2019化学反应工程试卷

仔细观察各图，分别写出由各图得到的信息。

p121）根据阿伦尼乌斯关系式，以㏑k对1/t绘图，可得一条直线，直线的斜率即为﹣e/r，因此，若活化能e值大，则斜率大；e值小，斜率小。

2）活化能越大，则该反应对温度越敏感。

3）对给定反应，反应速率与温度的关系在低温时比高温更加敏感。如图，在温度t=376k时，为使反应速率增加1倍，温升△t=87℃，而在t=1000k时，同样使反应速率增加1倍，所需温升则为△t=1000℃。

a→p→s的浓度-时间变化示意图。

化学反应工程第三版p22

该放映为串联反应示意图。

图中a的浓度呈指数降低，p的浓度随时间上升至一个最大值后在下降，而s的浓度随反应时间呈持续上升趋势。对于中间物p而言，其浓度在某一瞬间有最大值，此最大值及其位置也受k1和k2的大小所支配。

结论：1）为了提高目的产物的收率，应尽可能使k1/k2的值增加；

2）反应速率常数k与浓度无关，只有改变温度能够影响到k1/k2。

3)当生成p的活化能e1大于进一步生成s的e2时，升高温度对主反应有利；当e13.

由图可以得出，n代表n个釜，当n=1时，只有平推流反应器，在同一截面上的物料组成不随时间而变化，因此为一条直线。各操作线互相平行，说明各釜的容积相等。当级数为∞，则δca多=δca平。

可逆放热反应。

p53从图可以看出，对不可逆反应，无论系统的组成怎样，反应速率总是随着温度的上升而加大。因此，最大反应速率取决于系统允许的最高操作温度。对可逆吸热反应，升高温度，平衡转化率和反应速率两者皆增加，因此，它和不可逆反应的情况相同。

对于可逆放热反应，温度增加，平衡转化率下降，因此随着转化率增加，需逐渐降低系统的温度。

p、m分别代表平推流和全混流的情况)

1.反应级数＞0的反应，体积比＞1；

反应级数较大，体积比也更大；

零级反应，体积比=1；

反应级数＜0的反应，其规律正好和反应级数＞0的相反。

较小时，器内物料流动对反应器生产能力的影响较小；xa →0时，体积比→1；

xa增加，器内物料流动对反应器生产能力的影响显著增加。

3.反应过程中物料体积的变化对生产能力也有影响；

εa＞0的反应，体积比与恒容情况相比要大些；εa ＜0的则相反；

相比反应级数和xa，εa的影响程度要小得多。

结论：过程要求的转化率越高，返混的影响也越大，因此，对高转化率的反应宜采用平推理反应器。

1. xa、k2/k1相同时，pfr的收率始终比cstr的高。

2. k2/k1<<1, 两种操作在很大的xa范围内均可获得较高的收率；

3. k2/k1>>1, 高转化率下两种操作将导致无收率。因此，为了避免副产物s取代产物p，我们应将过程设计为通过反应器的反应物料a的转化率很小，离开反应器后，进入分离器，分离出p，然后把未反应的物料a再循环返回反应器。

p89 图（1）是停留时间分布密度函数e（t）,在不同瞬间同时进入系统的各批n个流体颗粒均具有相同的停留时间分布密度。图（2）是停留时间分布函数f（t），由图可得，停留时间趋于无限长时，f（t）也趋于1.综合两个图可以看出，e函数在任何停留时间t的值实际上也就是在f曲线上对应点的斜率。

此图为多级全混釜串联模型的曲线。由图可见，n愈大，峰形愈窄，当斧数n趋于无限大，则接近平推流的情况。