期末复习提纲 1

发布 2021-05-18 21:03:28 阅读 4581

反应器选型。

1、 均相反应器的选型(管式反应器、釜式反应器的应用、特点、结构、选型依据)

2、 非均相反应器的选型(气固相催化反应器:固定床反应器、流化床反应器的应用、特点、结构、选型依据)

反应器的设计及优化。

动力学基础。

1、 基本概念。

宏观动力学、本征动力学、化学动力学方程、均相反应、单一反应、复杂反应、基元反应、非基元反应、转化率、反应分子数、反应级数、反应活化能、催化作用的定义、催化剂的特征、组成及功能。

2、 均相反应动力学。

单一反应的动力学方程。

反应速率的定义:

化学反应速率是单位时间,单位反应体积内反应物的消耗量或产物的生成量。

各反应速率间的关系:

当v恒定时,

即以各组分的摩尔浓度的变化速率来表示反应速率,上式仅适用于分批式操作。

对连续操作(开放系统)

恒温恒容条件下零级、一级、二级不可逆反应的动力学计算。

公式、特点)

a→产物(零级。

a产物(一级。

2a 产物(二级)

a+b产物()

a+b产物()

恒温变容条件下:

膨胀因子的定义及涵义。

恒温变容条件下0级、1级反应的动力学计算。

复杂反应的动力学方程。

掌握可逆反应、平行反应、连串反应的动力学方程的表达。

可逆反应:一级反应) 主)副)

假设其均为一级不可逆反应,其微分速率方程:主)副)

反应物a的总反应速率为:

3、 非均相反应动力学。

气固催化反应过程的一般步骤及控制步骤。

兰格缪尔吸附模型及吸附等温方程(单组分不解离吸附、两组分不解离吸附)

练习。填空、判断与选择。

1、反应时间与初始浓度无关的是___级反应。

2、对反应级数大于1的反应,达到同样转化率,初始浓度提高,反应时间增加。

3、对于反应级数小于1的反应,初始浓度提高时要达到同样转化率,反应时间减少。

4、反应级数n≥l的反应,大部分反应时间是用于反应的末期。高转化率或低残余浓度的要求会使反应所需时间大幅度地增加。

5、有几个反应同时进行,要用几个动力学方程式才能加以描述的称为___反应。

6、所谓双分子反应是针对基元反应而言的。

7、对非基元反应,反应级数等于化学反应式的计量系数。

8、反应级数只反映反应速率对___的敏感程度。级数越高,__对反应速率的影响越大。

9、活化能只表明反应速率对___的敏感程度。活化能越大,__对反应速率的影响越大。

10、反应a + b → c,已知,则反应级数n=__

a. 0b. 1c. 2d. 3

11、反应3a → p,已知,则反应级数n=__

a. 0b. 1c. 2d. 3

12、下列属于均相反应的是___

a. 催化重整 b. 催化裂解 c. hcl与naoh的中和

d. 水泥制造。

13、下列属于非均相反应的是___

a. 乙酸乙酯水解 b. 氢气燃烧 c. hcl与naoh的中和

d. 催化裂解。

14、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. b. c.

d. 15、对于一非恒容均相化学反应,反应产物b的化学反应速率___

ab. c.

d. 理解下列术语:

1. 间歇操作、半间歇操作、连续操作、化学反应速率、化学动力学方程、均相反应、单一反应、复杂反应、基元反应、单分子反应、反应级数。

2. 按照结构原理特点,化学反应器可分为哪些类型?

3. 化学反应器有哪三种操作方式?各有什么特点?

4. 对于多组分单一反应系统,各组分的反应速率存在怎样的关系。

5. 如何理解反应级数和活化能与反应速率的关系?

6. 恒温恒容均相0级、1级、2级不可逆反应的积分式的应用。

7. 如何判断一级反应?

8. 复杂反应有哪些类型?

9. 复杂反应中某一组分的生成速率如何表达?

流动模型部分。

1、 基本概念。

停留时间、返混。

2、 理想流动模型。

理想置换流动模型的特点。

理想混合流动模型的特点。

3、 理想反应器的停留时间分布及其性质(不要求)

脉冲法:反应器中的流体流动达到定态后,在极短的时间内将示踪物注入进料中(或者将示踪物在瞬间代替原来不含示踪物的进料,然后又马上恢复原来的进料),然后分析出口物料中示踪物浓度随时间的变化,从而确定停留时间分布。

阶跃法: 反应器中流体流动达到定态后,自某一瞬间起连续加入示踪物(或全部切换为只含示踪物的进料),然后检测出口物料中示踪物浓度随时间的变化,以确定停留时间分布。

过程实质:输入浓度从一个稳态到另一个稳态的阶梯变化。

数学期望:停留时间的数学期望就是物料在反应器中的平均停留时间。

方差:方差是停留时间分布分散程度的量度。

理想置换和理想混合的方差?

4、非理想流动。

实际反应器中流动状况偏离理想流动状况的原因。

降低返混程度的措施。

练习:填空与判断:

1、 理想流动模型分为两种类型,即___和___

2、 返混专指___进入反应器的物料之间的混合。

3、 说明下列反应器中的返混情况:

间歇反应器中返混为___理想置换反应器返混为___

4、 理想混合反应器返混为___非理想流动反应器返混为___

5、 返混带来的最大影响是。

6、 返混对反应来说是有害的,必须采取各种措施进行抑制。

7、 降低返混程度的主要措施是___通常有___和___两种,其中重要的是。

8、 连续搅拌釜式反应器为减少返混,工业上常采用___的操作。

理想反应器设计

1、反应器计算的基本内容及基本方程。

2、各种反应器的设计计算。

间歇操作釜式反应器:

特点。体积和数量计算。

动力学计算法

或 间歇操作釜式反应器达到一定转化率需要的反应时间,只取决于过程的反应速率,与反应器的大小无关。

连续操作釜式反应器:

基本特征:过程参数既不随时间变化,也不随反应器内部空间位置而变化,各处的物料组成和温度都是相同的,且等于出口处的组成和温度。

单个连续操作的釜式反应器:

多个串联连续操作的釜式反应器。

解析法 **法:已知ca0 、can (或xan)、vri,求n 。

连续操作釜式反应器的稳定操作。

热稳定性的概念:反应器本身对热的扰动有无自行恢复平衡的能力。有,则是热稳定性的;无,则是热不稳定性的。

热平衡:热稳定。

qr=qc其他条件不变,仅进料温度或进料流量变化对釜式反应器热稳定性的影响。

半间歇操作的釜式反应器。

工业应用。通常使用的几种半间歇操作形式。

连续操作的管式反应器。

基础计算方程式:

或 恒温恒容的管式反应器的计算:

零级反应:一级反应:

二级反应:反应器生产能力的比较。

间歇釜式、连续管式、连续釜式生产能力的比较;

多个串联的连续操作釜式反应器的组合优化:掌握两釜串联,等温下进行一级不可逆反应的优化问题;

自催化反应的组合优化:自催化反应的速率特征,自催化反应的组合优化;

复杂反应的选择性。

复杂反应选择性的定义:

掌握可逆反应和一级不可逆连串反应的浓度效应和温度效应,会根据动力学分析选择最佳反应器型式或反应器组合方式,或适宜的投料方式。

练习:1、某一反应要求反应物a浓度低、b浓度高对反应有利,应采用以下半间歇操作形式中的___情况。

ab c d

2、下列操作方式适合用于可逆反应。

a b c d

3、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。

4. 如果平行反应均为一级不可逆反应,若>,提高选择性应___

5、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=__

a. 1/4 b. 2/3c. –1/4d. –2/3

6、全混流反应器稳定的定常态操作点的判据为。

7、对于自催化反应,最合适的反应器为___全混流串平推流)

8、在间歇反应器中进行等温二级反应a → b,,当时,求反应至所需时间t=__秒。(d)

a. 8500b. 8900c. 9000d. 9900

9、对于反应级数n>0的不可逆等温反应,为降低反应器容积,应选用___

a. 平推流反应器b. 全混流反应器。

c. 循环操作的平推流反应器 d. 全混流串接平推流反应器。

10、对于反应级数n<0的不可逆等温反应,为降低反应器容积,应选用___

a. 平推流反应器b. 全混流反应器。

c. 循环操作的平推流反应器d. 全混流串接平推流反应器。

11、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. 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。

12、 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___

复习提纲 1

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复习提纲 1

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