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1、化学反应工程（本）阶段练习一一、填空1）化学反应工程研究目的是工业反应过程的优化。2）优化的技术指标有反应速率、反应选择率、能量消耗。3）优化的决策变量有结构变量、操作方式、工艺条件。4）排除一切传递过程影响的动力学称为微观动力学（或本征动力学）。5）包含传递过程影响的动力学称为宏观动力学（或表观动力学）。6）反应级数的工程意义是反应速率对组分浓度变化的敏感程度。7）活化能的工程意义是反应速率对温度变化的敏感程度。8）典型化学反应大致可分为简单反应（包括自催化反应）；可逆反应；平行反 应；串连反应。9）理想反应器包括理想间歇反应器和理想管式反应器10）一级反应的重要特征是反应转化率与初浓度无关
2、。二、单选或多选题消除了物理过程影响的动力学称为c 。a.颗粒动力学b.宏观动力学c.本征动力学d.床层动力学达到相同转化率所对应的a相同是一级反应特征的重要判据。a.反应时间b.速率常数c.初浓度d.残余浓度技术指标包括 B，C，D.a.收率b.能耗c.选择性d.反应速率常用的流固相反应模型包括B, C。a.全混流模型 b.整体模型c.收缩未反应芯模型 上平推流模型三、图解题简单反应A-P,（-，吃，在间歇反应器中反应。试画出下列不同级 数时相应坐标的关系曲线。画出自催化反应的下列关系图。三、计算题(1)有下列两个反应：a. C2H4的二聚反应，反应温度为200C，反应活化能E = 56.9
3、kJ /molb. C2H6的二聚反应，反应温度为200C，反应活化能E = 104.6kJ /mol为使反应速率提高一倍，计算所需提高的温度为多少？并讨论所计算的结果。解：反应速率提高一倍，即= 2 k1ln、= E (上一 1)k R T T1)n T= 481.56K 2:c 156900：1ln2 =(8.314 473.15也=8.4CI c 104600,1ln2 =(8.314 473.15也=12.7C分别提高温度为8.4OC和12.7 OC结论：不同反应活化能(E)，化学反应速率对温度的变化敏感程度不同。E越大，温度对化 学反应速率的影响越大。醋酸和乙醇的反应为二级反应，在间
4、歇反应器中进行，5min转化率可达50%， 问转化率75%需要增加多少时间。解：二级反应，有:1 = C - k -1A.t _ x1 -0.51 -0.75_1,，厂 1-XA】 xA2A2 = 1-0.50.75 = 3t = 3 x 5 = 15minAt = t -1 = 10 min.再需要10min.己二醇和己二酸以等分子比用H 2 S?作催化剂进行缩聚反应，生成醇酸树脂， 其反应速率方程式为(-r )= kc2 ,c = 0.004k m d l。现在用间歇反应器进行生产，每批操作的加料、出料和清洗等辅助时间为1h， 若每天处理2400kg己二酸(己二酸分子量为146)，己二醇和
5、己二酸的转化率为 80%，反应釜装料系数为0.75, 70C时，k = 1.971 /(kmol min)。试计算反应釜的体积。解：对于反应物料满足:C.CA011 CA0(1-XA)CA0代入数据，有:=a0(1-Xa)CA01 = 11.97 品 0.2 0.0041 ) = 507.6min每次加料时间t = 60min则每做一批需要时间t = t +1 = 567.6 minn2400/每天处理的物料量k =白=毕=4.11m3._,24x60在一天内的生产周期a = 2.537批567.5-V 4.11 一 一每批的物料体积为十a=击=1.62m，即为所需要的反应器有效体积。考虑反应器装料系数0.75，则反应器总体积为:V 1.62V = -r = 2.16m3sum 中 0.75
