化学反应工程习题精选与解答

第一章 绪论

1. 化学反应工程是一门研究______________的科学。（化学反应的工程问题）

2. 化学反应工程是一门研究化学反应的工程问题的科学，既以_______作为研究对象，又以_______为研究对象的学科体系。（化学反应、工程问题） 3. _______是化学反应工程的基础。（ 三传一反）

4. 化学反应过程按操作方法分为_______、_______、_______操作。（分批式操作、连续式操作、半分批式）

5. 化学反应工程中的“三传一反”中的三传是指_______、_______、_______。（传质、传热、动量传递）

6. 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_______。（数学模型） 7. 在建立数学模型时，根据基础资料建立物料、热量和动量衡算式的一般式为_______。（累积量=输入量-输出量）

8.“三传一反”是化学反应工程的基础，其中所谓的一反是指_______。（D）

A．化学反应 B. 反应工程 C. 反应热力学 D. 反应动力学 9.“三传一反”是化学反应工程的基础，下列不属于三传的是_______。（A）

A. 能量传递 B. 质量传递 C. 热量传递 D. 动量传递

第二章 均相反应动力学

1. 均相反应是指_。（参与反应的物质均处于同一相）

2. aA + bBpP + sS对于反应，则rP?_______(?rA)。（

pa）

?K???3.着眼反应组分K的转化率的定义式为_______。（）

4.当计量方程中计量系数的代数和等于零时，这种反应称为_______，否则称为_______。（等分子反应、非等分子反应） 5. 化学反应速率式为?rA?KCCACB，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。（(RT)(???)nK0?nKnK0）

Kf，K（(RT)n）

则KC=_______f。

KK7. 化学反应的总级数为n，如用浓度表示的速率常数为KC，用气体摩尔分率表示的速率常数y，则KC=_______y。

6. 化学反应的总级数为n，如用浓度表示的速率常数为KC，用逸度表示的速率常数

?RT??（?p）

10. 活化能的大小直接反映了______________对温度的敏感程度。（反应速率） 12.生成主产物的反应称为_______，其它的均为_______。（主反应、副反应）

P(主)A????n13. 平行反应度、温度） 14. 如果平行反应

S(副)均为一级不可逆反应，若E主＞E副，选择性Sp与_______无关，仅是_______的函数。（浓

A?P(主)A?S(副)K1均为一级不可逆反应，若

K2E主＞E副，提高选择性SP应____ _。(提高温度)

15. 一级连串反应APS在全混流釜式反应器中，则目的产物P的最大浓度CP,max?______、

?opt1CA01/22?______。（[(K2/K1)?1]、K1K2）

K116. 一级连串反应APK2S在平推流反应器中，则目的产物P的最大浓度CP,max?_______、

topt?k1??k?______。（?2????[k2/(k2?k1)]ln(k2/k1)k2?k1） 、

18. 一级连串反应AK1PK2S在平推流反应器中，为提高目的产物P的收率，应______k2/k1。（降低）

19.链反应的三个阶段为_______、_______、_______。（链的引发、链的传播、链的终止）

20.下列属于均相反应的是_______。（B）

A. 煤炭燃烧 B. 氢气燃烧 C. 离子交换 D. 加氢裂解 21.下列属于均相反应的是_______。（A）

A. 乙酸乙酯水解 B. CuO的还原 C. 加氢脱硫 D. 电石水解 22.下列属于均相反应的是_______。（C）

A. 催化重整 B. 催化裂解 C. HCl与NaOH的中和 D. 水泥制造 23.下列属于非均相反应的是_______。（D）

A. 乙酸乙酯水解 B. 氢气燃烧 C. HCl与NaOH的中和 D. 催化裂解 24.下列属于非均相反应的是_______。（B）

A. 乙酸和乙醇的酯化 B. 加氢脱硫 C. 氢气燃烧 D. 烃类气相裂解 25.化学反应

CO?3H2?CH4?H2O，其中化学反应计量系数为-1的是哪种物质______。

（A）

H2 C. CH4 D. H2O H2 C. N2 D. H2O

αBB，反应组分A的化学反应速率?rA?_______。

（A）

A. CO B. 26.化学反应

2NO?2H2?N2?2H2O，其中化学反应计量系数为+2的是哪种物质______。

（D）

A. NO B.

27.对于一非恒容均相化学反应αAAdCdnAdCdn?rA??B?rA??A?rA??Bdt Vdt B. dt D. Vdt C. A.

αBB，反应产物B的化学反应速率rB?_______。

28.对于一非恒容均相化学反应αAA（B）

?rA??dCBdnAdCAdnBr?rB?rB?rB?Bdt VdtVdtdtA. B. C. D. pP + sS，则rP?_______(?rA)。29.对于反应aA + bB（A） pa|a|pA. |a| B. a C. p D. p

pP + sS，则rP?_______(?rB)。30.对于反应aA + bB（C） b|b|ppA. p B. b C. |b| D. p

31.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?A=_______。（C） A. 1/4 B. 2/3 C. –1/4 D. –2/3 32.气相反应A + B → 3P + S进料时无惰性气体，A与B以1∶1摩尔比进料，则膨胀因子A. –2 B. –1 C. 1 D. 2

?A=_______。

（D）

33.气相反应2A + B → 3P + S进料时无惰性气体，A与B以2∶1摩尔比进料，则膨胀因子?A=_______。（C） A. –1 B. –1/2 C. 1/2 D. 1

34.气相反应2A + B → 3P + S进料时无惰性气体，A与B以3∶2摩尔比进料，则膨胀因子?B=_______。（D） A. –1 B. 1/3 C. 2/3 D. 1 35.气相反应CO + 3H2CH4 + 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

?CO=_______。

（A）

A. –2 B. -1 C. 1 D. 2 36.气相反应2NO + H2N2 + H2O2进料时无惰性气体，NO与H2以1∶2摩尔比进料，则膨胀因子

?NO=_______。

（B）

A. –1 B. –1/2 C. 1/2 D. 1

2NH3进料时无惰性气体，2与2以2∶3摩尔比进料，则膨胀因子237.气相反应2（B）

A. –1 B. –2/3 C. 2/3 D. 1

38.化学反应速率式为

?(???)N + 3HNH?H2=_______。

??rA?KCC?ACB，如用浓度表示的速率常数为KC，用压力表示的速率常数为KP，则

KC=_______KP。

（B）

A. (RT) B. (RT)(???) C. (RT)(???) D. (RT)????

???r?KCACACB，如用浓度表示的速率常数为KC，用压力表示的速率常数为KP，则39. 化学反应速率式为

KP=_______KC。（D）

????(???)(???)?(???)(RT)(RT)(RT)(RT)A. B. C. D.

47.下列属于平行反应的是_______。（C）

P(主)?A?B?P?P?B?R C.

A. A + B → P B.? AS(副) D.A + B → P = R + S

48.串联反应A → P（目的）→R + S，目的产物P的得率XP=_______。（B） nP?nP0n?nAA. A0nP?nP0n?nAA. A0nP?nP0n?nAA. A0nP?nP0nA0 B. nP?nP0n?nS0 C. SnP?nP0n?nS0 C. SnP?nP0n?nS0 C. SnP?nP0n?nR0 D. RnP?nP0n?nR0 D. RnP?nP0n?nR0 D. R 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?nP0nA0 B.

nP?nP0nA0 B.

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

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。 64.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12.6分钟，而在340K时达到同样的转化率仅需3.20分钟，求该反应的活化能E。 解： ?rA????CAdCAn?kCAdt tdtdCA??0t CA0CnA 1?11???kt?n?1n?1?n?1CCA0??A 即 达20%时，CA?0.8CA0 k?式中M为常数 ∴111(1.25n?1?1)??M?n?1tt (n?1)CA0k300?M?k340k300lnE=29.06（kJ/mol） 11k340?M?12.6 3.2 M/3.2E11?ln?(?)M/12.68.314300340 ??B???C，已知上述反应中每一步均为一级反应，试求A、B和C的浓度随间变化65.考虑下述连串反应:A?的函数式。

解:

对于反应物A，应有:

k1k2dCA?k1CAdt

C?CA0exp(?k1t)

积分得 A?

dCB?k1CA?k2CB?k1CA0exp(?k1t)?k2CBdt对于B,应有 exp(k2t)可得

将上式两端乘以

exp(k2t)dCB?k2CBexp(k2t)dt?k1CA0exp[(k2?k1)t]dt

d[CBexp(k2t)?k1CA0exp[(k2?k1)t]dt 即

将上式积分得,

CBexp(k2t)?CB?k1CA0{exp[(k2?k1)t]?1}k2?k1

k1CA0{exp(?k1t)?exp(?k2t)}k2?k1

?CA?CB?CC?CA0

k2k1?CA0[1?exp(?k1t)?exp(?k2t)]?CC?CA0?(CA?CB)k2?k1k2?k1

第三章 理想反应器

1.理想反应器是指_______、_______。[理想混合（完全混合）反应器、平推流（活塞流或挤出流）反应器]

2.具有良好搅拌装置的釜式反应器按_______反应器处理，而管径小，管子较长和流速较大的管式反应器按_______反应器处理。（理想混合反应器、平推流） 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）

10.全混流反应器的返混_______。（最大） 11.平推流反应器的返混为_______。（零）

12.对于恒容的平推流管式反应器_______、_______、_______一致。（平均停留时间、反应时间、空时）

14.如果将平推流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_______的平推流反应器。（循环操作）

1对于循环操作的平推流反应器，当循环比β→0时为_______反应器，而当β→∞时则相当于_______反应器。（平推流、全混流

16. 对于循环操作的平推流反应器，当循环比β→0时反应器内返混为_______，而当β→∞时则反应器内返混为_______。（零、最大）

17. 对于绝热操作的放热反应，最合适的反应器类型为_______。（全混流串平推流） 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） 20. 对于自催化反应，最合适的反应器为_______。（全混流串平推流）

224.在间歇反应器中进行等温二级反应A → B，?rA?0.01CAmol/l?s，当CA0?1mol/l时，求

反应至CA?0.01mol/l所需时间t=_______秒。（D）

A. 8500 B. 8900 C. 9000 D. 9900

25.在间歇反应器中进行等温一级反应A → B，?rA?0.01CAmol/l?s，当CA0?1mol/l时，求反应至CA?0.01mol/l所需时间t=_______秒。（B）

A. 400 B. 460 C. 500 D. 560 26.在全混流反应器中，反应器的有效容积与进料流体的容积流速之比为_______。（A） A. 空时τ B. 反应时间t C. 停留时间t D. 平均停留时间t 3C?2.30kmol/mA2RA033.一级不可逆液相反应，， 出口转化率xA?0.7，每批操作时间t?t0?2.06h，装置的生产能力为50000 kg产物R/天，MR=60，则反应器的体积V为

3_______m。（C）

A. 19.6 B. 20.2 C. 22.2 D. 23.4 38.对于可逆放热反应，为提高反应速率应_______。（C）