化学反应工程习题课(20170527)

化学反应工程习题课1：[填空题]平推流管式反应器t≥t时，F（t）=_1__。平推流管式反应器t=t时，E（t）=_∞___。2：[填空题]在轴向扩散模型中，模型的唯一参数贝克莱数Pe=uLr/Da，物理意义是对流流动和扩散传递的相对大小（对流传递速率与扩散传递速率之比），Pe准数愈大轴向返混程度就愈小_。3：[填空题]对于反应级数n＞0的反应，为降低反应器容积，应选用平推流__反应器为宜。对于反应级数n＜0的反应，为降低反应器容积，应选用_全混流_反应器为宜。4：[填空题]气―固相催化反应的内扩散模数参数为_梯尔模数φ_，表达式是，它是表征内扩散影响的重要参数，数值平方的大小反映了表面反应速率与内扩散速率之比。无论何种形状催化剂颗粒，当φ0.4时，η=1，即内扩散的影响可忽略，当φ3.0时，即内扩散影响严重，内扩散因子η=1/φ。如何提高多相催化反应的反应速率，以强化反应器的生产强度，办法之一就是使内扩散有效因子增大。减小催化剂颗粒的尺寸，φ值减小，η值可增大，此外，增大催化剂的孔容和孔半径，可提高有效扩散系数De的值，从而使φ值减小，η值增大。5：[填空题]对于多孔性的催化剂，分子扩散很复杂，当λ/2ra≤0.01时，属于分子扩散，此时扩散速率主要受分子间碰撞的影响所致与孔半径尺寸无关。当λ/2ra≥10时，属于努森扩散分子，此时主要是气体分子与孔壁的碰撞，与孔半径ra无关，则努森扩散系数为DK=39.710/×arTM。对于多孔颗粒中的颗粒有效扩散系数为Dei=εpDi/τm6：[填空题]气固相催化反应的7个步骤、3个过程，其中三个过程分别是_外扩散、_内扩散和化学动力学_过程。固体催化剂的比表面积的经典测定方法是基于BET方程。7：[填空题]外扩散对多相催化反应的影响时，一级不可逆反应的外扩散有效因子η=1/（1+Da），其中Da称为丹克莱尔数，物理意义是化学反应速率与外扩散速率之比。8：[填空题]反应级数n=1时，微观流体和宏观流体具有相同的反应结果。9：[填空题]活化能的大小直接反映了反应速率对温度的敏感程度。10：[填空题]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。11：[填空题]反应器物料的停留时间分布曲线是通过物理示踪法测定的，目前采用示踪剂的主要输入方式有阶跃输入法和脉冲输入法。物料在反应器内停留时间是一个随机过程，通常用二个函数及二个特征值予以描述；这二个函数分别是停留时间分布函数F(t)和停留时间分布密度函数E(t)，二个特征值则是平均停留时间和停留时间分布的方差。12：[填空题]理想反应器中，平推流反应器的返混为___0___，全混流反应器的返混最大_。当完全没有返混时，2=1，当返混达到极大程度时，2=0，当返混介于二者之间时，即非理想流动时，2介于__0_和__1_之间。13：[填空题]全混流反应器的容积效率η为反应时间t与_空时τ___之比。14：[填空题]具有良好搅拌装置的釜式反应器按理想混合反应器处理，而管径小，管子较长和流速较大的管式反应器按平推流反应器处理。15：[填空题]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。16：[填空题]催化剂在使用过程中，可能因晶体结构变化、融合等导致表面积减少造成的物理失活，也可能由于化学物质造成的中毒或物料发生分解而造成的化学失活。17：[填空题]对于_平推流管式_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。18：[填空题]对于复合反应，当平行反应的反应级数相等时，内扩散多反应选择性无影响。当主反应的反应级数大于副反应时，内扩散使反应选择性降级。当反应为一级连串反应时，内扩散的影响，使反应的瞬时选择性降低。19：[填空题]多釜串联模型的平均停留时间1=，方差21=N20：[填空题]全混流反应器中有__2__个稳定的定常态操作点21：[填空题]动力学方程表现的是化学反应速率与反应物温度、浓度之间的关系。而建立动力学方程常采用两种方法，分别是积分法和微分法。22：[填空题]气体在固体表面上发生吸附时，描述在一定温度下气体吸附量与压力的关系式称为吸附等温方程。23：[填空题]气体在固体表面上的吸附中物理吸附是靠范德华力结合的，而化学吸附是靠化学键力结合的。24：[填空题]Langmuir型等温吸附的假定表面均匀，分子间无作用力，单层吸附最大为1.0，一定条件下动态平衡。25：[填空题]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_空时τ_26：[填空题]影响固定床空隙率的因素有颗粒体积和床层体积。27：[填空题]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=-1/4，膨胀率εA=28：[填空题]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。29：[填空题]化学反应过程按操作方法分为分批式操作、连续式操作、半分批式操作。30：[填空题]化学反应工程是一门研究化学反应的工程问题的科学。31：[填空题]气液反应中，液体传递速率方程中的参数β称为化学吸收的增大因子，β值的大小取决于α和M的值。无量纲数为M称为_八田数___，物理意义是液膜内化学反应速率与物理吸收速率之比。32：[填空题]在固定床内流体流动中存在壁效应，是指靠近壁面处的空隙率比其它部位大，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8倍以上。在换热式固定床反应器中的T-XA，温度随转化率的增加是先升高后降低，dT/dXA=0时，所对应的温度称为_热点温度___。33：[填空题]N个平推流反应器串联操作，其总体积VR比一个具有体积为VR的单个平推流反应器所能获得的转化率大。34：若反应系在绝热条件下进行，其绝热方程为T-T0=λXA，则λ称为绝热温升。绝热条件下进行吸热反应时，反应温度随转化率的增加而下降，对于不可逆放热反应时，反应温度随转化率的增加而升高。对于管式反应器，一般情况下选择较高的进料温度是有利的。