化学反应工程复习题 热力学

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. 对于反应，则_______。（）

2.着眼反应组分K的转化率的定义式为_______。（）

3. 化学反应速率式为，用浓度表示的速率常数为，假定符合理想气体状态方程，如用压力表示的速率常数，则=_______。（）

4. 活化能的大小直接反映了______________对温度的敏感程度。（反应速率）

5. 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。（初始速率法）

6. 平行反应均为一级不可逆反应，若＞，选择性Sp与_______无关，仅是_______的函数。（浓度、温度）

7. 如果平行反应均为一级不可逆反应，若＞，提高选择性应_______。(提高温度)

8. 一级连串反应在平推流反应器中，为提高目的产物P的收率，应______。（降低）

9.化学反应，其中化学反应计量系数为-1的是哪种物质______。（A）

A.               B.               C.              D. 

10.对于一非恒容均相化学反应，反应组分A的化学反应速率_______。（A）

A.       B.        C.       D. 

11.对于反应，则_______。（A）

A.                B.                 C.               D. 

12.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=_______。（C）

A. 1/4               B. 2/3                C. –1/4            D. –2/3

13.气相反应进料时无惰性气体，与以2∶3摩尔比进料，则膨胀因子=_______。（B）

A. –1               B. –2/3              C. 2/3              D. 1

14.化学反应速率式为，如用浓度表示的速率常数为，用压力表示的速率常数为，则=_______。（B）

A.          B.            C.         D. 

15. 化学反应速率式为，如用浓度表示的速率常数为，用压力表示的速率常数为，则=_______。（D）

A.          B.            C.         D. 

16.反应，，则反应级数n=_______。（B）

A. 0              B. 1                    C. 2                 D. 3

17.反应A + B → C，已知，则反应级数n=_______。（B）

A. 0              B. 1                    C. 2                 D. 3

18.反应3A → P，已知，则反应级数n=_______。（A）

A. 0              B. 1                    C. 2                 D. 3

19.下列属于平行反应的是_______。（C）

A. A + B → P     B.     C.    D.A + B → P = R + S

20.串联反应A → P（目的）→R + S，目的产物P的得率=_______。（B）

A.       B.             C.          D. 

21.串联反应A → P（目的）→R + S，目的产物P与副产物S的选择性=_______。（C）

A.       B.             C.          D. 

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

A.       B.             C.         D. 

23.如果平行反应均为一级不可逆反应，若＞，提高选择性应_______。（B）

A. 提高浓度       B. 提高温度             C. 降低浓度          D. 降低温度

24. 如果平行反应均为一级不可逆反应，若＞，提高收率应_______。（C）

A. 提高浓度        B. 降低浓度          C. 提高温度          D. 降低温度

25.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：                                             

  即                                          

达20%时，                                             

式中M为常数

∴ 

E=29.06（kJ/mol）  

第三章  理想反应器

1.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。（全混流、平推流）

2.全混流反应器的空时τ是_______与_______之比。（反应器的有效容积、进料流体的体积流速）

3.对同一简单反应，在相同的工艺条件下，为达到相同的转化率，平推流所需的反应器体积_______全混釜所需的体积（小于）

4.全混流反应器的定常态操作点的判据为_______。（）

5.全混流反应器的返混_______。（最大）

6.平推流反应器的返混为_______。（零）

7.对于恒容的_______管式反应器平均停留时间、反应时间、空时一致。（平推流）

8.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）

9.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）

10.分批式操作的完全混合反应器非生产性时间不包括下列哪一项_______。（B）

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

11.全混流釜式反应器最多可能有_______个定常态操作点。（C）

A. 1                B. 2                  C. 3               D. 4

12.全混流反应器中有_______个稳定的定常态操作点。（B）

A. 1                B. 2                  C. 3               D. 4

13.对于单一反应组分的平行反应，其瞬间收率随增大而单调增大，则最适合的反应器为_______。（A）

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

14. 对于单一反应组分的平行反应，其瞬间收率随增大而单调下降，则最适合的反应器为_______。（B）

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

第四章  非理想流动

1.停留时间分布的密度函数E（θ）=_______E（t）。（）

2.表示停留时间分布的分散程度的量_______。（）

3.平推流管式反应器时，E（t）=_______。（∞）

4.平推流管式反应器时，E（t）=_______。（0）

5.平推流管式反应器时，F（t）=_______。（1）

6.平推流管式反应器＜时，F（t）=_______。（0）

7.平推流管式反应器其E（θ）曲线的方差_______。（0）

8.平推流管式反应器其E（t）曲线的方差_______。（0）

9.全混流反应器其E（θ）曲线的方差_______。（1）

10.全混流反应器其E（t）曲线的方差_______。（）

11.偏离全混流、平推流这两种理想流动的非理想流动，E（θ）曲线的方差为_______。（0～1）

12.当流体在半径为R的管内作层流流动时，管壁处的流速_______。（0）

13.脉冲示踪法测定停留时间分布对应曲线为_______。（E（t）曲线）

14.阶跃示踪法测定停留时间分布对应曲线为_______。（F(t)曲线）

24.非理想流动不一定是由_______造成的。（返混）

25.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）

49.脉冲示踪法测定停留时间分布对应曲线为_______。（A）

A. E（t）曲线       B. F（t）曲线         C. I（t）曲线      D. y（t）曲线

50.阶跃示踪法测定停留时间分布对应曲线为_______。（B）

A. E（t）曲线       B. F（t）曲线         C. I（t）曲线      D. y（t）曲线

51.平推流流动的E（t）曲线的方差_______。（A）

A. 0                B. 0～1               C. 1               D. ＞1

52.全混流流动的E（t）曲线的方差_______。（C）

A. 0                B. 0～1               C. 1               D. ＞1

第五章  非均相反应动力学

1.工业催化剂所必备的三个主要条件是：_______、_______、_______。（活性好、选择性高、寿命长）

2.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。（多、单）

3.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）

4.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_______的影响。（内扩散、外扩散）

5.测定气固相催化速率检验外扩散影响时，可以同时改变催化剂装量和进料流量，但保持_______不变。（）

6.测定气固相催化速率检验外扩散影响时，可以同时改变_______和_______，但保持不变。（催化剂装量、进料流量）

7.测定气固相催化速率检验内扩散影响时，可改变催化剂的_______，在恒定的下测_______，看二者的变化关系。[粒度（直径）、转化率]

8.测定气固相催化速率检验内扩散影响时，可改变催化剂的粒度（直径），在恒定的_______下测转化率，看二者的变化关系。（）

9.对于多孔性的催化剂，分子扩散很复杂，当孔径较大时，扩散阻力是由分子间碰撞所致，这种扩散通常称为_______。[分子扩散（容积扩散）]

10.对于多孔性的催化剂，分子扩散很复杂，当微孔孔径在约0.1um时，分子与孔壁的碰撞为扩散阻力的主要因素，这种扩散称为_______。（努森扩散）

11.等温催化剂的有效系数η为催化剂粒子的______________与催化剂内部的_______________________________之比。（实际反应速率、浓度和温度与其外表面上的相等时的反应速率）

12.气—固相催化反应的内扩散模数的大小可判别内扩散的影响程度，愈大，则粒内的浓度梯度就_______，反之，愈小，内外浓度愈近于_______。（愈大、均一）

13.下列不属于Langmuir型等温吸附的假定的是_______。（B）

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

15.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。（B）

A. 0.01um           B. 0.1um              C. 1um             D. 1nm

16.催化剂颗粒扩散的无因次扩散模数值的大小反映了表面反应速率与_______之比。（C）

A. 扩散速率         B. 外扩散速率         C. 内扩散速率      D. 实际反应速率

1．试运用适当的普遍化关系计算1mol的1，3-丁二烯从2533.13kPa和400K压缩到12665.63kPa和550K时的焓变和熵变。已知1，3-丁二烯在理想气体状态时的定压摩尔热容为：=）

解：由附录查出1，3-丁二烯的临界常数和偏心因子为

， ， 

则

， 

查图可知，状态①时使用Pitzer对比第二维里系数普遍化关联式较为合适，

则

下面再求理想气体状态下的恒压焓变与熵变。1，3-丁二烯在理想气体状态时的定压摩尔热容为：

  =）

则

=17151J/mol

因为理想气体的焓仅是温度的函数，则

 =0

对理想气体有

得

而剩余性质可由普遍化热力学性质表得到：

 ，  

则 

剩余性质可由普遍化熵差图查得

 ， 

则

状态②的压缩因子可由教材图2-7和图2-8的普遍化压缩因子图查得

 ， 

则  

最后得到

 （J/mol）

 =16.75