化学反应工程习题课1:[填空题]平推流管式反应器t≥时,F(t)=___________。平推流管式反应器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= ________________________________,物理意义是________,Pe准数愈大轴向返混程度就_________。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__________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__________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__________________,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________与________之比。无论何种形状催化剂颗粒,当________时,________,即内扩散的影响________,当________>3.0时,即内扩散影响严重,内扩散因子________。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,________值减小,________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________值减小,________值增大。5:[填空题]对于多孔性的催化剂,分子扩散很复杂,当________________________时,属于________,此时扩散速率主要受________所致与孔半径尺寸无关。当________________________时,属于________分子,此时主要是________,与________________________无关,则努森扩散系数为DK=。对于多孔颗粒中的颗粒有效扩散系数为Dei=________________________________________________6:[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_________、_________和_________过程。固体催化剂的比表面积的经典测定方法是基于________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 ________________________________其中Da称为________物理意义是________8:[填空题]反应级数n=________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________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________________________________________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________和________。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________________________________________和________________,二个特征值则是________和________。 12:[填空题]理想反应器中,平推流反应器的返混为______________,全混流反应器的返混_________。当完全没有返混时,=________,当返混达到极大程度时,=________,当返混介于二者之间时,即非理想流动时,介于________和________之间。13:[填空题]全混流反应器的容积效率η为________________与____________________之比。 14:[填空题]具有良好搅拌装置的釜式反应器按________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。 15:[填空题]理想反应器是指________。 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________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________失活。 17:[填空题]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。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________。当主反应的反应级数大于副反应时,内扩散使反应选择性________。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________。19:[填空题]多釜串联模型的平均停留时间,方差 20:[填空题]全混流反应器中有_________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________和________。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________________23:[填空题]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。 24:[填空题]Langmuir型等温吸附的假定________________________________________________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________和________。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=________,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________。 29:[填空题]化学反应过程按操作方法分为________、________、________操作。30:[填空题]化学反应工程是一门研究________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________________β值的大小取决于________________________的值。无量纲数为称为____________,物理意义是________。32:[填空题]在固定床内流体流动中存在壁效应,是指________,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________________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________,dT/d XA=0时,所对应的温度称为____________。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________。34:若反应系在绝热条件下进行,其绝热方程为________________________________________________,则________________。绝热条件下进行吸热反应时,反应温度随转化率的增加而________,对于不可逆放热反应时,反应温度随转化率的增加而________。对于管式反应器,一般情况下选择________的进料温度是有利的。
3.0时,即内扩散影响严重,内扩散因子________。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,________值减小,________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________值减小,________值增大。5:[填空题]对于多孔性的催化剂,分子扩散很复杂,当________________________时,属于________,此时扩散速率主要受________所致与孔半径尺寸无关。当________________________时,属于________分子,此时主要是________,与________________________无关,则努森扩散系数为DK=。对于多孔颗粒中的颗粒有效扩散系数为Dei=________________________________________________6:[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_________、_________和_________过程。固体催化剂的比表面积的经典测定方法是基于________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 ________________________________其中Da称为________物理意义是________8:[填空题]反应级数n=________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________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________________________________________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________和________。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________________________________________和________________,二个特征值则是________和________。 12:[填空题]理想反应器中,平推流反应器的返混为______________,全混流反应器的返混_________。当完全没有返混时,=________,当返混达到极大程度时,=________,当返混介于二者之间时,即非理想流动时,介于________和________之间。13:[填空题]全混流反应器的容积效率η为________________与____________________之比。 14:[填空题]具有良好搅拌装置的釜式反应器按________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。 15:[填空题]理想反应器是指________。 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________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________失活。 17:[填空题]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。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________。当主反应的反应级数大于副反应时,内扩散使反应选择性________。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________。19:[填空题]多釜串联模型的平均停留时间,方差 20:[填空题]全混流反应器中有_________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________和________。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________________23:[填空题]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。 24:[填空题]Langmuir型等温吸附的假定________________________________________________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________和________。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=________,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________。 29:[填空题]化学反应过程按操作方法分为________、________、________操作。30:[填空题]化学反应工程是一门研究________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________________β值的大小取决于________________________的值。无量纲数为称为____________,物理意义是________。32:[填空题]在固定床内流体流动中存在壁效应,是指________,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________________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________,dT/d XA=0时,所对应的温度称为____________。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________。34:若反应系在绝热条件下进行,其绝热方程为________________________________________________,则________________。绝热条件下进行吸热反应时,反应温度随转化率的增加而________,对于不可逆放热反应时,反应温度随转化率的增加而________。对于管式反应器,一般情况下选择________的进料温度是有利的。
题目解答
答案
1 ∞ uL r /Da 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) 愈小 平推流 全混流 梯尔模数 φ 表面反应速率 内扩散速率 φ<0.4 η=1 可忽略 φ η=1/φ φ η φ η λ/2r a ≤0.01 分子扩散 分子间碰撞的影响 λ/2r a ≥10 努森扩散 气体分子与孔壁的碰撞 孔半径 r a ε p D i /τ m 外扩散 内扩散 化学动力学 BET η=1/ ( 1+Da ), 丹克莱尔数, 化学反应速率与外扩散速率之比。 1 反应速率 累积量 = 输入量 - 输出量。 阶跃输入法 脉冲输入法 停留时间分布函数 F ( t ) 停留时间分布密度函数 E(t) 平均停留时间 停留时间分布的方差 0 最大 1 0 __0_ __1_ 反应时间 t 空时 τ 理想混合反应器 平推流 理想混合(完全混合)反应器、平推流(活塞流或挤出流)反应器 物理 化学 平推流管式 无影响 降级 降低 _2__ 积分法 微分法 吸附等温方程。 范德华力 化学键力 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。 颗粒体积 床层体积 -1/4 传质、传热、动量传递 分批式操作 连续式操作 半分批式 化学反应的工程问题 化学吸收的增大因子 , α 和 M 八田数 液膜内化学反应速率与物理吸收速率之比 靠近壁面处的空隙率比其它部位大 8 倍 先升高后降低 热点温度 大 T-T 0 = λ X A λ 称为绝热温升 下降 升高 较高