1. 化学反应工程概述1.1 化学反应工程发展史随堂测验1、1. 单元操作三传是指( )
a、传质、传热、化学反应
b、传质、动量传递、化学反应
c、传质、传热、动量传递
d、传热、动量传递、化学反应
2、2. 化学反应工程学科萌芽标志是( )
a、哈珀-博施法合成氨
b、钒催化剂用于so2催化氧化
c、硅铝催化剂的使用
d、对催化剂颗粒上外扩散和内扩散传质、传热的系统分析
3、3. 化学反应工程学科诞生的标志事件是( )
a、1957年阿姆斯特丹举行的第一届欧洲化学反应工程讨论会
b、法兰克-卡名涅斯基出版了《化学动力学中的扩散与传热》
c、1947年霍根和华生出版了《化学过程原理》
d、1970年在华盛顿召开了第一次国际反应工程讨论会
4、4.70年代末,国内最早从事反应工程研究的学者有( )
a、华东理工大学的陈敏恒教师
b、天津大学的李少芬教授
c、浙江大学的陈甘棠教授
d、四川大学的王建华教授
5、5. 党的十九大报告指出,必须树立和践行 就是金山银山的理念,环境保护和可持续发展对化学反应工程学科提出了新的要求。
6、6. 80年代初开发了以 为代表的第三代化工模拟系统。计算机和微电子技术普遍应用实现了反应器的精确控制问题。
1.2 化学反应工程的研究内容随堂测验1、1. 化学反应工程的研究内容有( )
a、化学反应动力学
b、反应过程的传质与传热
c、反应器的设计优化与操作优化
d、产物的分离
2、2.传质传热通过( )影响反应结果
a、影响反应场所的温度分布
b、影响反应场所的浓度分布
c、影响反应规律
d、不确定
3、3. 在进行反应器优化设计计算前需要( )
a、确定最优反应器型式和方案
b、确定优化指标
c、不确定
d、以上均不正确
4、4.反应过程的主要技术指标有( )
a、反应速率
b、反应选择率
c、能量消耗量
d、动力学速率
5、5.工业反应过程的经济指标是指( )
a、生产某一产品所需的成本
b、生产某一产品所需的生产费用
c、生产某一产品的反应速率
d、生产某一产品的反应选择率
6、6.评价一个生产过程的好坏除了技术指标和经济指标之外,还要考虑( )
a、生产安全程度
b、生产成本多少
c、对环境的污染影响
d、生产过程的劳动生产条件
7、7.化学反应工程的任务是( )
a、研究工业化学反应器的基本原理
b、对化学反应过程特征进行分析
c、综合研究反应过程和传递过程,正确选择反应器的型式
d、确定最经济的工艺路线和操作条件,进行最佳设计和最优控制
8、14. 本征动力学速率方程是使用可靠的实验数据来确定。
9、15.本征动力学速率方程是使用可靠的实验数据结合经验数学关系式来确定。
10、16.非均相反应过程中,反应相重点动力学规律与均相反应完全相同。
11、17.化学反应工程的核心是研究宏观动力学因素对化学反应过程是否有影响.
12、8. 化学反应动力学主要研究化学反应过程的速率及其影响因素。反应过程的动力学,主要包括两方面的内容,本征动力学和
13、9.考虑了 因素影响的动力学方程式则称为宏观动力学方程或总速率方程式。
14、10. 化学反应的进行除了受到动力学因素影响外,还与反应器中 与质量的传递有关
15、11.非均相反应中物料的浓度受到 传质过程的影响。
16、12.由于传质过程的存在必然伴有浓度差异,从而造成反应场所各部位的新的 差异,使反应结果发生变化,影响反应转化率和选择率。
17、13. 传热过程同样需要传热推动力,并由此而引起反应场所各部位的 差异。
1.3 化学反应工程的研究方法随堂测验1、1. 在化学反应工程研究领域下列说法正确的是( )
a、使用实验归纳法进行研究
b、体系在满足物理相似的条件下,可以同时满足化学相似
c、常采用数学模型法研究
d、以上说法均不正确
2、2.数学模型包括下列内容( )
a、动力学方程
b、物料衡算式
c、热量和动量衡算式
d、参数计算式
3、3.化学反应过程是分子尺度进行的过程,不受设备形状和尺寸的影响。 设备尺寸主要影响( )
a、流体流动
b、传质过程
c、传热等过程
d、以上都不对
4、4.化学反应工程的数学模型研究方法包括以下过程( )
a、过程分解为物理和化学过程
b、过程的简化
c、分别研究其规律
d、综合联立数学方程
5、6.化学工程研究中,经常采用相似论和量纲分析法。
6、7.在各类单元设备中传质和传热系数准数的确定采用实验归纳法。
7、8.数学模型就是用数学语言,来表达过程各种变量之间的关系。
8、9.在电子计算机已能解决各种复杂方程的计算时,建立数学模型的问题就成为整个反应过程开发的控制步骤。
9、10.真正随设备尺寸而变得不是化学反应的规律,而是传递过程的规律。
10、11.数学模拟方法中对对象的简化,是数学方程中某些项的增减。
11、5.在化学反应工程数学模型方法研究中, 是模型研究的基础,数学方法和计算技术是模型方法成功的关键。
1.4 化学反应过程开发与放大效应随堂测验1、1. 工业反应器放大过程产生放大效应的根源是( )
a、实验室反应器中最佳的温度状态
b、实验室反应器中最佳的浓度状态
c、实验室反应器中反应物料的停留时间分布
d、从实验室反应器到工业反应器放大中,影响反应结果的参数很难保持不变。
2、2.反应过程开发中是否会发生放大效应,主要取决于( )
a、反应器中的浓度分布和温度分布对反应器规模扩大和由此引起的传递过程状况变化是否敏感
b、反应结果对反应器中的浓度分布和温度分布变化是否敏感
c、放大倍数
d、以上均不正确
3、4. 在反应器放大过程中,反应器中传递过程的变化并不会改变化学反应的规律,也不直接影响反应结果,而是通过改变反应器中的浓度分布,和温度分布去影响反应结果。
4、5.敏感性分析,也即开发过程中主次影响因素的分析,抓住主要矛盾,忽略次要矛盾,是缩短开发周期、保证开发质量的关键。
5、3.化学反应器中发生的过程包括两类: 过程,流体流动、传热、传质等传递过程,他们之间存在着相互影响。
第一单元测试1、( )标志着化学反应工程学科的诞生。
a、1957年阿姆斯特丹举行的第一届欧洲化学反应工程讨论会
b、1947年霍根和华生出版了《化学过程原理》
c、法兰克-卡名涅斯基出版了《化学动力学中的扩散与传热》
d、1970年在华盛顿召开了第一次国际反应工程讨论会
2、1888年麻绳理工学院开设了世界上第一个名为( )的学生学位课程,即著名的十号课程。
a、化学反应工程
b、化学工程
c、化工原理
d、化工与冶金
3、化学反应工程的研究内容不包括( )
a、反应动力学
b、反应过程的传质与传热
c、物质分离
d、反应器的设计优化和操作优化
4、反应过程的主要技术指标不包括( )
a、反应速率
b、反应选择率
c、能量消耗量
d、动力学速率
5、一个新的反应过程的开发,其工程阶段不需要考虑( )
a、反应器的选型
b、操作条件的选择
c、反应器的工程设计
d、发现新的化学反应
6、下列不属于“三传”的是( )
a、传质
b、传热
c、动量传递
d、化学反应
7、化学反应工程的主要研究方法是( )
a、相似论
b、量纲分析法
c、实验归纳法
d、数学模型法
8、( )是数学模型研究法的基础。
a、实验
b、计算
c、简化
d、以上都不是
9、数学模型法研究过程中,需要对过程进行简化,关于简化说法正确的是( )
a、数学方程式中某些项的增减
b、简化后的过程与原过程相同
c、简化后的体系与原过程等效
d、以上均不正确
10、放大效应是由于( )产生的
a、温度不均匀
b、压力不均匀
c、浓度不均匀
d、从实验室反应器到工业反应器放大中,影响反应结果的参数很难保持不变
11、我国化学反应工程研究的代表人物有( )
a、陈敏恒
b、李绍芬
c、陈甘棠
d、王建华
12、第二次世界大战爆发以后,促进反应工程学科诞生的重大化工过程有( )
a、碳四馏分的分离
b、丁苯橡胶的聚合
c、粗柴油的流态化
d、曼哈顿原子弹工程
13、传质传热通过( )影响反应结果
a、影响反应场所的温度分布
b、影响反应场所的浓度分布
c、影响反应规律
d、不确定
14、反应过程的主要技术指标有( )
a、反应速率
b、反应选择率
c、能量消耗量
d、动力学速率
15、传质传热从本质上来说是( )
a、不影响反应过程的动力学规律
b、通过影响反应场所的温度和浓度,从而影响反应结果
c、影响动力学规律
d、以上说法均正确
16、工业反应过程的优化往往受到各种因素约束,约束条件有( )
a、工艺流程上下游处理能力的限制
b、为了保证安全操作的爆炸极限的限制
c、反应速率的约束
d、其他
17、化学反应工程的研究核心是动力学速率( )
a、对反应过程是否有影响
b、影响程度有多大
c、影响是否有利
d、如何消除或者加强这些因素
18、化学反应工程的主要研究方法是数学模型法,常用的数学模型包括( )
a、动力学方程
b、物料衡算式
c、热量衡算式
d、动量衡算式
19、工业反应器中发生的过程有( )
a、化学反应过程
b、传递过程
c、分离过程
d、其他过程
20、对反应过程进行敏感度分析,任务是( )
a、确定反应结果对那些因素敏感
b、确定反应结果对那些因素不敏感
c、发生敏感影响的范围
d、其他
21、1957年于阿姆斯特丹举行的第一届欧洲化学反应工程讨论标志着化学反应工程这一学科的诞生。
22、化学反应工程的发展,必须建立在保护环境和可持续发展的基础之上。
23、反应动力学是反应工程的基础理论之一,主要研究化学反应过程的速率及其影响因素。
24、化学反应速率的本征速率方程式仅靠经验数据来确定。
25、宏观动力学方程中,不考虑传递过程的影响。
26、传质传热过程从本质上来说,并没有改变反应过程的动力学规律,也不影响化学反应的最终结果。
27、化学反应工程的核心设备放大。
28、在反应器放大过程中,反应器中传递过程的变化并不会改变化学反应的规律,也不直接影响反应结果,而是通过改变反应器中的浓度分布,和温度分布去影响反应结果。
29、化工中的放大效应,是指小装置中的某些技术经济指标,在大装置中不能重现,甚至大装置根本不能正常运转。
30、数学模拟方法中对对象的简化,是数学方程中某些项的增减
31、描述化学反应本身规律的动力学方程称为 方程。
32、考虑了物理传递因素影响的动力学方程式则称为 方程或总速率方程式。
33、传递过程则受到反应器规模、结构、几何形状等因素的影响。研究不同类型的反应器中, 规律是反应工程的一项重要内容。
34、传质传热过程从本质上来说,并没有改变反应过程的 规律。
35、化学反应工程的核心是研究 因素对化学反应过程的影响。
36、对工业反应过程的研究,主要是采用 方法。
37、真正随设备尺寸而变得不是化学反应的规律,而是 过程的规律。
38、数学模型方法的实质是将复杂的实际过程,按 原则作出合理的简化,使之易于数学描述。
39、在化学反应工程数学模型方法研究中, 是模型研究的基础,离开了实验,模型就如无源之水,无本之木。
40、在化学反应工程数学模型方法研究中,数学方法和 是模型方法成功的关键。
2. 应用化学反应动力学及反应器设计基础2.1 化学反应和工业反应器的分类随堂测验1、1.下列属于均相反应的是_______。
a、煤炭燃烧
b、氢气燃烧
c、离子交换
d、加氢裂解
2、2.下列属于均相反应的是_______。
a、乙酸乙酯水解
b、cuo的还原
c、加氢脱硫
d、电石水解
3、3.下列属于均相反应的是_______。
a、催化重整
b、催化裂解
c、hcl与naoh的中和
d、水泥制造
4、4.下列属于非均相反应的是_______。
a、乙酸乙酯水解
b、氢气燃烧
c、hcl与naoh的中和
d、催化裂解
5、5.下列属于非均相反应的是_______。
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
6、11. 流化床反应器适用于下列哪类反应( )
a、气-固相反应
b、液-固相反应
c、气-液相反应
d、气液固三相反应
7、7. 半间歇反应器属于非定态操作过程。
8、8. 流体中的一个分子可以代表一个流体质点。
9、10. 对于理想的平推流和全混流模型而言,反应器中均不存在返混。
10、6. 化学反应过程按操作方法分为_______、_______、_______操作。
11、9. 反应器中不同年龄质点的混合称为( )。
2.2 化学计量学随堂测验1、
a、co
b、h2
c、ch4
d、h2o
2、
a、no
b、h2
c、n2
d、h2o
3、
a、
b、
c、
d、
4、
a、
b、
c、
d、
5、
a、p/│a│
b、p/a
c、a/p
d、│a│/p
6、
a、b/p
b、p/b
c、p/|b|
d、|b|/p
7、7.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δa =_______。
a、1/4
b、2/3
c、-1/4
d、-2/3
8、8.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δa =_______。
a、-2
b、-1
c、1
d、2
9、9.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δa =_______。
a、-1
b、-1/2
c、1/2
d、1
10、10.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δb =_______。
a、-1
b、1/3
c、2/3
d、1
11、
a、-2
b、-1
c、1
d、2
12、
a、-1
b、-1/2
c、1/2
d、1
13、
a、-1
b、-2/3
c、2/3
d、1
2.3 加压下气相反应的摩尔反应焓随堂测验1、2.标准状况stp是指( )
a、0.1 mpa, 20 ℃的状况下理想气体的体积,其值为22.414 l/mol
b、0.101325 mpa, 273.15 k的状况下理想气体的体积,其值为22.414 l/mol
c、0.1mpa, 25 ℃的状况下理想气体的体积,其值为22.414 l/mol
d、0.101325 mpa, 293.15 k的状况下理想气体的体积,其值为22.414 l/mol
2、3.1cal等于( )
a、1 j
b、8.314 j
c、4.184 j
d、22.414 j
3、1.对于理想气体分子而言,其分子间的相互作用可以忽略,故认为其分子间不发碰撞。
4、4.根据对应态原理,压缩因子z可以通过pr,tr二个参数并查图求得。
5、5.气体分子越简单,离临界状态越近,越接近理想状态。
6、6.理想气体混合物的摩尔定压热容仅是温度的函数。
7、8.放热反应的焓为正值,吸热反应的焓为负值。
8、9.计算摩尔反应焓时可任选一个关键组分为基准来计算。
9、10.计算摩尔反应焓时,是否考虑压力的影响,主要看在反应条件下,实际气体状态与理想气体状态的偏离情况而定,偏离大则要考虑,偏离较小则可以不考虑。
10、常用的气体状态方程有( )、( )、( )、( )等
11、7.计算加压下实际气体的摩尔定压热容需要考虑( )的影响。
2.4 实际气体的化学反应平衡常数随堂测验1、
a、
b、
c、
d、
2、
a、
b、
c、
d、
3、5. 如果反应体系可作理想气体,则kp=kf.
4、6.对于吸热反应,kf随温度的升高而增大。
5、7.对于放热反应,kf随温度的降低而减小。
6、8.压力对kp的影响大小与混合气体偏离理想的程度有关,偏离越大,影响越大。
7、9.kф在数值上与kp相同,称为操作平衡常数。
8、3. 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kf,则kc= kf。
9、4. 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ky,则kc= ky。
2.5 化学反应速率随堂测验1、
a、0
b、1
c、2
d、3
2、
a、0
b、1
c、2
d、3
3、
a、0
b、1
c、2
d、3
4、
a、0
b、1
c、2
d、3
5、
a、0
b、1
c、2
d、3
6、
a、0
b、1
c、2
d、3
7、
a、0
b、1
c、2
d、3
8、8.在构成反应机理的诸个基元反应中,如果有一个基元反应的速率较之其他基元反应慢得多,他的反应速率即代表整个反应的速率,其他基元反应可视为处于_______。
9、9.当构成反应机理的诸个基元反应的速率具有相同的数量级时,既不存在速率控制步骤时,可假定所有各步基元反应都处于_______。
10、10. 活化能的大小直接反映了______________对温度的敏感程度。
11、11. 一个可逆的均相化学反应,如果正、逆两向反应级数为未知时,采用______________法来求反应级数。
12、12.生成主产物的反应称为_______,其它的均为_______。
2.6 化学反应动力学方程随堂测验1、6.一般化学反应的活化能约为 kj/mol.
a、20~40
b、40~60
c、40~400
d、60~80
2、7.反应速率常数的单位与指前因子的单位 .
a、不同
b、相同
c、不确定
d、根据反应体系情况而定可能相同,也可能不同
3、9.下列说法正确的是
a、反应速率常数与反应平衡常数之间没有太大关系。
b、反应速率常数与反应平衡常数之间有关系。
c、实际化学反应要同时考虑反应速率和转化率两个方面的问题,即要考虑反应速率常数和反应平衡常数,这两个常数均与温度有关,且有时温度对他们影响不一致。
d、相对于反应速率而言,平衡转化率更为重要。
4、1.一般情况下,反应速率常数仅有温度有关。
5、2.化学反应的动力学方程可由质量作用定律直接写出。
6、3.在一定温度范围内,反应机理不变,则化学反应活化能的数值不变。
7、4.化学反应的活化能的数值随温度而变是因为传质过程对反应的影响。
8、8.反应物的浓度值的大小不影响反应速率常数值的大小。
9、5.链反应的三个阶段为_______、_______、_______。
2.7 温度对反应速率的影响及最佳反应温度随堂测验1、1.下列属于平行反应的是_______。
a、a b → p
b、
c、
d、a b → p = r s
2、2.串联反应a → p(目的)→r s,目的产物p的得率xp=_______。
a、
b、
c、
d、
3、3.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=_______。
a、
b、
c、
d、
4、4.串联反应a → p(目的)→r s,目的产物p的总收率фp=_______。
a、
b、
c、
d、
5、
a、提高浓度
b、提高温度
c、降低浓度
d、降低温度
6、
a、提高浓度
b、降低浓度
c、提高温度
d、降低温度
7、8.对于可逆放热反应如何选择操作温度?
a、要使反应速率尽可能保持最大,必须随转化率的提高,按最优温度曲线相应降低温度
b、由于逆反应速率也随反应温度的提高而提高,净反应速率出现一极大值
c、温度的进一步提高将导致正逆反应速率相等而达到化学平衡
d、由于反应可逆且放热,因此应降低温度减小逆反应的速率。
8、9.最佳反应温度即实际的最佳工况温度。
9、10.对于连串反应,应以目的产物的收率为参数指标来调节最佳反应温度。
10、
2.8 反应器设计基础及基本设计方程随堂测验1、1.反应器的设计、分析和开发一般包括
a、选型设计
b、机械设计
c、结构尺寸设计计算
d、实际反应动力学测定
2、8.反应器设计的基本方程包括
a、反应动力学方程
b、物料衡算式
c、能量衡算式
d、动量衡算式
3、2.反应器开发的关键是研究反应网络。
4、3.测定反应过程的热力学数据和基础物性是反应器设计工作的重要内容。
5、4.本征反应动力学方程可以代替宏观动力学方程应用于反应器设计计算。
6、5.对于流化床反应器而言,流体、颗粒等流动状况是设计的重要内容。
7、6.反应器的设计可以独立于工艺流程,因为化学反应是工艺流程的核心,流程要围绕反应展开。
8、7.有催化剂参与的反应,应使催化剂尽可能满足选定的反应器使用要求。
9、10.在反应体系压降不大的情况下,动量衡算可以忽略。
10、9. 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_______。
第二单元测验1、总反应级数不可能大于 级。
a、0
b、1
c、2
d、3
2、反应器中等温进行着a→p(1)和a→r(2)两个反应,当降低a的浓度后,发现反应生成p的量显著降低,而r的生成量略降低,表明( )
a、反应(1)对a的反应级数大于反应(2)
b、反应(1) 对a的反应级数小于反应(2)
c、反应(1)的活化能小于反应(2)
d、反应(1)的反应速率常数大于反应(2)
3、
a、先高后低
b、先低后高
c、高温操作
d、低温操作
4、某液相反应,其反应式可写成a càr c这种反应称为( )
a、均相催化反应
b、自催化反应
c、链锁反应
d、可逆反应
5、间歇釜反应器中进行如下反应: a→p (1) -ra1=k1caa1 a→s (2) -ra2=k2caa2 在ca0和反应时间保持不变下,降低反应温度,釜液中cp/cs增大,表明活化能e1与e2的相对大小为 ;
a、e1
b、e1>e2
c、e1=e2
d、无法确定
6、间歇釜反应器中进行如下反应: a→p (1) -ra1=k1caa1 a→s (2) -ra2=k2caa2 在温度和反应时间保持不变下,增高反应浓度,釜液中cp/cs增大,表明反应级数al、a2的相对大小为 。
a、al b、al>a2
c、a1=a2
d、无法确定
7、
a、8.314 kj/mol
b、83.14 kj/mol
c、831.4 kj/mol
d、8314 kj/mol
8、
a、1000
b、10000
c、100000
d、1000000
9、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) 。
a、1.863 kj/mol
b、18.63 kj/mol
c、186.3 kj/mol
d、1863 kj/mol
10、
a、-1/2
b、1/2
c、-1
d、1
11、
a、2/3
b、-2/3
c、1/3
d、-1/3
12、催化裂化反应属于多相催化反应。
13、不存在反应级数为分数级的反应。
14、间歇操作过程的时间包括反应时间和辅助时间。
15、寿命分布是指质点从产生到消亡的时间分布。
16、由于全混流模型是一种返混程度为无穷大的流动模型,因此所有物料质点具有相同的停留时间分布。
17、对于同一种气体,压力越高、温度越低,其与理想状态偏离越大。
18、由于反应的发生是物质本身性质所决定的,所以操作条件对于多重反应的平衡组成影响不大。
19、空速是物料质点在反应器空间内流动速度的度量。
20、本征动力学方程和宏观动力学方程最主要的区别是,本征状态仅考虑化学反应本身,没有计入传递过程的影响。
21、一般情况下,表观反应活化能大于本征反应的活化能,因为表观反应活化能考虑了传递因素的影响。
22、对于平行反应而言,若主反应活化能大于副反应活化能,则升温对于得到目的产物有利。
23、由于反应是工艺过程的核心,因此工艺流程的设计要服从反应器设计的要求。
24、一不可逆反应,当反应温度从25℃升高到35℃时,反应速率增加一倍,则该反应的活化能为 j/mol。
25、物料衡算和能量衡算的一般表达式为 。
26、着眼组分a转化率xa的定义式为 。
27、反应速率-ra=kcacb的单位为kmol/(m3·h),速率常数k的因次为 。
28、反应速率-ra=kca的单位为kmol/kg·h,速率常数k的因次为 。
29、
30、反应活化能e越 ,反应速率对温度越敏感。
31、在平推流反应器中进行等温一级不可逆反应,反应物初浓度为ca0,转化率为xa,当反应器体积增大到n倍时,反应物a的出口浓度为 ,转化率为 。
32、在全混流反应器中进行等温一级不可逆反应,反应物初浓度为ca0,转化率为xa,当反应器体积增大到n倍时,反应物a的出口浓度为 ,转化率为 。
33、对于特定的活化能,温度越低温度对反应速率的影响越 。
34、某平行反应主副产物分别为p和s,选择性sp的定义为 。
35、某反应目的产物和着眼组分分别为p和a其收率φp的定义为 。
36、返混的定义: 。
37、对于连续操作系统,定常态操作是指 。
第二单元作业
1、1.简述等温恒容平推流反应器空时、反应时间、停留时间三者关系?
2、2.简述均相反应及其动力学的研究内容?
3、3. 对于可逆放热反应如何选择操作温度?
4、
5、5.在进行一氧化碳变换反应动力学研究中,采用b106催化剂进行试验,测得正反应活化能为96290 j/mol,如果不考虑逆反应,试问反应温度是550℃时的速率比反应温度是400℃时的反应速率大多少倍?
6、
7、
3.理想管式反应器
3.1 管式反应器的特点及分类;随堂测验
1、管式反应器的特征是
a、物料的温度浓度不随时间发生变化
b、物料参数是轴向位置的函数
c、反应器中没有轴向返混
d、所有质点停留时间相同
2、2.管式反应器分为
a、水平管式反应器
b、列管式反应器
c、盘管式反应器
d、u管及多管并联反应器
3.2 管式反应器的结构随堂测验
1、1. 管式反应器的结构包括
a、直管
b、弯管、管件
c、密封环
d、机架
2、2. 高压聚乙烯管式反应器中使用压力脉冲降低粘壁物
3.3 活塞流的假设随堂测验
1、理想平推流反应器的特征是
a、轴向无返混
b、物料质点停留时间相同
c、同一截面温度浓度相同
d、温度浓度沿轴向位置发生变化
单元测试
1、对于自催化反应,最合适的反应器为_______
a、全混流反应器
b、平推流反应器
c、循环操作的平推流反应器
d、全混流串接平推流反应器
2、对于绝热操作的放热反应,最合适的反应器为_______。
a、平推流反应器
b、全混流反应器
c、循环操作的平推流反应器
d、全混流串接平推流反应器
3、对于可逆放热反应,为提高反应速率应_______
a、提高压力
b、降低压力
c、提高温度
d、降低温度
4、同等温管式反应器比较,变温管式反应器具有的特点包括:
a、可以改变产物分布
b、可以使反应在最佳温度附近操作
c、可以调节反应器中的流动状况
d、a和b的综合
5、为了简化模型计算,拟均相模型被广泛应用于多相催化反应过程。如下事实中的哪些不符合拟均相模型:
a、.流体与固体催化剂之间的传质和传热阻力不容忽略
b、流体与固体催化剂之间的传质和传热速率很大
c、流体与固体催化剂之间的浓度和温度差异很小
d、动力学表征上与均相反应相同
6、根据反应器的特征,管式反应器与釜式反应器中进行的化学反应因流动状况的差异而出现不同的反应结果一般来说有如下的结论
a、完成同样的任务,需要的釜式反应器的体积总是大于管式反应器的体积
b、完成同样的任务,需要的釜式反应器的体积总是小于管式反应器的体积
c、完成同样的任务,需要的釜式反应器的体积和管式反应器的体积相同
d、.需要根据具体的反应级数确定
7、循环反应器可以通过在活塞流反应器上进行产物循环的办法实现。以下各选择中不能通过调节循环比实现的有:
a、环比为无限大
b、循环比为零
c、等温操作
d、提高反应器进口的转化率
8、管式反应器是符合活塞流模型的一类理想反应器,活塞流模型的假定包括:
a、轴向的混合用费克定律描述
b、径向流速分布均匀和 径向温度分布均匀
c、径向压力分布均匀
d、速度侧形与层流相同
9、反应器的流动状况直接影响到其中进行的反应过程,装置中的流动状况不包括以下哪些因素:
a、流体的混合特征
b、流动系统的停留时间分布
c、反应动力学
d、混合的时间顺序
10、流动模型有理想和非理想之分,在以下的流动模型中找出理想的流动模型
a、离析流模型
b、多釜串模型
c、一维扩散模型
d、活塞流模型
1管式反应器的优点及不足?
1、管式反应器的结构及应用
4.理想釜式反应器设计
4.1 间歇釜式反应器设计随堂测验
1、1. 间歇釜式反应器不适用于( )
a、完全互溶的液相反应
b、呈两相的液液反应
c、液固相反应
d、气固相反应
2、2.间歇操作釜式反应器非生产时间t0不包括下列哪一项( )
a、加料时间
b、反应时间
c、物料冷却时间
d、清洗釜所用时间
3、3. 间歇操作釜式反应器的反应时间与( )无关
a、反应物初始浓度
b、反应体积
c、动力学速率
d、转化率
4、9. 间歇反应器的物料衡算对象是( )
a、整个液相反应物料
b、反应器微截面
c、反应体积微元
d、单位时间整个液相反应物料
5、4. 间歇操作釜式反应器物料衡算时选择微元为衡算单元。
6、5.间歇操作釜式反应器温度浓度是空间位置的函数。
7、6. 间歇操作反应器反应速率随空间位置发生变化。
8、7.间歇操作反应器内没有物料和热量的积累。
9、8. 间歇操作釜式反应器中,应尽可能提高转化率,减少后期分离成本。
10、10.间歇反应器的物料衡算通式为:-反应量=积累。
11、11.间歇反应器的设计方程可表示为残余浓度或转化率的型式,用何种方式表示,要结合生产实际。
12、12.间歇反应器中发生的于二级反应,反应后期残余浓度变化速率非常小,大部分的反应时间花费在反应末期,追求过高的转化率,生产成本将大大增加。
4.2 间歇釜式反应器的放大随堂测验
1、1.间歇操作釜式反应器反应体积与( )无关
a、反应时间
b、单位时间处理的物料量
c、辅助操作时间
d、装填度
2、2.间歇釜式反应器中,反应达到一定转化率所需时间,取决于( )
a、反应速率
b、反应器的大小
c、处理的物料量
d、产量的多少
3、3.以下关于间歇釜式反应器说法错误的是( )
a、反应器内浓度处处相等
b、反应器内温度处处相等
c、所有质点的反应时间相同
d、不适用于小批量、多品种、反应时间较长的产品生产
4、4. 一级不可逆液相反应a--2r,a初始浓度为2.30kmol/m3,出口转化率为0.7,每批操作时间2.06h,装置的生产能力为50000 kg产物r/天,r分子量为60,则反应器的体积v为( )。
a、19.6
b、20.2
c、22.2
d、23.4
5、7. 以单位时间的产量为目标函数,求最优操作时间的方法( )
a、以t为横坐标,cr为纵坐标作图,得到t-cr曲线
b、在时间轴上,从零点沿t轴负方向量取oa长度等于t0
c、过a点做t-cr曲线的切线,切线的斜率即为cr/(t t0)
d、切点对应的横坐标t值即为最优操作时间
6、5.间歇反应器的反应体积大小由物料处理量即操作周期来决定。
7、6.间反应器中,随着反应时间的增加,产品产量在增加,单位时间的平均产量增加。
4.3 连续流动釜式反应器设计随堂测验
1、1.在全混流反应器中反应器的有效容积与进料汽体的容积流过之比为( )
a、空时
b、反应时间
c、停留时间
d、平均停留时间
2、2.下列不符合全混流反应器特点的是( )
a、剧烈的搅拌,使得釜内浓度和温度相同
b、反应器内出口处将流出物料与釜内物料浓度相等
c、反应器内各个时刻反应速率不相等
d、物料衡算对象为整个反应器
3、6.相同条件下,使用单个全混流反应器与间歇釜式反应器生产,其体积相比( )
a、全混流反应器大于间歇釜式反应器
b、全混流反应器小于间歇釜式反应器
c、全混流反应器等于间歇釜式反应器
d、无法比较
4、3.由连续流动釜式反应器的特点可知,物料衡算对象为整个反应物料。
5、5.全混流反应器的反应速率恒定。
6、4.对比间歇釜式反应器和连续流动釜式反应器可知, 生产产生返混。
4.4 多釜串联反应器设计随堂测验
1、5. 下面哪种反应器组合形式可以最大程度降低反应器体积( )
a、平推流反应器串联
b、全混流反应器串联
c、平推流反应器并联
d、全混流反应器并联
2、2.平推流反应器可以看做是由无数个全混流反应器串联组成的。
3、4.多级全混流反应器串联操作,可减少返混,使多级串联的反应体积与相同条件下平推流反应器的体积差别减少
4、1.连续流动釜式反应器,随着串联釜的增加,多釜串联趋向于 反应器。
5、3. 反应器中发生一级不可逆反应时,各级的体积 时,总反应体积最小。
4.5 反应器的热稳定性和参数灵敏性随堂测验
1、2.关于反应器具有自衡能力说法正确的是( )
a、放热速率等于移热速率
b、一个微小的扰动后,温度会自动返回原来的平衡态
c、一个微小的扰动后,温度会发生变化,体系会稳定在另一个平衡态
d、一个微小的扰动,系统会发生很大的响应
2、3. 参数灵敏性与热稳定性的区别是( )
a、热稳定性是对微小的,短暂的扰动而言
b、参数灵敏性是对微小的但是持久的调整而言
c、稳定性强调扰动后系统能够回到之前状态
d、灵敏性强调系统对扰动响应的大小
3、4. 参数灵敏性对反应器操作的现实意义( )
a、反应器的参数灵敏性过高,对参数的调整就会有过高的精度要求
b、反应器操作困难度增大
c、反应器设计时,应提升参数灵敏性
d、反应器设计时,应避免过高的参数灵敏性
4、1.反应器在操作过程的扰动,是流量、进口温度、冷却介质温度等有关参数短暂的变动,他不是人为的调节,而是自然的变动。
5、5.热稳定条件给传热温差以限制,要求传热温差小于某个给定值,因而大大增加了所需的传热面积,使反应器结构大为复杂化。
4.6 全混流反应器的热稳定性1随堂测验
1、6.连续流动釜式反应器的热稳定条件是( )
a、移热速率等于放热速率
b、移热速率等于放热速率,且移热直线的斜率大于放热曲线在该点切线的斜率
c、移热直线的斜率大于放热曲线在该点切线的斜率
d、移热速率大于放热速率
2、2.对于一级放热反应,冷却介质温度等于进料温度,移热曲线下列说法正确的是( )
a、移热速率与温度呈线性关系
b、移热曲线的斜率与传热系数,传热面积有关
c、移热曲线与进料温度无关
d、升高冷却介质的温度,移热曲线右移
3、3.放热速率曲线和移热速率直线的交点,即为稳定操作点。
4、1.对于一级放热反应,当进料温度与冷却介质温度相等时,移热速率与温度之间呈 关系。
5、4.反应系统的多态操作点,均满足移热速率 放热速率条件。
6、5. 系统的 操作点为具有自衡能力的操作点,即系统发生扰动后能够回到初始状态。
4.7 全混流反应器的热稳定性2随堂测验
1、1.连续流动釜式反应器中发生一级放热反应,下列说法正确的是( )
a、其他参数一定时,进料温度升高,移热曲线的截距发生变化
b、移热曲线与放热曲线可能有1,2,3个交点
c、移热曲线与放热曲线有2个交点时,其中一个是非稳定操作点
d、移热曲线与放热曲线有3个交点时,应该优先选择高温下的操作点
2、4.连续流动釜式反应器中发生一级放热反应,当其他操作参数不变时,下列说法正确的是( )
a、增大进料体积流量,热稳定操作点个数减少
b、减少进料体积流量,出现高温稳定操作点
c、系统尽可能采用大的传热温差
d、冷却介质温度降低,传热面积及传热系数增加,都会增大移热速率
3、2.当系统受到扰动,放热速率远大于移热速率,系统温度一直上升至下一个高温下的稳定操作点,这种温度突变现象称为起燃。
4、3.熄火点和起燃点均为系统的稳定操作点。
5、5.连续流动釜式反应器中,反应活化能越大,反应速率对温度变化越敏感,允许最大温差就越小。
4.8 多重反应的选择性随堂测验
1、5.平行反应中,发生一级不可逆反应,下列说法正确的是( )
a、当主反应活化能大于副反应活化能时,高温有利于选择率升高
b、温度升高总是有利于活化能低的反应进行
c、当主反应活化能等于副反应活化能时,温度变化对选择率无影响
d、当主反应活化能小于副反应活化能时,低温有利于选择率升高
2、6.平行反应中,关于浓度效应说法正确的是( )
a、当主反应与副反应级数相等时,反应物浓度对反应选择率无影响,因此反应器型式对选择率无影响。
b、当主反应级数大于副反应级数时,较高反应物浓度对主反应有利,适宜选用平推流反应器或者是多级全混流反应器串联
c、当主反应级数小于副反应级数时,较低反应物浓度对主反应有利,适宜选用全混流反应器
d、浓度变化对选择率影响不大
3、8. 反应器中发生的是一级不可逆连串反应,其温度效应说法正确的是( )
a、当e主=e副,选择率与温度无关
b、温度对选择率影响不大
c、而当e主 d、当e主>e副,提高温度有利于l的选择率提高
4、11.提高串联反应选择率的工程措施有( )
a、增大串联反应的返混程度
b、对于主反应级数较高时,增加初始浓度才能提高选择率
c、对于副反应级数高时,降低初始浓度可以提高选择率
d、主、副反应级数相等时,初始浓度对选择率没有影响
5、1.反应物同时独立地进行两个或两个以上的反应称为平行反应。
6、对于平行反应,当主反应级数大于副反应级数时,提高ca,对 s 有利,可采用平推流反应器(或间歇反应器),多釜串联、或使用浓度高的原料,或采用较低的单程转化率等。
7、9. 串联反应选择率和产物浓度与反应物浓度比值有关,比值越大,选择率越小,比值越小,选择率越大。
8、10. 对串联反应过程,返混对选择率总是有利的。
9、2.平行反应中,发生一级不可逆反应,温度升高,有利于 大的反应进行。
10、3.平行反应中,发生一级不可逆反应,当主反应活化能大于副反应活化能时,反应适宜在 下进行。
11、4.平行反应中,发生一级不可逆反应,当主反应活化能小于副反应活化能时,反应适宜在 下进行。
单元测试
1、热稳定操作点必须满足的条件是( )
a、放热速率小于移热速率
b、放热量等于移热量
c、放热量等于移热量,放热速率小于移热速率
d、放热速率大于移热速率
2、具有自衡能力的热平衡态是指( )
a、给系统一个扰动,系统能自发回到原来的平衡态
b、给系统一个扰动,系统能自发回到相邻平衡态
c、给系统一个扰动,系统不发生变化
d、放热量等于移热量
3、全混流反应器中发生放热反应,放热曲线与移热曲线的交点有( )
a、1个
b、2个
c、3个
d、1个,2个,3个
4、全混流反应器中发生放热反应,移热曲线与温度轴的交点为( )
a、物料进口温度
b、物料出口温度
c、反应温度
d、热平衡温度
5、移热曲线的斜率大小与( )有关
a、入口物料温度
b、入口物料流量
c、出口物料温度
d、出口物料流量
6、相同条件下,单个全混流反应器与平推流反应器体积相比( )
a、全混流反应器大于平推流反应器
b、不确定
c、全混流反应器小于平推流反应器
d、两者大小相等
7、平行反应中升高温度有利于( )
a、主反应的进行
b、副反应的进行
c、活化能大的反应的进行
d、不确定
8、平行反应中使用平推流反应器有利于( )
a、主反应的进行
b、副反应的进行
c、反应级数大的反应的进行
d、不确定
9、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、空时τ
b、反应时间t
c、停留时间t
d、平均停留时间
10、下列不属于间歇釜式反应器的优点是( )
a、操作条件可随产品不同而改变
b、批量可小可大
c、反应时间可长可短
d、耗费卸料、装料等辅助时间
11、对于反应级数n>0的不可逆等温反应,为降低反应器容积,应选用( )
a、平推流反应器
b、全混流反应器
c、多釜串联全混流反应器
d、全混流串联平推流反应器
12、对于( )反应器在恒容反应过程的平均停留时间、反应时间、空时是一致的。
a、间歇式反应器
b、全混流反应器
c、搅拌釜式反应器
d、平推流管式反应器
13、间歇釜式反应器物料衡算选( )为研究对象
a、微元
b、整个反应釜
c、局部
d、单位时间整个反应釜
14、全混流反应器内进行一级不可逆液相单一放热反应,放热速率随温度的变化呈s形曲线,该曲线上移或下移受( )的影响
a、入口流量
b、出口温度
c、初始浓度
d、出口温度与入口温度的差值
15、下列不属于间歇釜式反应器的特点是( )
a、反应器内物料浓度处处相等
b、反应器内各处温度相等
c、反应器内所有物料具有相同的反应时间
d、反应物连续不断地加入反应器
16、下列不是平推流反应器的特征是( )
a、在恒容过程中,反应时间、平均停留时间、空时相同
b、选取截面dvr物料为对象
c、返混很大
d、径向无浓度分布,反应速率随空间位置的变化只限于轴向
17、下面哪种反应器组合形式可以最大程度降低反应器体积( )
a、平推流反应器串联
b、全混流反应器串联
c、平推流反应器并联
d、全混流反应器并联
18、对于平行反应a→b(主),a→c(副)进行等温反应时,其瞬时选择率s=kca^(n1-n2),若n1>n2时,较高反应物浓度对主反应有利,此时应选择( )
a、连续釜式反应器
b、平推流反应器
c、间歇釜式反应器
d、多级串联全混流反应器
19、对一级不可逆连串反应,不论是间歇反应器或平推反应器,还是全混流反应器,与主产物最大收率有关的是( )
a、反应浓度
b、反应温度
c、k1/k2
d、k1*k2
20、下面不属于平推流反应器的特点是( )
a、沿着物料流动的方向,物料的温度、浓度连续变化
b、返混无限大
c、垂直于物料流动方向的任意截面,所以的物料参数相同
d、所有 物料质点在反应器中具有相同的停留时间
21、在平推流反应器物料衡算时,流体离开微元体积的摩尔流量为( )
a、v0ca0(1-xa)
b、v0ca0(1-xa-dxa)
c、v0ca0(1-dxa)
d、v0ca0(1 dxa)
22、对于可逆放热反应,为提高反应速率应( )
a、提高压力
b、降低压力
c、提高温度
d、降低温度
23、间歇釜式反应器非生产性时间t0不包括下列哪一项 _______。
a、加料时间
b、反应时间
c、物料冷却时间
d、清洗釜所用时间
24、间歇反应器的特点不包括( )
a、所有物料有相同的反应时间
b、反应器内温度处处相等
c、反应器内浓度处处相等
d、温度浓度不随时间发生变化
25、下列说法正确的是( )
a、间歇反应器的大小不只是由反应物料的处理量决定的
b、平推流反应器中由于径向速度均匀,反应物料在反应器内具有相同的反应时间
c、在实际生产过程中全混流反应器真实存在,返混程度达到最大
d、全混流反应器可以看成多个平推流反应器串联而成
26、零级反应残余浓度随反应时间增加呈什么变化?
a、直线上升
b、直线下降
c、水平变化
d、无变化
27、全混流反应器的反应速率与什么有关
a、浓度
b、温度
c、浓度和温度
d、不确定
28、下列不是全混流反应器的特点的是( )
a、物料在反应器内充分反混
b、反应器内各处物料参数均一
c、所有物料质点在反应器中具有相同的停留时间
d、反应器的出口组成与器内物料组成相同
29、全混流反应器特点不正确的是 ()
a、反应器中物料浓度相等
b、反应器中物料温度相等
c、反应器出口物料的浓度和器内相等
d、反应器出口物料的温度和器内不相等
30、移热线与放热线的交点有( )个
a、1
b、2
c、3
d、1,2或3
31、热稳定操作点的特点( )
a、移热斜率>放热斜率
b、移热斜率<放热斜率
c、放热量>移热量
d、放热量<移热量
32、间歇反应器适用于下列哪些产品的生产
a、小批量产品
b、多品种产品
c、反应时间较长的产品
d、以上都是
33、对于反应级数n<0的不可逆等温反应,为降低反应器容积,应选用_______。
a、平推流反应器
b、全混流反应器
c、循环操作的平推流反应器
d、全混流串接平推流反应器
34、空速是 ( )的倒数
a、反应时间
b、反应体积
c、空时
d、反应速率
35、当发生平行反应时,下列说分正确的是( )
a、提高温度对活化能低的反应有利
b、降低反应温度对活化能低的反应有利
c、若n主>n副,较低反应物浓度对反应有利
d、若n主
36、反应级别数越高,v全混流与v平推流的差别( )
a、越小
b、越大
c、没有影响
d、无法判断
37、体系发生平行一级不可逆反应,若e主>e副,提高选择率应( )
a、提高浓度
b、提高温度
c、降低浓度
d、降低温度
38、若体系发生平行反应,均为一级不可逆反应,若e主>e副,提高收率应该( )
a、提高浓度
b、降低浓度
c、提高温度
d、降低温度
39、在间歇反应器中进行等温二级反应,-ra=0.01ca^2 mol/ls, 当ca0=1mol/l时,求反应至ca=0.01mol/l,所需时间t= 秒。( )
a、8500
b、8900
c、9000
d、9900
40、在间歇反应器中进行等温一级级反应,-ra=0.01ca mol/ls, 当ca0=1mol/l时,求反应至ca=0.01mol/l,所需时间t= 秒。( )
a、400
b、460
c、500
d、560
41、全混流釜式反应器最多可能有_______个定常态操作点。
a、1
b、2
c、3
d、4
42、全混流反应器中有_______个稳定的定常态操作点。
a、1
b、2
c、3
d、4
43、对于反应级数n<0的不可逆等温反应,为降低反应器容积,应选用_______。
a、平推流反应器
b、全混流反应器
c、循环操作的平推流反应器
d、全混流串接平推流反应器
44、对于反应级数n>0的不可逆等温反应,为降低反应器容积,应选用_______。
a、平推流反应器
b、全混流反应器
c、循环操作的平推流反应器
d、全混流串接平推流反应器
45、对于单一反应组分的平行反应,其瞬间收率随反应物浓度增大而单调增大,则最适合的反应器为_______。( )
a、平推流反应器
b、全混流反应器
c、多釜串联全混流反应器
d、全混流串接平推流反应器
46、对于单一反应组分的平行反应,其瞬间收率随反应物浓度增大而单调下降,则最适合的反应器为_______。( )
a、平推流反应器
b、全混流反应器
c、多釜串联全混流反应器
d、全混流串接平推流反应器
47、在间歇或连续釜式反应器中进行一级不可逆连串反应,如果中间的产物是所要的目的产物,在两种反应器中目的产物的收率均随转化率而变化。两种反应器中目的产物的收率符合:
a、间歇釜式反应器中的收率大
b、连续釜式反应器中的收率大
c、两者相等
d、依具体情况确定
48、连续釜式反应器操作中存在着火点和熄火点问题,无论是着火点还是熄火点,均是由于釜式反应器中存在的
a、多定态问题
b、稳定的定态点问题
c、多定态问题和稳定的定态点问题
d、不清楚
49、如果选择性随转化率的增加而下降,那么不同操作方式下的釜式反应器,在相同的转化率下最终收率的大小的顺序是:
a、间歇釜、多个釜串联、单一连续釜
b、多个釜串联、单一连续釜、间歇釜
c、单一连续釜、间歇釜、多个釜串联
d、间歇釜、单一连续釜、多个釜串联
50、根据反应器的特征,管式反应器与釜式反应器中进行的化学反应因流动状况的差异而出现不同的反应结果一般来说有如下的结论:
a、完成同样的任务,需要的釜式反应器的体积总是大于管式反应器的体积
b、完成同样的任务,需要的釜式反应器的体积总是小于管式反应器的体积
c、完成同样的任务,需要的釜式反应器的体积和管式反应器的体积相同
d、需要根据具体的反应级数确定
51、间歇釜式反应器的特征是( )
a、物料一次性加入,产物一次性移出,中间没有加料
b、反应器内有剧烈搅拌,同一时刻各处的温度和浓度相等
c、反应器内物料同时开始和停止反应,所有质点具有相同的停留时间
d、反应器内的反应速率始终相同
52、间歇反应器的缺点是( )
a、操作时间长
b、操作灵活
c、产品损失较大
d、控制费用偏高
53、间歇釜式反应器设计方程用图解积分法求解过程是( )
a、获得转化率/残余浓度与动力学速率对应的实验数据
b、作图xa/ca~1/ra
c、求曲线下面积
d、解方程
54、间歇反应器放大只需要保证( )
a、反应条件相同
b、设备结构合理放大
c、转化率降低
d、选择率降低
55、间歇釜式反应器的实际体积与下列因素有关( )
a、物料处理量
b、操作周期
c、反应物料的性质
d、不确定
56、间歇釜式反应器与连续流动釜式反应器的区别是( )
a、反应器的结构相同
b、操作方式不同
c、间歇釜式反应器中物料的温度浓度是时间的函数
d、连续流动釜式反应器中物料的温度浓度是恒定的
57、间歇釜式反应器说法正确的是( )
a、间歇釜式反应器中所有质点的停留时间相同
b、间歇釜式反应器中物料的混合为不同空间位置物料之间的混合,不存在时间概念上的混合,即不存在返混
c、间歇釜式反应器中物料的温度和浓度是时间的函数
d、间歇釜式反应器返混为零
58、连续流动釜式反应器说法正确的是( )
a、刚进入反应器的物料瞬间与已存物料混合均匀,存在不同年龄物料的混合,体系的返混最大
b、釜内物料的温度浓度不随时间和空间位置发生变化
c、反应器出口的参数与器内物料的参数相同
d、反应器出口的停留时间分布与器内的停留时间分布相同
59、间歇反应过程是一个非定态过程,反应器的组成随时间改变。以下说法哪些是正确的
a、间歇操作过程包括了装料、反应、卸料和清洗等步骤,但就反应过程本身而言,仍属于定态过程
b、在间歇反应器中进行的单一反应,产物的浓度总是随着反应时间的延长而增高
c、在间歇反应器中进行的复合反应,对于目的产物可能存在最佳的反应时间
d、间歇反应器中进行的反应,均可以按恒容处理
60、在热平衡点,给系统一个正扰动,体系温度急剧升高至相邻热平衡点,这样的点成为着火点
61、在热平衡点,给系统一个负扰动,体系温度急剧下降至相邻热平衡点,这样的点成为熄火点
62、全混流反应器中冷却介质的温度可以无限降低
63、多级全混流组分与单个平推流反应器体积相比较,当n趋向无穷大是,两者体积之比趋近于1
64、全混流反应器的瞬时选择率与平均选择率一致
65、根据全混流反应器的特征,可对整个反应器做物料衡算,即反应器内流入量=流出量 反应量。
66、全混流反应器进行一级不可逆连串反应,不论采用哪一种反应器,主产物最大收率与反应物初浓度无关,只与k2/k1之比值有关
67、对于反应级数n>0的不可逆等温反应,为降低反应器容积,应选用平推流反应器。
68、平推流反应器在连续定态条件下操作时,径向截面上物料的各种参数如浓度、温度等只随物料流动方向变化,不随时间变化。
69、反应物达到一定的转化率所需的反应时间,只取决于过程的反应速率或动力学因素,与反应器的大小无关。
70、流体流动方式影响反应物的浓度。
71、单一不可逆液相均相等温反应a b→r,(ra)v=kcacb。如果反应物b大量过剩,可按一级反应处理。
72、间歇操作时,反应浓度随空间位置发生变化
73、空间时间,简称空时。当反应前后无分子数改变时就等于反应时间
74、平推流反应器中,流体的温度和浓度随时间发生变化
75、对于多重反应,不同的加料方式通过改变浓度影响选择率
76、间歇反应器的操作周期指的是反应器的反应时间
77、平推流反应器是无返混反应器
78、间歇釜式反应器反应时间只与转化率有关
79、对于不可逆的串联反应且以反应的中间产物为目的产物时,返混总是对选择性不利的
80、反应物达到一定的转化率所需的反应时间只取决于过程的反应速率或动力学因素,与反应器的大小无关
81、间歌反应器的反应体积根据单位时间的反应物料处理体积qo及操作周期来决定
82、对于平行反应,当主反应级数大于副反应级数时,可采用全混流反应器。
83、间歇反应器的优点是操作灵活,适应不同操作条件与不同产品品种,适应于小批量、多品种、反应时间较长的产品生产。
84、连串反应的瞬时选择率s=1-k2cl/(k1ca)只适用于一级反应。
85、反应级数>0时,平推流反应器的反应效果优于全混流反应器
86、在平行反应中,若e1
87、同是釜式反应器,由于操作方式不同,虽然最终转化率一样,但最终收率却是不一样的。
88、对于单一反应组分的平行反应,其瞬间收率随浓度增大而单调下降,则最适合的反应器为全混流反应器。
89、在相同的反应温度下,间歇釜式反应器的最大收率总是大于连续釜式反应器的最大收率。
90、连串反应是指反应主产物能进一步反应生成其他副产物的过程。
91、间歇反应器内物料同时开始和停止反应,所有物料具有相同的反应时间。
92、对于液相反应,液相组分的性质不随温度而变。
93、连续流动釜式反应器在强烈搅拌情况下可视为全混流反应器。
94、最大允许温差是热稳定条件对全混流反应器设计中的一个限制。
95、平推流反应器中浓度推动力小于全混流中的浓度推动力。
96、系统处于稳流过程时,不会有物质和能量的积累
97、平对流反应器中,总选择率是反应过程中或反应器中瞬时选择率的平均值。
98、平推流反应操作中,提高温度对活化能高的反应有利。
99、加入催化剂,使e(正)和e(逆)减少相同倍数。
100、对于恒容的平推流管式反应器平均停留时间反应时间空时不一致
101、一级反应和二级反应的残余浓度随反应时间的增加而慢慢的下降。
102、全混流反应器的反应速率恒定
103、虽然反应过程伴随热效应,但是工业生产中极少反应是在变温条件下进行的。
104、对于间歇釜式反应器,随着反应时间的延长,按单位操作时间计算的产品产量一定增加
105、热平衡状态点的放热速率等于移热速率。
106、在相同的反应温度下,间歇釜式反应器的最大收率总是大于连续釜式反应器的最大收率。
107、在间歇反应器或平推流反应器中进行一级连串不可逆液相反应,其最大收率与初始浓度无关。
108、釜式反应器的夹套高度一般应高于料液的高度,以保证充分传热。
109、当反应在沸腾温度下进行且反应热效应很大时,可采用回流冷凝法进行换热。
110、平推流反应器的反应体积只与处理量有关
111、全混流反应器中发生放热反应,放热曲线与移热曲线的交点个数与物料进口温度有关。
112、在连串反应中,若e1>e2,提高温度有利于增大选择率。
113、对于平行反应,如果主反应活化能大于副反应的活化能,温度增高,有利于选择率的增大。
114、相同条件下,全混釜反应器串联操作反应速度加快,可以提高原料处理量
115、多级全混流反应器串联操作,可减少返混,使v全混流与v平推流差别减少
作业1
1、1. 以乙酸(a)和正丁醇(b)为原料在间歇反应器中生产乙酸丁酯,ch3cooh c4h9oh=ch3cooc4h9 h2o,操作温度为100℃,以硫酸为催化剂,动力学方程式为(-ra)=kca2,此时反应速率常数为k=17.4*10-3l/(mol*min)。已知在一个理想间歇反应器中进行。若进料中醋酸的初始浓度为0.9mol/l和1.8mol/l, 计算:(1)反应的初始速率; (2)醋酸转化率xa=0.5所需反应时间 (3)若反应釜料液为100l,则各得多少千克醋酸丁酯。
作业2
1、2. 某二级液相反应a b=c,已知在间歇全混釜反应器中达到xa=0.99需反应时间为10min,问:(1)在平推流反应器中进行时,空时τ为多少?(2)在全混流反应器中进行时,空时τ为多少?
5.非理想反应器设计
5.1 连续反应器中物料混合状态分析随堂测验
1、6.反应器中的混合,下列说法正确的是( )
a、反应器中搅拌形成湍流混合,达到微团尺度的混合
b、通过分子扩散达到分子尺度的均匀
c、预混合速率远小于化学反应速率,可视为均相反应过程
d、反应速率大于预混合速率,则反应为非均相过程,此时,反应原料配比失去意义
2、3.宏观混合是指分子尺度上的混合现象。
3、4.微观混合是分子尺度上的混合现象。
4、1.按照混合物料的年龄可以把混合分为,同龄混合和 。
5、2. 在连续流动釜式反应器中,搅拌引起的混合为 物料之间的混合。
6、5.通过与其周围流体之间的分子 作用,而达到分子尺度的均匀,即达到均相状态。
5.2 停留时间分布随堂测验
1、1. 实际工业反应器中,非理想流动的起因源于( )
a、反应器中搅拌导致与之流体流动方向相反
b、反应器中分子扩散导致与之流体流动方向相反
c、设备内各处流速的不均匀
d、不清楚
2、3.连续化操作说法正确的是( )
a、强化生产能力
b、强化反应过程
c、使得转化率降低,产品质量受影响
d、物料反应程度不均匀
3、7.关于停留时间分布密度函数说法正确的是( )
a、是有因此的连续函数,单位为时间分之一
b、具有归一性
c、为停留时间介于t-t dt之间的物料所占的分率
d、单位为1
4、9. 关于分布函数,说法正确的是( )
a、是停留时间小t的质点占进料的分率
b、当停留时间为0时,f(t)=0
c、当停留时间趋于无限长时,f(t)趋于1
d、f(t)是单调增函数,因此是1
5、2. 反应器中非理想流动形成停留时间分布,使得各物料微元的反应进程不同,影响反应结果。
6、4.停留时间分布密度表示分布的密集程度。
7、5.停留时间分布密度是个有因此的连续函数,单位为时间分之一。
8、6.停留时间分布密度具有归一性。
9、8. 停留时间分布函数是在一个稳定的连续流动系统内,同时进入体系的n个质点中,停留时间介于t ® ( t dt )的物料所占的分率为dn/n,即:e(t)dt=dn/n,其中e(t)为停留时间分布密度。
10、10. e(t)和f(t)之间存在微分和积分的关系。
5.3 停留时间的实验测定随堂测验
1、4. 脉冲示踪法测定停留时间分布对应曲线为_______。
a、e(t)曲线
b、f(t)曲线
c、i(t)曲线
d、y(t)曲线
2、5.阶跃示踪法测定停留时间分布对应曲线为_______。
a、e(t)曲线
b、f(t)曲线
c、i(t)曲线
d、y(t)曲线
3、2. 停留时间分布测定使用的示踪剂要求是( )
a、与主流体尽可能物料性质相同
b、具有易于检测的特殊性质
c、不能与主流体发生反应或被吸附
d、不发生相转移
4、3. 脉冲法测得的停留时间分布代表了物料在反应器中的停留时间分布密度。
5、1. 停留时间分布通常由实验测定,主要的方法是 技术。
5.4 停留时间分布的数字特征随堂测验
1、2.关于停留时间分布函数的数学期望,说法正确的是( )
a、数学期望是物料在反应器中的平均停留时间
b、只要物料的v0与反应体积vr的比值相同,则平均停留时间相同
c、流型只改变物料质点的停留时间分布,却不改变平均停留时间
d、数学期望是质点停留时间的加权平均值
2、1.停留时间分布函数的数学期望,就是物料在反应器中的平均停留时间。
3、3. e(t)图形下面面积的和为1。
4、4.方差也称为离散度,用来度量随机变量与其均值的偏离程度,是e(t)曲线对平均停留时间的二阶矩。
5、5. 方差是停留时间与平均停留时间的差的平方的加权平均值。
6、6. 全混流反应器,无因次方差等于零。
7、7. 一般实际流型,无因次方差大于等于零,小于等于1,当无因次方差接近于零,可作为平推流处理,接近于1时,可作为全混流处理。
5.5 理想反应器的停留时间分布随堂测验
1、1. 物料微团在平推流反应器中的停留时间相同,等于平均停留时间,且与空时相等。
2、2.平推流反应器,无因次方差等于方差等于零。
3、3.无因次方差值介于零到一之间,其值越大则停留时间分散越严重,返混越严重。
4、4. 可以利用无因次方差的数值来判断非理想流动对理想流动的偏差,进而判断体系的返混大小。
5.6 非理想流动数学模型随堂测验
1、5.数学模型法的特点有( )
a、简化
b、等效性
c、引入模型参数
d、模型参数越少越有效
2、1.一定的返混必然会造成确定的停留时间分布,但是同样的停留时间分布可以是由不同的返混所造成。
3、2.数学模型法中的简化,不是数学方程式上的某些简化,而是将考察的对象本身加以简化,简化到能做简单的数学描述。
4、3. 数学模型法中的等效性,指简化模型必须基本上等效于考察对象,只要求服从于某一特定目的的等效性。
5、4. 在保证足够等效性的前提下,模型参数越少越有效。
5.7 轴向混合模型随堂测验
1、2. 轴向混合模型的基本假定是( )
a、垂直于流体流动方向的每一界面上,具有均匀的径向浓度
b、沿流体流动方向,具有相同的线速度
c、物流浓度是流体流动距离的连续函数
d、适用于管式,塔式反应器
2、3. 实际反应器,模型参数的求取方法为( )
a、冷漠实验测时间与浓度之间的关系
b、计算停留时间密度函数或分布函数
c、计算停留时间分布数学特征值
d、求解配克莱准数,确定模型参数
3、1. 轴向混合模型是一种适合于返混程度较小的非理想流动模型,它在平推流模型的基础上再叠加一个轴向混合的校正。
4、4. 当流动模型确定后,停留时间分布与模型参数之间存在一一对应的关系。
5.8 多釜串联模型随堂测验
1、1. 多级全混流模型,是假设一个实际设备中的返混情况,等效于若干级全混釜串联时的返混。
2、3. 数学模型方法本身并不提供什么放大规律,它只是一种工作的方法,能否可靠的实现高倍数的放大,关键就在于是否有确实可靠的大型设备传递模型。
3、4. 数学模型方法的重要内容是研究模型的建立和模型参数的求取方法。
4、5.中间试验不是数学模型方法的重要环节。
5、2. 化学反应工程的基本研究方法,是与化学工程传统的研究方法具有显著的不同,前者是以 方法为基点的,后者是以经验归纳法为主。
第5单元测试
1、下列哪项不属于选择示踪剂的要求( )
a、应答信号与浓度的关系易于处理
b、与原流体有相似的物理性质,加入不改变流型
c、与原流体有较好的结合力
d、微量,但易于检测
2、下列哪个值为消除反应器大小差别后表征预期停留时间的平均值( )
a、无量纲平均停留时间
b、无量纲停留时间分布散度
c、平均停留时间
d、停留时间分布散度
3、表示其返混程度的方差值介于多少之间( )
a、-1-1
b、0-1
c、-∞-∞
d、-1-0
4、n级串联全混流反应器的无因此方差为( )
a、1/n
b、0
c、n
d、1
5、脉冲示踪法测定停留时间分布对应的曲线为( )
a、e(t)曲线
b、i(t)曲线
c、f(t)曲线
d、y(t)曲线
6、全混流流动的e(t)曲线的方差
a、0
b、0~1
c、1
d、>1
7、阶跃示踪法测定停留时间分布对应曲线为( )
a、e(t)曲线
b、f(t)曲线
c、i(t)曲线
d、y(t)曲线
8、研究不同流型的停留时间分布,通常是比较它们的统计特征值。常用的特征值有三个:其中不是特征值的是( )
a、数学期望
b、方差
c、对比时间
d、sum正交时间
9、下列叙述错误的是( )
a、方差是停留时间分布离散程度的量度,方差越小,越接近平推流
b、在平推流情况下,所有物料质点的停留时间都相同,且等于整个物料的平均停留时间
c、多级串联全混流模型是用m个等体积的全混釜串联来模拟实际反应器
d、多级串联全混流模型在m=1时,与平推流相同;而m=∞时,与全混流相同
10、平推流流动的e(t)曲线的方差_______。
a、0
b、0~1
c、1
d、>1
11、关于非理想流动与停留时间分布,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、一种停留时间分布不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
12、e(t)=1/t exp(-t/τ)是( )
a、平推流反应器的密度函数
b、全混流反应器的密度函数
c、平推流串联全混流反应器的密度函数
d、全混流串平推流反应器的密度函数
13、测定停留时间分布常用的方法有脉冲示踪法和阶跃示踪法,关于这两种方法,下列描述不正确的是()。
a、这两种方法都是物理示踪法
b、根据脉冲示踪法得到的实验数据,可以直接得到e函数
c、根据阶跃示踪法得到的实验数据,可以直接得到e函数
d、根据阶跃示踪法得到的实验数据,可以直接得到f函数
14、下列哪种不是示踪物输入的方式( )
a、阶跃法
b、周期输入法
c、脉冲法
d、随机投入法
15、四只相同体积的全混釜串联操作,其无因次停留时间分布的方差值为( )
a、1.0
b、0.25
c、0.50
d、0
16、停留时间分布通常由实验测定,当t=0时停留时间分布函数f(t)=( )
a、2
b、1
c、∞
d、0
17、下列中描述中,属于全混釜反应器和间歇反应器相同点的是( )
a、机械混合最大
b、逆向混合最大
c、返混程度等于零
d、逆向混合为零
18、平推流反应器的停留时间分布函数值中,说法正确的是( )
a、t b、t>tm时,f(t)=1
c、t>tm时,f(t)=0
d、以上都不是
19、轴向混合模型中,选取的研究对象是( )
a、整个反应器
b、整个反应时间
c、微截面
d、单位反应时间
20、n级串联全混流反应器的方差值介于多少之间( )
a、0-1
b、-1-1
c、-∞-0
d、-∞-∞
21、在非理想性流动模型中,关于返混与停留时间分布的关系是( )
a、停留时间分布可测,返混不可测,需借助于模型来将两者加以关联模拟
b、停留时间分布不可测,返混可测。需借助于模型来将两者加以关联模拟
c、两者均不可测
d、两者均可测
22、关于示踪剂,下列说法错误的是( )
a、示踪剂应当容易与主流体溶为一体
b、示踪剂浓度很低时不能被检测
c、用于多相系统检测的示踪剂不发生由一相转移到另一相的情况
d、示踪剂本身应具有或易于转变为电信号或光信号的特点
23、下列有关全混流反应器的说法中正确的是( )
a、机械混合最小
b、逆向混合最小
c、返混程度无穷大
d、返混程度为0
24、下列哪个值为消除反应器大小差别后表征预期停留时间的平均值( )
a、无量纲平均停留时间
b、无量纲停留时间分部散度
c、平均停留时间
d、停留时间分部散度
25、同一时刻离开反应器的物料中,在反应器内经历的时间有长有短,为停留时间分布,物料的停留时间分布范围是()
a、0~∞
b、0~t
c、-∞~ ∞
d、0
26、下列关于方差说法错误的是( )
a、方差是停留时间分布离散程度的量度
b、方差越小,越接近平推流
c、方差是各个质点停留时间t与平均停留时间差的加权平均值
d、对于平推流,各物料质点停留时间相等,故方差为零
27、下列说法正确的是 __
a、物料年龄就是物料的寿命
b、固相反应器以反应器为考察对象
c、均相反应器以反应物料为考察对象
d、不同年龄物料之间的混合称为返混
28、从反应器停留时间分布测定中求得无因次方差等于0.95,反应器的返混程度可视为( )。
a、釜式反应器
b、平推流反应器
c、间歇釜式反应器
d、都有可能
29、下列说法错误的是__
a、返混是连续过程伴生的现象
b、停留时间分布与返混之间存在一一对应的关系
c、返混与停留时间分布是因果关系
d、停留时间分布只能反映设备尺度上的混合
30、间歇反应器的机械混合( ),返混程度( );全混流反应器的机械混合( )返混程度( )
a、最大,等于零,最大,无穷大
b、最大,等于零,最大,等于零
c、最大,等于零,等于零,等于零
d、最大,无穷大,最大,等于零
31、下列不是轴向混合模型特点的是( )
a、易沿流体流动方向,流体速度相等
b、适用于管式、塔式反应器
c、垂直于流动方向的每一截面上,流体浓度随停留时间不同而不同
d、物料浓度是流体流动距离的连续函数
32、以下说法错误的是( )
a、整个物料在设备内的停留时间仅与物料体积流量和反应体积有关
b、多釜串联模型中的模型参数越大,反应越接近平推流
c、对于全混流,对比时间方差和方差相等,都为1
d、平推流的pe值趋于无穷
33、下列哪项不属于轴向混合模型的模型假设( )。
a、垂直于流体流动方向的每一截面上,具有均匀的径向浓度
b、沿流体流动方向,具有相同的流体速度
c、物料浓度沿流动方向连续变化
d、物料浓度是流体流动时间的连续函数
34、平推流反应器pe、n、无因此方差值分别为( )。
a、0、0、1
b、∞、0、0
c、0、∞、0
d、∞、∞、0
35、下列哪项不符合实际工业反应器内物料粒子( )
a、既存在混合也存在返混
b、有轨迹可循
c、停留时间各不相同
d、只具统计规律
36、下列说法中错误的是_。
a、相同年龄物料之间的混合称为同龄混合
b、不同年龄物料之间的混合称为返混
c、物料质点从进入到离开反应器总共停留的时间称为停留时间
d、阶跃法测得的停留时间分布代表了物料在反应器中的停留时间分布密度
37、影响反应器内流体偏离理想状态的因素有流动状态和混合状态、其中前者用流体粒子的停留时间分布来描述;后者用流体粒子的聚集状态来分析
38、寿命分布为反应器某一时刻的年龄分布
39、用脉冲法测定的参数为停留时间分布函数
40、e(t)曲线上任一点的值等于f(t)曲线上对应点切线的斜率
41、返混是指反应器中具有不同停留时间流体之间发生的混合
42、全混流反应器方差值为1,活塞流反应器的方差值为0
43、密度函数e(t)=df(t)/dt,其中e(t)的单位是1。
44、停留时间分布的三个数字特征分别是加权平均值、离散度和对比时间
45、轴向混合模型作物料衡算对象是单位时间整个反应器,反应器进出口处体积流量v0和线速度u都相同。
46、轴向混合模型可描述返混量介于零和无穷大之间的任何非理想流动。
47、非理想流动轴向扩散模型的特点是在管内径向截面上流体具有均一的流速。
48、阶跃法是当反应器中流体达到定态流动后,在某个极短的时间内,将示踪剂注入进料中。
49、可用的示踪物只有光学的、电学的、化学的。
50、流型可以改变tm
51、方差越大,越接近平推流
52、轴向分散模型中peclet准数的物理意义是代表了流动过程轴向返混程度的大小。
53、阶跃法不可以直接方便的测定实际反应器的停留时间分布函数,需要进一步计算。
54、平均停留时间是指整个物料在设备内的停留时间,而不是个别质点的停留时间。
55、轴向混合模型适用于混返程度大的系统
56、轴向分散模型适用于返混程度较小的情况。
57、对于返混较小的流动,多级混合流模型和轴向分散模型预测结果是十分相近的。
58、对于管式反应器,流速越小越接近平推流;管子越短越接近平推流。
59、影响反应器内流体偏离理想状态的因素有流动状态和混合状态、其中前者用流体粒子的停留时间分布来描述;后者用流体粒子的聚集状态来分析。
60、当t=0时,停留时间分布函数f(t)>0。
61、全混流和平推流是宏观混合的两种极限的流动状态。
62、脉冲示踪法是在定常态操作的连续流动系统的入口处在t=0的瞬间输入一定量m克的示踪剂a,并同时在出口处记录出口物料中示踪剂的浓度随时间的变化。对应的曲线为e(t)曲线。
63、在轴向分散模型中,模型唯一参数彼克莱准数愈大轴向返混程度就愈小。
64、平推流反应器的无因次时间分布方差为0 ;而全混流反应器的无因次时间分布方差为1 。
65、非理想流动不一定是由返混造成的,但返混造成了停留时间分布。
66、e(t)不表示分率的大小,仅表示分布的密集程度。
67、停留时间分布密度的定义为:流过反应器的物料中停留时间小于t的质点的分数。
68、停留时间分布函数的定义为:同时进入反应器的n个流体质点中,停留时间介于t与t dt间的质点所占分数dn/n。
69、轴向混合模型的模型参数是ez。
70、停留时间分布密度具有归一性
71、方差是停留时间分布离散程度的量度,方差越大,越接近平推流。
72、停留时间分布的三个数字特征分别是数学期望、离散度和对比时间。
73、全混流流动的e(t)曲线的无因次方差为1
74、定常态连续流动系统,f(0)= 0 ;f(∞)= 1 。
75、数学模型方法的基本特点是简化,等效性,模型简化的程度体现在模型参数的个数。
76、采用何种示踪剂,要根据物料的物态,相系以及反应器的类型等情况而定。
77、阶跃法:从某一时刻起,将原料全部切换为示踪物,示踪物浓度阶跃突变。
78、全混流返应器的返混程度无穷大,平推流返应器的返混程度为零。
79、轴向混合模型是一种适合于返混程度较大的非理想的流动模型。
80、停留时间是指物料质点从进入到离开反应器总共停留的时间。
81、平均停留时间表示所有质点停留时间的加权平均值也称为数学期望
82、示踪剂与主流体具有尽可能相同的物理性质
83、平推流模型物料的所有参数,如浓度,温度,压力,流速都相同
84、对于理想流型,即平推流和全混流,可以直接计算停留时间分布函数和分布函数
85、对理想流型反应器,其流型是确定的,可以直接计算停留时间分布
86、当无因次方差接近于零的时候,可以做平推流处理。
87、物料的停留时间分布范围为0-t,其极限分布为0-1,即全混流反应器的停留时间分布范围。
88、停留时间分布密度函数在t≥0,e(t)>0
89、当t=∞ 时,停留时间分布密度函数f(t)=1
90、f(t)的物理意义是:流过系统物料中停留时间小于t的物料的百分率
91、轴向混合模型作物料衡算对象是单位时间整个反应器,反应器进出口处体积流量v0和线速度u都相同。
作业1
1、
作业2
1、
6. 气固相催化反应动力学
6.1 催化及固体催化剂随堂测验
1、固体催化剂的组成一般包含
a、活性组分
b、助催化剂
c、载体
d、以上都对
2、催化剂具有下列性质
a、产生中间产物,改变反应途径,因而降低反应活化能和加速反应速率;
b、不能改变平衡状态和反应热;
c、必然同时加速正反应和逆反应的速率;
d、具有选择性,使化学反应朝着期望的方向进行,抑制不需要的副反应。
3、催化剂是能够加速化学反应速率,但本身能复原的物质。
4、催化剂的外表面积和内表面积相比很小,一般可以忽略不计。
5、从1g催化剂的颗粒体积扣除骨架体积,即为
6.2 化学吸附与气-固催化反应本征动力学模型随堂测验
1、本征动力学又称()。
a、宏观动力学
b、微观动力学
c、传递动力学
d、以上说法都不对
2、气固相催化反应本征动力学的理论基础是( )。
a、化学吸附理论
b、气体扩散理论
c、表面吸附理论
d、外扩散理论
3、影响脱附的因素主要有
a、表面覆盖率和脱附活化能
b、表面覆盖率和分子碰撞数
c、分子碰撞数和脱附活化能
d、以上说法都不对
4、影响吸附速率的因素有()
a、单位表面上的气体分子碰撞数
b、吸附活化能ea
c、表面覆盖率θa
d、以上都有
5、化学吸附的特征是在催化剂固体表面上的吸附层是多分子层,即当催化剂活性表面上吸附满了分子时,吸附量还能再提高。
6、均匀表面吸附动力学模型方程是langmuir-hinshelwood提出的()模型
6.3 气-固相催化反应的宏观过程分析随堂测验
1、影响气固相催化反应速率总体速率的因素有
a、化学反应速率
b、催化剂的孔结构
c、气体的流动、扩散
d、传热和传质
2、对于外扩散过程,催化剂内部反应物的浓度梯度分布呈曲线分布
3、对于外扩散过程,催化剂内部产物的浓度梯度分布与反应物的浓度分布趋势相反。
4、对于外扩散过程,越接近于外表面,反应物的浓度越大而产物的浓度越小,因此当颗粒处于等温时,越接近于外表面,单位内表面上催化反应速率越大。
5、总体速率方程中的总阻力包含了
6.5 固体催化剂颗粒内气体的扩散随堂测验
1、目前普遍认为,固体催化剂中气体的扩散形式有
a、分子扩散
b、分子扩散、努森扩散、构型扩散和表面扩散
c、努森扩散、构型扩散和表面扩散
d、分子扩散、努森扩散、构型扩散
2、分子扩散的阻力主要来自于():
a、分子与分子之间的碰撞,使分子改变运动方向
b、分子与孔壁间的碰撞,孔壁是刚性的,更易改变分子的运动方向。
c、分子与催化剂颗粒的吸附
d、无法确定
3、在没有压力差的情况下气体进入颗粒内部的传质方式是分子热运动
4、分子扩散是气体进入催化剂颗粒内部的传质方式。
5、努森扩散与孔径有关
6.6 催化剂的内扩散有效因子(1)随堂测验
1、采用小颗粒,可获得较小的西来模数,从而使内扩散有效因子值趋近于1.
2、当西来模数小于等于1时,在颗粒中心处,浓度值较大,内扩散影响不严重
3、当thiele模数大于等于2时,内扩散影响严重
4、thiele模数越大,扩散速率相对越小,即内扩散的影响越严重,内扩散有效因子越小
第6单元测试
1、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
2、下列属于理想吸附等温方程的是_______。
a、langmuir型
b、freundlich型
c、temkin型
d、bet型
3、当催化剂颗粒的微孔的孔径小于分子的自由程_______时,分子与孔壁的碰撞成了扩散阻力的主要因素,这种扩散称为努森扩散。
a、0.01um
b、0.1um
c、1um
d、1nm
4、当反应条件一定时(反应温度、气体组成、空速等)实验测定反应转化率不随粒度大小而改变时,说明()的影响可以忽略不计
a、内扩散
b、外扩散
c、内、外扩散
d、以上都对
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_______所致
6、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。
作业1
1、作业6-1
7.固定床气固相催化反应工程
7.1 固定床气固相催化反应器的基本类型和数学模型随堂测验
1、不属于气固相催化反应固定床反应器拟均相二维模型的特点是_________。
a、粒子与流体间有温度差
b、粒子与流体间无温度差
c、床层径向有温度梯度
d、床层轴向有温度梯度
2、对于多段绝热固定床反应器,采用段间换热装置的目的主要是为了( )。
a、消除轴向温度梯度
b、消除径向温度梯度
c、消除轴向浓度梯度
d、消除径向浓度梯度
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,简称数学模型( )。
4、当通过床层的流体流量较小时,颗粒受到的升力大于颗粒自身重力时,颗粒在床层内静止不动,流体由颗粒之间的空隙通过。此时床层称为固定床( )。
5、目前描述固定床反应器的数学模型可分为_______和_______的两大类。
7.2 固定床流体力学随堂测验
1、当固定床反应器中的催化剂颗粒为球形时,则颗粒的形状 φ为 ( ) 。
a、0.5
b、<1
c、>1
d、1
2、若气固多相催化反应器内存在壁效应现象,可以通过下述哪种措施加以改良( )。
a、增大催化剂粒径
b、减小反应器直径
c、增大反应器直径
d、减小反应器直径
3、若气固多相催化反应为外扩散过程所控制,可以通过下述哪种方法措施减小外扩散对反应速度的影响( )。
a、提高流体线速度
b、减小催化剂的粒径
c、增大线速度
d、增大催化剂粒径
4、床层空隙率是反应器中被催化剂占据的体积。( )
5、当床层高度超过颗粒直径100倍时,固定床反应器中的轴向返混可以忽略不计。( )
7.3 固定床热量与质量传递过程随堂测验
1、如果放热量急剧增大,而热量又不能迅速移走时,将发生温度的失控,称飞温。( )
2、固定床中的传热实质上包括粒内传热、颗粒与流体间的传热以及床层与器壁的传热 等几个方面。( )
3、二维模型不需要考虑径向温度分布。( )
4、床层内的传热是三种基本传热方式的综合体现,而不是单纯的热传导。( )
5、床层主体的传热能力以径向有效导热系数表示。( )
7.4 绝热式固定床催化反应器随堂测验
1、对于热效应不大,反应温度的允许变化范围又比较宽的情况,用( )反应器最为方便。
a、单段绝热床
b、多段绝热床
c、换热式固定床
d、自热式固定床
2、设计固定床反应器时需考虑内扩散对反应的影响,而设计流化床反应器时,则不必考虑内扩散的影响。( )
3、多段绝热式固定床反应器的最优化结果是各段催化剂用量相等。 ( )
4、可逆反应在固定床反应器中进行时,反应温度应沿着最佳温度线操作,使催化剂用量最少。( )
5、多段换热式催化反应器的设计关键是合理分配多段进出口的温度及转化率,使多段催化剂用量之和具有最小值。( )
第七单元测试
1、单段绝热固定床反应器的用途也比较广泛,以下不适合使用单段绝热固定床反应器的情况有( )。
a、反应热效应较小的反应
b、温度对选择性影响不大的反应
c、虽然热效应大,但单程转化率低或存在大量的惰性物料
d、可逆放热反应
2、属于气固相催化反应固定床反应器拟均相二维模型的特点是( )。
a、粒子与流体间有浓度差
b、粒子与流体间无浓度差
c、床层径向有温度梯度
d、床层径向有浓度梯度
3、可以通过下述的哪种方法减小固定催化床反应器床层阻力降p。( )
a、提高线速度
b、提高床层空隙率
c、提高催化剂的比表面积
d、降低床层空隙率
4、当床层高度大于()倍颗粒直径时,固定床对壁的给热系数的影响可以忽略不计。( )
a、30
b、40
c、50
d、60
5、对于多段绝热固定床反应器,采用段间换热装置的目的主要是为了( ) 。
a、消除轴向温度梯度
b、消除径向温度梯度
c、消除轴向浓度梯度
d、消除径向浓度梯度
6、乙苯在催化剂上脱氢生成苯乙烯,经一段时间反应后,苯乙烯生成量不再增加,但乙苯仍大量存在,则该反应的类型是( )。
a、慢速
b、不可逆
c、自催化
d、可逆
7、提高气固多相催化反应催化剂的有效利用系数的方法包括如下哪几项?( )
a、提高反应温度
b、增大催化剂的粒径
c、减少催化剂的粒径
d、改善内扩散速率
8、固定床层内流体流动不均匀的主要原因包括( )。
a、床层径向不均匀的空隙分布
b、流速偏大
c、化学反应的影响
d、催化剂颗粒外扩散的作用
9、固定床反应器的特点有( )。
a、催化剂机械损耗小
b、返混小
c、结构简单
d、传热差
10、设计固定床反应器的要求为( )。
a、生产强度尽量大
b、气体通过床层阻力小
c、床层温度分布合理
d、运行可靠,检修方便
11、如果放热量急剧增大,而热量又不能迅速移走时,将发生温度的失控,称飞温。( )
12、当反应器反应体积急剧膨胀造成压力猛增,超过设备能够承受的压力时,会产生爆炸。
13、固定床反应器中的传热较差,对强放热或吸热反应,床层温度分布不均匀较为严重;而流化床反应器床层温度分布较均匀。
14、固定床反应器催化剂的更换必须停产进行,而流化床反应器中的催化剂可以不停产连续进行再生。
15、固定床反应器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。
16、可逆反应在固定床反应器中进行时,反应温度应沿着最佳温度线操作,使催化剂用量最少。( )
17、在绝热条件下,当反应物完全转化时,体系升高或降低的温度,称为( )。
18、固定床中颗粒的体积相当直径定义为具有相同体积vp的球粒子直径dv,表达式 =_______。
19、颗粒的比表面相当直径是以相同的比表面 的球形粒子直径来表示,表达式为( )。
20、要使固定床反应器所用催化剂量最少,对简单不可逆反应,应尽可能在( )温度下操作;
21、要使固定床反应器所用催化剂量最少,对可逆放热反应,应尽可能在( )温度下操作。
作业1
1、
作业2
1、
作业3
1、
8.流-固相非催化反应
8.1 流-固相非催化反应的分类及特点随堂测验
1、4.流固相非催化反应的特点有( )
a、反应类型多,温度高
b、固相物料种类多
c、反应器形式多
d、固体颗粒转化率高
2、3.化学浸取属于液固相非催化反应。
3、1.气固相非催化反应一般分为 类。
4、2.液固相非催化反应一般分为 类。
8.2 流-固相非催化反应模型随堂测验
1、1.当颗粒大小不变时,缩芯模型的整个反应过程主要包括 个 步骤。
2、2.整体反应模型主要用于 的颗粒。
3、3.对于有限厚度区模型而言,当有限厚度z=0时,即为 模型;当z=rc时,即为 模型。
8.3 流-固相非催化反应器随堂测验
1、1.液固浸取或分解反应大都采用 反应器。
a、管式
b、釜式
c、列管式
d、流化床
2、4.催化裂化催化剂烧炭再生使用 再生器。
a、固定床
b、浆态床
c、流化床
d、悬浮床
3、2.典型的高温焙烧或气化反应有 、 等。
4、3.氧化锌脱硫是典型的用于 的气固相非催化反应。
第8单元测验
1、煤的燃烧属于 。
a、固体分解成固 气的反应
b、固体 气体生成固体的反应
c、固体 气体生成气体的反应
d、固体 气体生成固体和气体的反应。
2、硫酸与铀矿石反应生成硫酸铀酰属于 。
a、固 液生成固体的反应
b、固 液生成固体和气体的反应
c、固 液生成固和液的反应
d、固 液生成液体的反应
3、研究流固相非催化反应首先要确定其 。
a、反应模型
b、颗粒种类
c、反应类型
d、过程速率控制步骤
4、液固浸取反应一般在釜式反应器中进行,反应时间较长。
5、煤气化后灰渣中的残炭量与所使用的炉型有关,一般从高到低为固定床>流化床>气流床。
6、气化锌脱 硫剂一般做成大孔径、高孔隙的颗粒。
7、在设计流固相反应器时,单颗粒的反应动力学并非必要的,首先要从反应器的结构上着手。
8、缩芯模型和整体反应模型是两种极端情况,有限厚度区模型适用性更广。
9、研究流固相非催化反应要用 试验研究两相流动行为,用 试验研究反应参数对反应性能的影响。
10、缩芯模型的特征是 。
11、气固相非催化反应缩核模型中气相反应物a的反应历程主要有三步,分别是 、 和 。
第8单元作业
1、颗粒大小不变,缩芯模型反应过程的五个步骤。
2、
9.流化床反应工程
9.1 流态化现象随堂测验
1、1.所谓流态化就是固体粒子像_______一样进行流动的现象。
2、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、3.对于液—固系统的流化床,流体与粒子的密度相差不大,故起始流化速度一般很小,流速进一步提高时,床层膨胀均匀且波动很小,粒子在床内的分布也比较均匀,故称作_______。
4、4.对于气—固系统的流化床反应器,只有细颗粒床,才有明显的膨胀,待气速达到_______后才出现气泡;而对粗颗粒系统,则一旦气速超过起始流化速度后,就出现气泡,这些通称为_______。
5、5.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_______。
9.2 流化床反应器的基本特征随堂测验
1、1.对于气—固系统的流化床反应器,气泡在上升过程中聚并并增大占据整个床层,将固体粒子一节节向上推动,直到某一位置崩落为止,这种情况叫_______。
2、2.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_______。
3、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_______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。
4、5.流化床反应器中的操作气速u0是根据具体情况定的,一般取流化数u0/umf在_______范围内。
5、6.对于气—固相流化床,部分气体是以起始流化速度流经粒子之间的空隙外,多余的气体都以气泡状态通过床层,因此人们把气泡与气泡以外的密相床部分分别称为_______与_______。
9.3 流化床的特征速度随堂测验
1、1.气—固相反应系统的流化床中的气泡,在其尾部区域,由于压力比近傍稍低,颗粒被卷了进来,形成了局部涡流,这一区域称为_______。
2、2.气—固相反应系统的流化床中的气泡在上升过程中,当气泡大到其上升速度超过乳相气速时,就有部分气体穿过气泡形成环流,在泡外形成一层所谓的_______。
3、3.气—固相反应系统的流化床反应器中的气泡,_______和_______总称为气泡晕。
9.4 气固密相流化床随堂测验
1、两相模型的基本思想是把流化床分成 ,分别研究这二个相中的流动和传递规律,以及流体和颗粒在相间的交换。
a、气相和固相
b、气泡相和乳相
c、气化相和固相
d、气相和乳相
2、工业流化床反应器的床体大都是圆柱形,上部扩大段直径一般为下部密相床直径的 倍。
a、0.5~1.0
b、1.5~2.0
c、1.5~2.5
d、1~3
3、挡板对气相返混有明显抑制作用,每块挡板的上下之间几乎没有气体返混。
9.5 循环流化床随堂测验
1、在气-固催化反应过程中,循环流化床气-固催化反应器,操作气速一般为 m/s。
a、1~10
b、3~9
c、2~9
d、2~10
2、循环流化床是一种无气泡的气-固接触反应器。
3、ug>upt段为密相气力输送。
第9单元测验
1、100微米的三氧化二铝颗粒属于 类颗粒,
a、a
b、b
c、c
d、d
2、催化裂化提升管反应器属于 床。
a、密式流化
b、快速流化
c、密相输送
d、鼓泡
3、对于b类和d类颗粒,当表观气速超过临界流化速度时,床层即已进入鼓泡流化床。
4、对于流化床化学反应器来说,一般要求自由空域颗粒浓度高一些,从而促进反应的发生。
5、循环流化床反应器特别适用于需用颗粒将热量引入或引出的强吸热和放热反应。
第9单元作业
1、
10.气-液-固三相反应工程
10.1 气-液-固三相反应器的类型及基本特征随堂测验
1、气-液向下操作的滴流床反应器不存在液泛问题。
2、滴流床三相反应器的压降比鼓泡反应器小。
3、鼓泡淤浆床反应器床层可处于等温状态。
10.2 三相滴流床反应器随堂测验
1、颗粒的直径越小,比外表面积越大,表面越粗糙,静持液量也越大。
2、动持液量随液体质量流率增加而增加,随气体体积流率和填料空隙率增大而减少,随压力增加一直增大。
3、三相滴流床反应器适用于催化加氢裂化反应过程。
10.3 气-液-固三相反应的宏观反应动力学随堂测验
1、床层宏观反应动力学在考虑颗粒宏观反应动力学的基础上计及气相和液相在三相反应器中流动状况的影响,因而与 的类型有关。
a、反应器
b、反应
c、传递
d、传热
2、气-液-固三相反应宏观动力学分 和 二个层次。
a、颗粒级
b、床层级
c、反应级
d、扩散级
3、三相反应中,采用计入内扩散过程的 模型,以及考虑 相之间的传质过程。
a、扩散-反应
b、气-液
c、传递-反应
d、固-液
2019-2020学年春季学期期末考试
2019-2020学年春季学期期末试卷客观题
1、
a、co2
b、h2
c、ch3oh
d、都不是
2、
a、
b、
c、
d、
3、
a、1/4
b、2/3
c、-1/4
d、-2/3
4、
a、
b、
c、
d、
5、
a、
b、
c、
d、
6、
a、
b、
c、
d、
7、
a、19.6
b、20.2
c、22.2
d、23.4
8、
a、平推流反应器
b、全混流反应器
c、平推流串联全混流反应器
d、全混流串联平推流反应器
9、
a、平推流反应器
b、全混流反应器
c、多釜串联全混流反应器
d、全混流串联平推流反应器
10、
a、0
b、0~1
c、1
d、》1
11、下列反应器放大方法,哪项不属于经验放大 。
a、小型试验
b、冷模实验
c、中间试验
d、量纲分析
12、以下哪个物理量反应温度对反应速率的影响敏感程度 。
a、转化率
b、活化能
c、温度
d、反应级数
13、全混流反应器中发生放热反应,放热曲线与移热曲线的交点个数与 有关。
a、物料进口温度
b、物料出口问题
c、反应温度
d、都不是
14、平行反应中使用平推流反应器有利于 。
a、主反应的进行
b、副反应的进行
c、反应级数大的反应的进行
d、都不是
15、间歇操作时,反应物浓度随一下哪个参数变化 。
a、时间
b、空间位置
c、温度
d、空时
16、n个全混流反应器串联体系的无因此方差为 。
a、1/n
b、0
c、n
d、1
17、下列哪项不属于选择示踪剂的要求 。
a、应答信号与浓度的关系易于处理
b、与原流体有相似的物理性质,加入不改变流型
c、与原流体有较好的结合力
d、微量,但易于检测
18、
a、厚度/2
b、r
c、r/2
d、r/3
19、具有自衡能力的热平衡是指 。
a、系统发生一个扰动,能字发回到原来的平衡态
b、系统发生一个扰动,能字发回到相邻的平衡态
c、系统发生一个扰动,不发生变化
d、都不是
20、移热曲线的斜率大小与 有关。
a、入口物料温度
b、入口物料流量
c、出口物料温度
d、出口物料流量
2019-2020学年春季学期期末试卷主观题
1、
2、宏观动力学过程包括哪些步骤?
3、简述多级串联全混流模型及其适用范围。
4、
5、
2019-2020学年春季学期期末考试
2019-2020学年春季学期期末试卷客观题
1、
a、co2
b、h2
c、ch3oh
d、都不是
2、
a、
b、
c、
d、
3、
a、1/4
b、2/3
c、-1/4
d、-2/3
4、
a、
b、
c、
d、
5、
a、
b、
c、
d、
6、
a、
b、
c、
d、
7、
a、19.6
b、20.2
c、22.2
d、23.4
8、
a、平推流反应器
b、全混流反应器
c、平推流串联全混流反应器
d、全混流串联平推流反应器
9、
a、平推流反应器
b、全混流反应器
c、多釜串联全混流反应器
d、全混流串联平推流反应器
10、
a、0
b、0~1
c、1
d、》1
11、下列反应器放大方法,哪项不属于经验放大 。
a、小型试验
b、冷模实验
c、中间试验
d、量纲分析
12、以下哪个物理量反应温度对反应速率的影响敏感程度 。
a、转化率
b、活化能
c、温度
d、反应级数
13、全混流反应器中发生放热反应,放热曲线与移热曲线的交点个数与 有关。
a、物料进口温度
b、物料出口问题
c、反应温度
d、都不是
14、平行反应中使用平推流反应器有利于 。
a、主反应的进行
b、副反应的进行
c、反应级数大的反应的进行
d、都不是
15、间歇操作时,反应物浓度随一下哪个参数变化 。
a、时间
b、空间位置
c、温度
d、空时
16、n个全混流反应器串联体系的无因此方差为 。
a、1/n
b、0
c、n
d、1
17、下列哪项不属于选择示踪剂的要求 。
a、应答信号与浓度的关系易于处理
b、与原流体有相似的物理性质,加入不改变流型
c、与原流体有较好的结合力
d、微量,但易于检测
18、
a、厚度/2
b、r
c、r/2
d、r/3
19、具有自衡能力的热平衡是指 。
a、系统发生一个扰动,能字发回到原来的平衡态
b、系统发生一个扰动,能字发回到相邻的平衡态
c、系统发生一个扰动,不发生变化
d、都不是
20、移热曲线的斜率大小与 有关。
a、入口物料温度
b、入口物料流量
c、出口物料温度
d、出口物料流量
2019-2020学年春季学期期末试卷主观题
1、
2、宏观动力学过程包括哪些步骤?
3、简述多级串联全混流模型及其适用范围。
4、
5、
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