河南理工大学化学反应工
[计算题,6.6分] 反应A → B为n级不可逆反应。已知在300 K时要使A的转化率达到20%需12.6 min,而在340 K时达到同样的转化率仅需3.20 min,求该反应的活化能E。
答案是:29.06
[计算题,6.6分] 如果人口保持稳定状态,可以看成一个连续搅拌釜,物料有进有出。据某国有关资料报道,该国的女性占总人口51%,每年每10万人中死亡1400人,其中女性为680人,试估计该国的男女预期寿命分别是多少。
答案是:75|68.1
内扩散有效因子
答案是:内扩散对过程有影响时的反应速率与内扩散对过程无影响时的反应速率的比值。
离析流
答案是:假如反应器内的流体粒子之间不存在任何形式的物质交换,那么流体粒子之间就像一个有边界的个体,从反应器的进口向出口运动,这样的流动叫做离析流。
循环比
答案是:循环反应器中循环物料量与新鲜原料量之比。
流化床
答案是:颗粒处于运动状态而容器内床层又具有明显的界面。
比外表面积
答案是:单位颗粒体积所具有的外表面积。
孔容
答案是:单位质量催化剂颗粒所具有的孔体积。
比表面积
答案是:单位质量催化剂颗粒所具有的表面积。
年龄分布
答案是:存留在系统中的流体粒子从进入系统算起在系统中停留的时间,是对系统中的流体质点而言的停留时间。
寿命分布
答案是:流体质点从进入系统起到离开系统止,在系统内停留的时间,是系统出口处的流体粒子的停留时间。
返混(逆向混合)
答案是:在流体流动方向上停留时间不同的流体粒子之间的混合。
体积空速
答案是:单位体积催化剂单位时间内处理的物料量。
质量空速
答案是:单位质量催化剂单位时间内处理的物料量。
空速
答案是:单位反应体积单位时间内所处理的物料量。
动力学参数
答案是:速率方程中所包含的参数。
连串反应
答案是:当一个反应的反应产物同时又是另一个反应的反应物时的复合反应。
平行反应
答案是:反应物完全相同而反应产物不相同或不完全相同的复合反应。
并列反应
答案是:反应系统中各个反应的反应组分各不相同的复合反应。
复合反应
答案是:在同一个反应物系中同时进行若干个化学反应。
反应速率常数(比反应速率)
答案是:所有反应组分的浓度均为1时的反应速率。
化学反应速率
答案是:单位时间内单位体积反应物系中某一反应组分的反应量。
颗粒密度
答案是:单位固体颗粒体积的的质量。
真密度
答案是:单位固体体积所具有的固体质量。
堆密度
答案是:单位床层体积所具有的固体质量。
绝热式固定床反应器
答案是:反应过程中催化剂床与外界没有热量交换的反应器。
间歇反应器反应时间
答案是:装料完毕后算起至达到所要求的产品收率时所需时间。
固定床催化反应器可以分为两大类:一类是反应过程中催化剂床与外界没有热量交换,叫做_______;另一类则与外界有热量交换,称为换热式反应器。
答案是:绝热式反应器
表征固体床层结构的主要参数为_______,其大小与颗粒形状、粒度分布、颗粒直径与床直径之比以及颗粒的充填方法等有关。
答案是:床层空隙率
多相系统的特征是系统中同时存在两个或两个以上的相态,发生化学反应的同时,伴随着相间和相内的传递现象,这主要是质量传递和_______。
答案是:热量传递
管径较小,流速较大的管式反应器可按活塞流处理;剧烈搅拌的连续釜式反应器可按_______处理。
答案是:全混流
半间歇操作与间歇操作的共同点是反应物系的组成均随时间而变,因此必须以_______作为变量。
答案是:时间
一般情况下,固体催化剂由三部分组成:即_______、助催化剂和载体。
答案是:主催化剂
可逆放热反应,反应温度按_______曲线操作,反应速率最大。
答案是:最佳温度
不可逆反应及可逆吸热反应,反应速率总是随着温度的_______而加快。
答案是:升高
不论可逆反应还是不可逆反应,反应速率总是随转化率的升高而_______。
答案是:降低
反应器设计的基本方程(动量衡算式):(输入的动量)=(_______)+(消耗的动量)+(累积的动量)
答案是:输出的动量
反应器设计的基本方程(热量衡算式):(输入的热量)=(输出的热量)+(_______)+(累积的热量)
答案是:反应热
反应器设计最基本的三点内容:(1)选择合适的反应器型式;(2)确定最佳的_______;(3)针对所选定的反应器型式,根据所确定最佳的操作条件,计算完成规定生产任务所需的反应体积。
答案是:操作条件
工业反应器有三种操作方式,即间歇操作,_______和半间歇(或半连续)操作。
答案是:连续操作
传递现象包括_______、热量和质量传递,再加上化学反应动力学,这就说通常所说的三传一反。
答案是:动量
反应工程学科一般是按反应物系的相态来分类,将化学反应分为均相反应和_______两大类。
答案是:多相反应
反应动力学主要研究化学反应进行的机理和_______。
答案是:速率
化学反应工程(简称为_______)是化学反应工程学科的一个分支,其内容可概括为两个方面,即反应动力学和反应器设计与分析。
答案是:反应工程
若流体是以若干分子所组成的流体微团作为单独的运动单元来进行微团之间的混合,且在混合时微团之间并不发生物质的交换,微团内部则具有均匀的组成和相同停留时间,这种流体称为_______(选填:微观流体/宏观流体)。
答案是:宏观流体
对于_______(选填:活塞流/全混流)反应器,微观流体与宏观流体具有相同的反应结果。
答案是:活塞流
反应级数n =_______时微观流体和宏观流体具有相同的反应结果。
答案是:1
当反应级数n > 1时,宏观流体具有比微观流体_______(选填:高/低)的出口转化率。
答案是:高
当反应级数n < 1时,宏观流体具有比微观流体_______(选填:高/低)的出口转化率。
答案是:低
气体在固体表面上的吸附中物理吸附是_______(选填:单/多)分子层的。
答案是:多
气体在固体表面上的吸附中化学吸附是_______(选填:多/单)分子层的。
答案是:单
固体催化剂的比表面积的经典测定方法是基于_______ 方程。
答案是:BET
对于气—固相催化反应,要测定真实的反应速率,必须首先排除_______和外扩散的影响。
答案是:内扩散
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_______反应器。
答案是:固定床
当计量方程中计量系数的代数和等于零时,这种反应称为等分子反应,否则称为_______。
答案是:非等分子反应
活化能的大小直接反映了反应速率对______________的敏感程度。
答案是:温度
全混流反应器的返混_______(选填:最大/为零)。
答案是:最大
活塞流反应器的返混_______(选填:最大/为零)。
答案是:为零
化学反应工程(简称为反应工程)是化学反应工程学科的一个分支,其内容可概括为两个方面,即反应动力学和_______。
答案是:反应器设计与分析
工业反应器有三种操作方式,即_______,连续操作和半间歇(或半连续)操作。
答案是:间歇操作
反应动力学主要研究化学反应进行的_______和速率。
答案是:机理
对于循环操作的活塞流反应器,当循环比→0时为活塞流反应器,而当循环比→∞时则相当于_______反应器。
答案是:全混流
对于绝热操作的_______(选填:吸热/放热)反应,最合适的反应器类型为全混流串活塞流。
答案是:放热
对于循环操作的平推流反应器,当循环比→0时反应器内返混为_______,而当循环比→∞时则反应器内返混为最大。
答案是:零
对于反应级数n>0的反应,为降低反应器容积,应选用_______(选填:全混流反应器/活塞流反应器/全混流串活塞流)为宜。
答案是:活塞流反应器
对于可逆放热反应,为提高反应速率应_______(选填:提高温度/降低温度)。
答案是:提高温度
停留时间分布密度函数E(t)在t < 0时,E(t)=_______。
答案是:0
停留时间分布密度函数E(t)在t ≥ 0时,E(t)_______(选填:>0/=0/<0)。
答案是:>0
当t = 0时,停留时间分布函数F(t)=_______。
答案是:0
当t = ∞时,停留时间分布函数F(t)=_______。
答案是:1
全混流反应器其E(θ)曲线的无因次方差= _______。
答案是:1
非理想流动,E(θ)曲线的无因次方差为0~_______。
答案是:1
非理想流动不一定是由返混造成的,但返混造成了_______分布。
答案是:停留时间
当流体在半径为R的管内作层流流动时,管壁处的流速为 _______。
答案是:0
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_______(选填:微观流体/宏观流体)。
答案是:微观流体
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_______相等,则粒子会被气流带出,这一速度称为带出速度。
答案是:重力
简述停留时间分布的主要两个应用方面。
答案是:(1)对已有的操作设备进行停留时间分布的测定,以分析其工况,提供改进操作性能的有用信息;(2)反应器或其他设备的设计与分析,通过停留时间分布建立合适的流动模型,作为进行物料、热量以及动量衡算的基础。
简述流体流过固定床时所产生的压力损失的来源。
答案是:流体流过固定床时所产生的压力损失主要来自两方面:一方面是由于颗粒的粘滞曳力,即流体与颗粒表面间的摩擦;另一方面是由于流体流动过程中孔道孔道截面积突然扩大和收缩,以及流体对颗粒的撞击及流体的再分布而产生。
简述按段间换热方式的不同,多段绝热固定床反应器的分类。
答案是:(1)间接换热式;(2)原料气冷激式;(3)非原料气冷激式。
简述对实验室催化反应器的最基本的两点要求。
答案是:实验室催化反应器最基本的两点要求:(1)等温操作;(2)反应气体保持理想的流型。
简述在多相系统中的化学反应根据化学反应进行的部分可分的三种基本类型。
答案是:(1)在两相界面处进行反应,所有气固反应或气固相催化反应都属于这一类型;(2)在一个相内进行反应,大多数气液反应均属于这种情况,即反应都是在液相中进行的,就行反应的相叫做反应相;(3)在两个相内同时发生反应,某些液液反应属于这种情况。
简述建立速率方程的步骤。
答案是:(1)设想各种反应机理,导出不同的速率方程;(2)进行反应动力学实验,测定所需的动力学数据;(3)根据实验数据对所导出的可能的速率方程参数估值和筛选,确定出合适的速率方程。
简述理想吸附模型(朗格谬尔模型)基本假定内容。
答案是:(1)吸附表面在能量上是均匀的,即各吸附位具有相同的能量;(2)被吸附分子间的作用力可略去不计;(3)属单层吸附。
简述聚式流化床的形成。
答案是:对于气—固系统的流化床反应器的粗颗粒系统,气速超过起始流化速度后,就出现气泡,气速愈高,气泡的聚并及造成的扰动亦愈剧烈,使床层波动频繁,这种流化床称为聚式流化床。
简述反应器设计最基本的三点内容。
答案是:(1)选择合适的反应器型式;(2)确定最佳的操作条件;(3)针对所选定的反应器型式,根据所确定最佳的操作条件,计算完成规定生产任务所需的反应体积。
简述固定床反应器的优缺点。
答案是: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固定床反应器。(1)催化剂在床层内不易磨损; (2)床层内流体的流动接近于平推流,与返混式反应器相比,用较少的催化剂和较小的反应器容积来获得较大的生产能力; (3)固定床中的传热较差; (4)催化剂的更换必须停产进行。
简述寻求停留时间分布的实验方法及其分类。
答案是:通过物理示踪法来测反应器物料的停留时间的分布曲线。所谓物理示踪是指采用一种易检测的无化学反应活性的物质按一定的输入方式加入稳定的流动系统,通过观测该示踪物质在系统出口的浓度随时间的变化来确定系统物料的停留时间分布。根据示踪剂输入方式的不同大致分为四种:脉冲法、阶跃法、周期示踪法和随机输入法。
简述分批式操作的完全混合反应器。
答案是:反应物料一次性投入反应器内,在反应过程中,不再向器内投料,也不出料,待达到反应要求的转化率后,一次性出料,每批操作所需生产时间为反应时间与非生产性时间之和,非生产性时间包括加料、排料和物料加热、冷却等用于非反应的一切辅助时间。
简述理想反应器的种类。
答案是: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瞬间达到完全混合,器内物料与反应器出口物料具有相同的温度和浓度。所谓平推流反应器是指器内反应物料以相同的流速和一致的方向进行移动,不存在不同停留时间的物料的混合,所有的物料在器内具有相同的停留时间。
简述链锁反应所具有的基本特征
答案是:(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。
简述均相反应及其动力学的研究内容。
答案是: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。
通常所说的三传一反包括下列哪些项? A.传质 B.传热 C.动量传递 D.反应动力学 E.能量传递
答案是:参考答案:ABCD
下列属于非均相反应的是_______。 A.催化重整 B.催化裂解 C.加氢脱硫 D.水泥制造 E.HCl与NaOH的中和
答案是:参考答案:ABCD
下列属于均相反应的是_______。 A.加氢脱硫 B.氢气燃烧 C.乙酸和乙醇的酯化 D.烃类气相裂解 E.硝酸与氢氧化钠溶液中和
答案是:参考答案:BCDE
对于以A为反应组分,分别生成P和R的平行反应,其中P为目的产物,若两个反应均为一级不可逆反应,且主反应活化能大于副反应活化能,下列哪些操作不利于提高P的收率? A.提高温度 B.提高A浓度 C.降低A浓度 D.降低温度 E.改
答案是:参考答案:BCDE
下列反应涉及到连串反应的是_______。 A.酯化反应 B.石油裂解 C.烯烃氧化 D.聚合反应 E.裂变反应
答案是:参考答案:BCDE
固定床中的传热实质上包括了下列哪些方面? A.器壁与换热介质间的传热 B.流体间的传热 C.粒内传热 D.颗粒与流体间的传热 E.床层与器壁的传热
答案是:参考答案:CDE
下列哪些项属于气固相催化反应固定床反应器拟均相二维模型特点? A.粒子与流体间有温度差 B.床层径向无温度梯度 C.粒子与流体间无温度差 D.床层径向有温度梯度 E.床层轴向有温度梯度
答案是:参考答案:CDE
间歇操作的完全混合反应器辅助时间包括下列哪些项? A.反应时间 B.加料时间 C.物料冷却时间 D.卸料时间 E.清洗釜所用时间
答案是:参考答案:BCDE
在流化床中为了传热或控制气—固相间的接触,常在床内设置内部构件,以垂直管最为常用,其作用包括下列哪些项? A.绝热 B.便于颗粒带出 C.传热 D.控制气泡聚 E.减少颗粒带出
答案是:参考答案:CDE
气—固相反应系统的流化床存在着下述哪些区域? A.气泡区 B.泡晕区 C.滞留区 D.回流区 E.上流区
答案是:参考答案:ABDE
对于气-液相反应几乎全部在液相中进行的极慢反应,为提高反应速率,不宜选用下列哪些装置? A.填料塔 B.喷洒塔 C.鼓泡塔 D.搅拌釜 E.管式反应器
答案是:参考答案:ABDE
下列哪些过程属于化学学反应过程的操作方法? A.间歇操作 B.连续操作 C.半间歇操作 D.半连续操作 E.活塞流模型
答案是:参考答案:ABCD
关于积分法和微分法,下列哪些项认识是正确的? A.积分法和微分法是两种求取动力学参数的数据处理方法,前者对数据的精度要求比后者低; B.积分法不能处理动力学较为复杂的(反应物和产物不止一种、正反应和逆反应的反应级数不同)可逆反应;
答案是:参考答案:AB
对于一级恒容和一级变容不可逆反应,下面哪些叙述是不正确的? A.在同一间歇式反应器内、在同样条件下进行反应,反应的转化率是一样的; B.在同一平推流反应器内、在同样条件下进行反应,反应的转化率是一样的; C.在同一全混流反应器内、
答案是:参考答案:BCDE
对于瞬时收率和总收率,下列哪些判断是正确的? A.对于全混流反应器,反应的瞬时收率与总收率相等; B.对于活塞流反应器,反应的瞬时收率与总收率相等; C.对于活塞流反应器,反应的瞬时收率与总收率之间是积分关系; D.对于全混流反
答案是:参考答案:AC
下列哪些类型催化反应器可以用以实验室内进行动力学研究? A.积分反应器; B.微分反应器; C.外循环反应器; D.内循环反应器; E.流化床反应器。
答案是:参考答案:ABCD
宏观流体和微观流体是流体凝集态的两种极端形式,流体的凝集态不同,对反应结果一般有明显的影响,但对于下列哪些反应是例外? A.一级不可逆反应; B.在活塞流反应器内进行反应; C.在全混流反应器内进行反应; D.零级反应; E.
答案是:参考答案:AB
关于非理想流动与停留时间分布,下面论述正确的是? A.一种流动必然对应着一种停留时间分布; B.一种停留时间分布必然对应着一种流动; C.一种停留时间分布可能对应着多种流动; D.流动与停留时间分布存在一一对应关系; E.流动
答案是:参考答案:ACE
对于一个气固相催化反应过程,下列属于动力学因素的是? A.气膜扩散 B.孔内扩散 C.表面反应 D.反应物的吸附 E.产物的脱附
答案是:参考答案:CDE
对于轴向分散系数与扩散系数,下面论述正确的是? A.两者实质上是相同的,都符合Fick定律; B.两者实质上是不同的,轴向分散系数的定义实际上是借用了Fick定律的形式; C.轴向分散系数是与流动有关系的; D.扩散系数是物质本
答案是:参考答案:BCD
关于对基元反应的认识,下列叙述正确的是? A.分子数是针对基元反应的概念; B.基元反应的计量系数与对应物种的反应级数之间存在一一对应关系; C.基元反应A→R和2A→2R意义是一样的; D.有的基元反应的总反应级数可能是小数;
答案是:参考答案:AB
对于一个目的产物是中间产物的连串反应,适宜的反应器是? A.全混流反应器 B.活塞流反应器 C.内循环反应器 D.外循环反应器 E.活塞流与全混流串联在一起的反应器
答案是:参考答案:ACDE
在流体与催化剂外表面间的传质基本方程式中,下列表述正确的是? A.cAG(注:AG为下标)表示流体主体反应物浓度; B.NA(注:A为下标)表示传质速率; C.cAS(注:AS为下标)表示催化剂外表面上反应物浓度; D.kG(注
答案是:参考答案:ABCDE
下面对于变温管式反应器描述正确的是? A.变温管式反应器可分为绝热管式反应器和非绝热变温管式反应器; B.绝热反应有吸热反应和放热反应两种:对吸热反应,反应器中轴向反应温度随着转化率的升高而下降; C.绝热反应有吸热反应和放热反应
答案是:参考答案:ABCDE
关于理想的间歇式反应器、活塞流反应器和全混流反应器,下列哪些项描述正确? A.三者同为理想反应器,但理想的内涵是不同的; B.理想的间歇式反应器和全混流反应器的理想的内涵是一样的,都是反应器内温度和组成处处相同; C.理想的间歇式
答案是:参考答案:ACD
脉冲示踪法测定停留时间分布对应曲线为_______。 A.F(t)曲线 B.I(t)曲线 C.E(t)曲线 D.y(t)曲线
答案是:参考答案:C
阶跃示踪法测定停留时间分布对应曲线为_______。 A.E(t)曲线 B.I(t)曲线 C.F(t)曲线 D.y(t)曲线
答案是:参考答案:C
活塞流流动的E(t)曲线的无因次方差=_______。 A.0~1 B.1 C.0 D.>1
答案是:参考答案:C
全混流流动的E(t)曲线的无因次方差= _______。 A.0 B.0~1 C.1 D.>1
答案是:参考答案:C
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