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1、第一章 应用化学反映动力学及反映器设计基本一、思考题1、间歇系统与持续系统中,反映速率的定义式?2、反映系统中反映速率与化学计量系数有何关系?3、反映速率可以用浓度ci、分压i或摩尔分率yi来表述，相应的速率常数kc、kp、y之间有何关系？4、温度增长，反映速率常数肯定增长，对否？5、空速的定义是什么?它的大小反映了反映器的什么能力? 6、转化率的定义是什么？在复杂反映系统中,它与否能起到在简朴反映系统中所起到的作用?7、化学反映中哪种吸附起重要作用？8、惰性物质不参与反映,因此对吸附、脱附无任何影响,对否?、体现反映系统体积变化的参数是什么?1、方程式中反映前后摩尔数的变化与否表达反映体积的
2、变化?第二章 气固相催化反映本证及宏观动力学一、思考题1、对于球形催化剂,西勒模数（Thiele）越大,则催化剂的内扩散有效因子如何变化?、如果在某催化剂上测得的反映速率为r，而内扩散有效因子为0.8，则此反映速率与否为本征反映速率？3、对于气固相反映，什么状况下,可以不考虑分子扩散的影响？、对于球型催化剂粒子,西勒模数的定义式是什么？ 5、本征化学反映速度在内外扩散阻力完全消除的状况下与宏观化学反映速度有何关系?6、孔构造对内扩散有无影响?7、在气体的扩散过程中,如果催化剂的孔径远远不不小于分子的平均自由程时，可以不考虑哪种扩散?8、对于气-固相反映,如果本征动力学方程式为r,催化剂的内扩散
3、有效因子为，则宏观动力学方程式应如何表达?二、计算题1、某可逆反映:，其均匀表面吸附机理的动力学方程式为： 试写出反映机理及控制环节，并证明之。2、某可逆反映:，其均匀表面吸附的机理动力学方程式为： 试写出反映机理及控制环节，并证明之。3、某可逆反映：的均匀表面吸附机理动力学方程式为: 试写出反映机理及控制环节，并证明之。4、丁烯在某催化剂上制取丁二烯的总反映方程式为，假设丁烯脱氢化学反映按如下环节进行:() (b） () 写出(b)为控制环节的均匀吸附动力学方程,若反映物和产物的吸附都很若,问此时反映对丁烯是几级反映。5、用直径为6毫米的球形催化剂进行一级不可逆反映R+P,气相中A的摩尔分数
4、=.50,操作压力=0.1013MPa，反映温度T=500，已知单位体积床层的反映速度常数为033-，床层空隙率为05，组分在颗粒内的有效扩散系数为0.00296cm2/,外扩散传质系数为40m/h,计算： (1) 催化剂内扩散效率因子，其影响与否严重。 (2） 催化剂外表面浓度CS，并阐明外扩散影响与否严重() 计算传质速度。6、体积为100立方米的管式反映器内部充填半径为.5毫米的球形颗粒催化剂,气体稳定期，每秒有0.24mol的反映物A按等温一级不可逆反映分解,反映物A在颗粒内的有效扩散系数为121-6m2s，气流中反映物A的分压为0.1013Ma,70K。() 试估计催化剂颗粒内部的内
5、扩散效率因子。(） 若催化剂的活性提高一倍,微孔的有效扩散系数下降为710-7m2s，问内扩散效率因子为多少。（)若催化剂活性提高一倍，有效扩散系数仍为71-72/,如果规定内扩散效率因子不变，问催化剂颗粒大小为多少?7、某气固相一级不可逆催化反映，已知反映温度为35,在该温度下反映速度为1.15-5mol/.s,颗粒外表面A组分的浓度为1.110-5mol/cm3,的分子量为128,催化剂颗粒为球形，直径为0.18m,颗粒密度为p1.0c3,孔隙率=0.4，比表面S=468m2/g，曲节因子=.9,若分子扩散可不考虑,试求催化剂的内扩散效率因子。8、石油炼制过程中,常需要用空气进行催化剂的烧
6、焦反映，使催化剂再生，反映可视为一级不可逆反映,已知烧焦反映于780,1013105a下进行,球形颗粒直径为4毫米,催化剂时本征反映速度0.42mol/m.s，反映热为19800 Jmol,有效扩散系数为4.7510-7m2/s，有效导热系数为066Wm.k，试求颗粒内最大温差及内扩散效率因子。9、用空气在常压下烧去催化剂上的积碳,催化剂颗粒直径为5mm,颗粒有效导热系数为0.5J/m.,每燃烧1ml放出热量J,燃烧温度为6,氧在催化剂颗粒内的有效扩散系数为c2/s。试估计定态下催化剂颗粒表面与中心的最大温差。10、乙烯直接水合制乙醇可视为对乙烯的一级不可逆反映,在30，7.09Ma下，,采用
7、直径与高均为的圆柱形催化剂,求内扩散有效因子。11、某催化反映在500的催化剂粒子中进行，已知反映速度式为/.催化剂，P的单位为MPa,颗粒为5*5mm圆柱体，颗粒密度为08gcm3,粒子外表面上的分压为0.0132MPa，粒内组分的有效扩散系数为.25c,试求此颗粒的内扩散效率因子。12、异丙苯在某催化剂上裂解生成苯，如催化剂为微球状，已知P1.06 g/3，颗粒孔隙率0.52,g=350m2，求在50,1am,异丙苯在催化剂微孔中的有效扩散系数。异丙苯的分子量为120，微孔的曲节因子=3，异丙苯苯的分子扩散系数为.55/s。球型催化剂颗粒直径为0 cm,5时该反映的速率常数=0.2 -1，
8、试求此催化剂的内扩散效率因子。13、计算660K和30atm下,在孔隙催化剂中,噻吩(分子量84）在氢气中的有效扩散系数。已知催化剂的比表面Sg=80m2g,颗粒的孔隙率=0.,颗粒的密度p.4gc3,分子扩散系数B0.052/,微孔的曲节因子=2,（颗粒为球型）。第三章 釜式及均相管式反映器一、思考题、返混的定义是什么?返混与否总是有害的?2、导致非抱负流动的重要因素有哪些?其主线因素是什么?3、返混能导致非抱负流动,对否?4、反映器设计的基本方程涉及哪些内容？5、绝热温升(降)的物理含义是什么?、串、并连操作各有何特点？工业上何时采用串联操作?何时采用并联操作?两者与否可以互相替代？7、一
9、般状况下返混对反映成果均有不利影响,对否？8、CS串联与否好于单个大体积的CTR?与否工业上都用多种CST串联来替代单个CST?多釜串联时与否串联级数越多越好?9、对一级不可逆反映，在相似的反映条件下完毕相似的任务时,两个体积相似的CSR串联、并联的成果与否相似?如果不相似，哪种成果好？10、CSTR与PFR串联操作时,其顺序的变化与否影响反映成果? 11、什么状况下串联操作与单个反映器操作的成果完全相似?12、反映体积的变化与否影响反映成果？它是通过什么途径起的作用？对于不同反映级数的反映影响限度与否相似?13、转化率与体积变化相比哪个对反映成果影响大?14、反映体积增大与减少对反映成果有何
10、影响?对不同反映级数的反映影响限度与否相似?15、如果主反映级数不小于副反映级数，体积增大对反映与否有利?1、如果反映温度提高后,目的产物的选择性明显增长,从中可以得出什么结论?17、瞬时选择性与总选择性有何关系？两者与否可以相等?18、反映器多态的物理含义是什么?二、计算题1、以醋酸()和正丁醇(）为原料在间歇反映器中生产醋酸丁酯,操作温度为10,每批进料1的A和4.96的,已知反映速率,试求醋酸转化率分别为0.5、.、0.99时所需的反映时间。已知醋酸与正丁醇的密度分别为960和74。、生化工程中酶反映+PP+为自催化反映，反映速率式为,某温度下k1.512,原料中具有0.9kol/m，含
11、为0.01/m，规定A的出口浓度达到CAf.01kl/m3,该反映器的解决能力为V0=10m3/时，试求：（1) 反映速率达到最大时A的浓度;(2） 采用CSTR反映器时的体积;(3) 采用PFR反映器时的体积。3、由醋酸与丁醇生产醋酸丁酯，化学反映为:CHCOH(A)+4HC3COC4H9+H2，每小时解决原料量为35kg,反映混合物密度为0.7k/l,原料配比为醋酸:丁醇=：.97(ol),动力学方程为,求反映器的有效容积:(1)用一种全混流反映器；(2)用两个全混流反映器串联，已知：,() 用一种平推流反映器。4、在间歇反映器中进行液相反映AP，测得此二级反映的反映速度常数为k61.50
12、-2lmol.h,0.307mol/,计算当CB0CA0=1和5,转化率分别为05、0.、0.9所需的反映时间,并对计算成果加以讨论。5、在等温间歇反映器中进行皂化反映: HCOOC2H5NaHH3CONa+25OH该反映对乙酸乙酯和氢氧化钠均为一级,反映开始时乙酸乙酯和氢氧化钠的浓度均为0.2ml/l，反映速度常数为=5.6/min.mol,规定最后转化率为0.95，试求所需的反映时间。6、在平推流反映器中进行等温一级反映,出口转化率为0.90,现将该反映移到一种等体积的全混流反映器中进行，且操作条件不变，问出口转化率是多少？、在15等温平推流反映器中进行一级不可逆反映，出口转化率为0.60
13、，现改用等体积的全混流反映器操作，料液流率及初浓度不变，规定转化率达到0.70，问此时全混流反映器应在什么温度下操作,已知反映活化能为83.kJ/ol。8、在全混流反映器中进行如下液相可逆反映: 在20时,反映速率,反映器的体积为100mL，两股进料流同步等流量进入反映器,一股含,另一股含,当的转化率为80时,每股料液流量为多少。、液相自催化反映P，反映速度,k=1-3mols,进料体积流率V0=0.0023s，进料浓度CA0=2kmol/m3,CP00，问当X098时,下列多种状况下的反映器体积。(1）单个平推流反映器；(2) 单个全混流反映器；(3) 两个等体积全混流反映器串联。10、在全
14、混流反映器中进行一级可逆反映,已知该反映温度下的平衡转化率，反映器出口实际转化率，问如何调节加料速率，可使反映转化率达。11、在平推流反映器中进行气相反映:，,反映器进口,含65，其他为惰性组分(mol)，反映是在550K和3kg/cm下进行反映，已知进料中的流量为10 mo/mi，为使转化率达80，试求: 所需的空速为多少； 反映器的有效容积为多少?2、某气相不可逆反映:AB2C，在6,5a下的平推流反映器内进行,原料气中含5的和25%的惰性物料(l),物料的体积流量为, A和惰性物料的分子量分别为6和40,反映速度常数为,转化率控制为7%,试求： 所需的空速为多少? 反映器的容积为多少?1、某气相反映：,已知物料的体积流量, ，转化率，计算下列各状况的反映器的体积(纯进料）: 单个平推流反映器； 单个全混流反映器；两个等体积全混流反映器串联。4、在平推流反映器中，以乙烷气体为原料进行裂解制乙烯:C2H6H4+H2;动力学方程式为：，反映温度为900,压力为14at(绝压)，反映速度常数k=16.45-1,进料为乙烷与水的混合物,其
