三、判断m3 =11221.流体的流动、传质、传热过程会影响实际场所的温度和浓度在时间、空间上的分布，从而影响反应的结果 2.反应体积相同时，平推流反应器可以得到更高的转化率，但是在出口转化率相同的条件下，全混流反应器的体积小于平推流 3.在相同进口条件和反应时间下，间歇反应器与平推流反应器中可以得到相同的反应结果。 4.转化率是确定反应器型式的唯一条件 5.多釜串联的反应器，由于釜间无返混，所以总空间时间小于单个全混釜达到相同转化率AN操作时的空间时间 6.对于可逆反应，提高温度总是对反应有利的 7.对于平行反应a1A+b1B®pP(，在温度不目的产物）；a2A+b2B®sS(副产物）变时，若a1>a2,b1>b2,升高浓度，使选择性降低 k1k2四、简答 1. 动力学方程的实验测定时，有采用循环反应器的，为什么? 为什么可逆吸热反应宜选平推流反应器且在高温下操作，而可逆放热反应却 五、计算 1. 有一分解反应 A®P目的产物rp=k1cA 2A®S付产物rS=k2cA其中kl=lh-1，k2=l.5m3kmol-1h-1，cA0 =5kmolm-3，cP0=cS0=0，体积流速为5m3h-1，求转化率为90时： (1)全混流反应器出口目的产物P的浓度及所需全混流反应器的体积。 (2)若采用平推流反应器，其出口cP为多少?所需反应器体积为多少? (3)若采用两釜串联，最佳出口cP为多少?相应反应器体积为多少? k1¾¾®2. 在体积VR=0.12m的全混流反应器中，进行反应A+B¬R+S，式中¾¾k23k1=7m3kmol-1min-1，k2=3m3kmol-1min-1，两种物料以等体积加入反应器中，一种含2.8kmolAm-3，另一种含1.6kmolAm-3。设系统密度不变，当B的转化率为75时，求每种物料的流量。 ¾¾®，已知c=0.5kmol×m-3,2. 可逆一级液相反应A¬A0¾¾PcP0=0；当此反应在间歇反应器中进行，经过8min后，A的转化率为33.3%，而平衡转化率是66.7%，求此反应的动力学方程式。 3. 平行液相反应 AP rP=1 AR rR=2cA AS rS=cA2 已知cA0=2kmolm-3，cAf=0.2kmolm-3，求下列反应器中，cP最大为多少? (1) 平推流反应器；(2)全混流反应器；(3)两相同体积的全混流反应器串联，cA1=1 kmolm-3。 dx4. 某气相基元反应：A+2BP已知初始浓度之比cA0:cB0=1:3，求A的关系式。 dt解 第三章 非理想流动反应器 一、填空 1.物料在反应器内不仅有空间上的混合而且有时间上的混合，这种混合过程称为。 2.流体在反应器内的停留时间分布的定量描述：分别是两个函数( )、和两个特征值、。 3.按返混程度对反应器分类，反应器分为、。 4停留时间分布规律的实验测定的基本方法是示踪法，目前示踪讯号输入的方式有两种分别是、。 二、选择 1.实际反应器的返混程度介于 A 0 B + C - D 2. 描述停留时间分布的函数有 A. F(t),E(t) B. F(t),(t) C.E(t),(t) D.F(t),E(t),(t) 3. 停留时间分布函数F(t)的定义式为 A. F(t)=dF(t)/dt B. F(t)=dF(t)/dF() C.F(t)=Nt/N D.F(t)=N/Nt 4. 停留时间分布密度函数为 A.E(t)= Nt/N B.E(t)= N/Nt C.E(t)=dF(t)/dt D.E(t)=dt/dF(t) 5. 停留时间分布函数F(t)，当t= 时，F为 A 0 B 1 C D -1 6. 停留时间分布规律的实验测定方法有 A.阶跃法和脉冲法 B.阶跃法和示踪法 C.脉冲法和示踪法 D.脉冲法和注入法 三、判断 四、简答 五、计算 第四章 气固相催化反应本征动力学 一、填空 1.气固相反应是指反应物和产物为相，催化剂为相。 2.能改变化学反应的历程，尽管它参与了反应，但其质和量在反应前后维持不变，这种物质被称为。 3.当催化剂与原料形成的混合物是同一项时，该反应过程称为；若催化剂与原料并非同一项，则称为；如原料为气相，而催化剂是固相是，该反应过程为。 4. 固体催化剂是由、和 组成。 5. 工业催化剂所必备的四个主要条件是：( )、。 6.由过程、表现的速率称本证反应速率。 7.化工中广泛使用的固体催化剂按其化合形态、电子性质及其在催化作用中的电子因素分为三类：、。 8. 气体在固体表面上的吸附中物理吸附是靠( )结合，而化学吸附是靠( ) 结合的。 9. 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。 10吸附过程的表观速率为与之差。 11.较著名的吸附模型有、。 12.对于理想表面的催化动力学模型，所需确定的参数是常数和常数。 13. 对冥函数型模型，所需要确定的参数是常数和。14气固相催化反应的本证动力学方程一般为、 二、选择 1、下列哪种物质属于半导体催化剂 A.金属 B.金属硫化物 C.金属盐类 D.酸性催化剂 2.催化剂的比表面积是指单位质量催化剂具有的表面积。工业上可按比表面积的大小，将载体分为三类，其中中比表面积的大小为 A < 1 m2g-1 B < 10 m2g-1 C < 50 m2g-1 D < 100 m2g-1 3.在测定孔容和催化剂颗粒的孔隙率的试验中，用活性二氧化硅样品得到如下数据：催化剂样品质量101.5g；被样品臵换的氮气体积45.1cm3 ;被样品臵换的汞的体积为82.7 cm3，则该样品的空容和孔隙率为。 A 0.371cm3g-1,0.455 B 0.471cm3g-1,0.455 C 0.371cm3g-1,0.555 D 0.471cm3g-1,0.555 4. 体积当量直径为 A. dV =(6VS/)1/2 B. dV =(6 VS /)1/3 C. dV =(SS/)1/2 D. dV =( SS /)1/3 5面积当量直径为 A.dS=(6VS/)1/2 B. dS =(6 VS /)1/3 C. dS =(SS/)1/2 D. dS =( SS /)1/3 6.下列不属于Langmuir型等温吸附的假定的是 A.均匀表面 B.多分子层吸附 C.分子间无作用 D.吸附机理相同 7认为吸附活化能Ea，脱附活化能Ed以及吸附热q与覆盖率呈线性函数关系的吸附模型是 A兰格缪尔吸附模型 B焦姆金吸附模型 C弗洛德里希吸附模型 D Gibbs吸附模型 8. 认为吸附活化能Ea，脱附活化能Ed以及吸附热q与覆盖率呈非线性函数关系，而是对数函数关系的吸附模型是 A兰格缪尔吸附模型 B焦姆金吸附模型 C弗洛德里希吸附模型 D Gibbs吸附模型 9. 下面哪一个不是双曲型型本征动力学方程的假设 A在吸附、反应、脱附三个过程中必有一个最慢，这个最慢的步骤被称为控制步骤，代表了本征反应速率； B除控制步骤外的其它步骤均处于平衡状态 C吸附和脱附都可以用Langmuir吸附模型描述。 D吸附和脱附都可以用焦姆金吸附模型描述 10.消除外扩散阻力的影响主要是减少外扩散阻力，使气膜阻力可忽略，下列措施那一项可以消除外扩散的影响 A：升高温度 B 增大压力 C 加入惰性气体 D 加大气流的线速度 11内扩散影响的大小，主要取决于 A 催化剂的孔隙率 B催化剂的比表面积 C 催化剂的孔容 D催化剂的颗粒直径 三、判断 1.无论平衡常数大小，催化剂都能发挥作用 2.在筛选催化剂时，若进行正反应的条件苛刻，则可以从逆反应着手进行研究 3.催化剂有良好的选择性，它可以选择地加速某一反应，而不加速另外的反应。 4.催化剂可以改变化学平衡的关系 5.催化反应与非催化反应自由能的变化值是相同的 6.测量催化剂表面积的标准方法是基于气体在固体表面上的化学吸附 7. 在吸附、反应、脱附三个过程中必有一个最快，这个最快的步骤被称为控制步骤，代表了本征反应速率 8.内循环反应器和外循环反应器都可以看做无梯度反应器 9. 内循环无梯度反应器就是全混流反应器 四、简答 五、计算 第五章 气固相催化反应宏观动力学 一、填空 1.宏观反应速率与其影响因素之间的关系成为 2.宏观反应速率是在本征反应动力学上讨论的，它着重讨论三方面的问题：、。 3.一般工业催化剂内气体扩散的三种形式是、 ( )、。 4. 气固相催化反应的内扩散模数jS= 它是表征内扩散影响的重要参数。 5.希勒模数实质上是以颗粒催化剂体积为基准时，与的比值。 6.传质系数反映了，对传值系数的影响极大。 7.传值系数越小，传质阻力。 8.催化剂失火的原因和类型很复杂，大致可分为、。 二、选择 1.宏观反应速率与本征反应速率之间存在的关系是 Vs-rA (-RA)=(-rA)×òdVS B =VsA C (-RA)=0Vsò(-r0Vs0A)dVSSòdV0SòdVVsD =òdVS 02.分子扩散阻力主要是由分子间的碰撞所致,当孔径d0与分子的平均自由行程满足什么关系是为分子扩散 A d0l<100 Bd0l<50 C d0l>100 D d0l>50 3. 克怒森扩散的主要阻力是为分子与孔壁的碰撞所致，当孔径d0与分子的平均自由行程满足什么关系是为分子扩散( ) ddddA 0>0.1 B 0<0.1 C 0.1< 0<100 D 0>100 llll4. 综合扩散是给定的孔道中某一浓度范围内，即存在分子扩散，也存在克怒森扩散，当孔径d0与分子的平均自由行程满足什么关系是为综合扩散 A100>d0l>0.1 B 0.1>d0l>10 C 1000>d0l>100 D 1>d0l>10 5.当希勒模数jS在什么范围内，效率因子h»1，内扩散过程已无影响。 A：jS<0.6 B jS0.5 C jS<0.3 D jS<0.4 6.当希勒模数值在什么范围内，化学反应速率远大于扩散速率，宏观反应速率受内扩散控制，此时效率因子h»1jS。 A jS>3 B jS> 5 C jS>7 D jS>9 7. 气固催化反应的内扩散模数jS=Lk'f(cAS),其中L为特征长度，若颗粒为De圆柱形则 L= ( ) . A.厚度/2 B.R C.R/2 D.R/3 8.图5反映了不同形状的催化剂效率因子随希勒模数的关系，以下结论正确的是 K1¾®9. 对于气固相催化平行反应A¾P，反应级数为m，21A¾¾，反应级数为n,当存在内扩散影响时，瞬时选择性®SKSP增大还是减小取决于两个反应级数只差,以下结论正确的是 A：m=n时，瞬时选择性SP下降 B m>n时，瞬时选择性SP下降 C：m<n时，瞬时选择性SP上升 D m>n时，瞬时选择性SP上升 10图6是宏观反应速率在不同控制步骤下的示意图，其中“2”过程由什么控制 A外扩散控制 B内扩散控制 C内外扩散同时控制 D动力学控制 11. 通常情况下,在气固催化反应中,反应物A的浓度 A. CAg>CASCAC B. CAg>CAS>CAC C. CAC>CAg>CAS D. CAS>CAC>CAg 12. 气固相催化宏观反应过程中，当化学动力学控制时，反应物A的浓度 ACAg>CASCACB. CAgCAS>CAC C. CACCAgCAS D. CAC>CAS>CAg 13. 气固相催化宏观反应过程中，当外扩散控制时，反就物A的浓度 ACAg>CAS B. CAS<CAC C. CAgCAS D. CAgCAC 14由于流体与颗粒外表之间存在层流边界层，造成流体的浓度与颗粒外表面浓度 A.相同 B.不同 C.增大 D.减小 15.石油化工中催化反应的“结炭”和砷化物可与钒催化剂生成挥发性的V2O5·As2O5气体将V2O5带走两种催化剂失火原因分别属于 A 物理中毒，结构变化 B物理中毒，化学中毒 C 化学中毒，结构变化 D 物理中毒，暂时性中毒 三、判断 1.对于气固相催化反应，本征动力学的研究更具有实际和重要的意义 2. 分子扩散阻力主要是分子与孔壁的碰撞所致 3. 综合扩散是即存在分子扩散，也存在克怒森扩散( ) 希勒模数的数值反映出过程受化学反应及内扩散过程影响的程度( ) 4.希勒模数值越小，说明扩散速率相对于反应速率越大，宏观反应速率受扩散的影响越小，过程属于反应动力学控制( ) 5.内扩散对复合反应的选择性无影响 6. 催化剂一旦失活，就不能再使用 四、简答 1.固体催化剂有哪几部分组成，一个好的固体催化剂须具备哪些特点？ 2.何为宏观动力学，宏观动力学主要讨论那几方面的内容? 3.实验室中欲测取某气固相催化反应动力学，该动力学方程包括本征动力学与宏观动力学方程，试问如何进行？ 4. 什么是宏观反应速率的定义式？什么是宏观反应速率的计算式？两者有何异同？ 五、计算 1.异丙苯在催化剂上脱烷基生成苯，如催化剂为球形，密度为P=1.06kgm-3，空隙率P=0.52，比表面积为Sg=350m2g-1，求在500和101.33kPa，异丙苯在微孔中的有效扩散系数，设催化剂的曲折因子=3，异丙苯苯的分子扩散系数DAB=0.155cm2s-1。 解 2. 在硅铝催化剂球上，粗柴油催化裂解反应可认为是一级反应，在630时，该反应的速率常数为k=6.01s-1，有效扩散系数为De=7.8210-4cm2s-1。，试求颗粒直径为3mm和1mm时的催化剂的效率因子。 3. 常压下正丁烷在镍铝催化剂上进行脱氢反应。已知该反应为一级不可逆反应。在500时，反应的速率常数为k=0.94cm3s-1gcat-1，若采用直径为0.32cm的球形催化剂，其平均孔径d0=1.110-8m，孔容为0.35cm3g-1，空隙率为0.36，曲折因子等于2.0。试计算催化剂的效率因子。 4.某一级不可逆催化反应在球形催化剂上进行，已知De=10-3cm2s-1，反应速率常数k=0.1s-1，若要消除内扩散影响，试估算球形催化剂的最大直径。 解 第六章 气固相催化反应固定床反应器 一、填空 1.气固相催化反应器按反应器结构分、。 2. 固定床中催化剂不易磨损是一大优点，但更主要的是床层内流体的流动接近于，因此与反混式的反应器相比，可用较少量的催化剂和较少的反应器容积来获得较大的生产能力。 3.固定床反应器一维拟均相理想流动买模型的基本方程有三个：、。 4.与颗粒具有相同比表面积的球体的直径称为。 5.固定床的定义为水力半径RH的四倍，而水力半径可由床层空隙率及单位床层体积颗粒的润湿表面积来求得。 二、选择 1.比表面积当量直径的计算公式是 A dS=6VS6VS4V B dS=(S)1/3 C dS=(S)1/2 D dS=S ppSSSS2.为减少壁效应的影响，要求床层直径至少要大于颗粒直径的倍以上。 A 2 B 4 C 6 D 8 3.在内径为50mm的管内装有4m高的催化剂层，催化剂的粒度分布如下表所示。 粒度 ds/mm 3.40 4.60 6.90 质量分率 w 0.60 0.25 0.15 则催化剂颗粒的平均直径为 A 3.96´10-3m B 3.96´10-2m C 0.396m D 3.96m 三、判断 四、简答 1.简述固定床反应器的优缺点？ 第七章 气固相催化反应流化床反应器 一、填空 1.当流花床层处于流化状态时，随着流体流量的增加，床层可能会出现两种不同的形态，分别是、。2.整个流化床反应器由和组成。3.在流态化操作中两种常见得不正常操作情况是和。 二、选择 1.图6描绘了一种流化床反应器不正常的操作状况，该状况为 2. 图7描绘了一种流化床反应器不正常的操作状况，该状况为 3图8反应的是不同流速下反应床层的变化，那一幅图反应的是临界(初始)流化床 4.以下那一项不是流化床的的优点： A 颗粒流动类似液体，易于处理，控制； B 固体颗粒迅速混合，整个床层等温； C 颗粒可以在两个流化床之间流动、循环，使大量热、质有可能在床层之间传递； D 脆性颗粒易粉碎被气流带走 三、判断 1.一般认为液固流态化为散式流态化 2.一般认为气固之间的流化状态多为散式流态化 3.流化床反应器气体和固体之间的热质传递较其它方式低 四、简答 1.流化床反应器的特点 五、计算 第八章气液相反应过程与反应器 一、填空 气液相反应过程，大体可分为：、。 2.化学增强因子b根据定义为和的比值。 3.工业上常用的气液反应器有、。 二、选择 1.对于气液相反应过程,膜内转换系数g反映出膜内进行反应的那部分量占总反应量的比例，若g<0.02时 A 反应全部在液相主体中进行，属慢反应 B 反应全部在液相主体中进行，中速反应 C 属于在液膜内进行的瞬间反应及快反应过程。 D 反应全部在液相主体中进行，快反应过程 2对于气液相反应过程,膜内转换系数g反映出膜内进行反应的那部分量占总反应量的比例，下