化學反應過程簡答填空名詞解釋任何化工生產，從原料到產品都可以概括為原料預處理，化學反應過程和產物的后處理三個構成部分，而化學反應過程是整個化工生產的關鍵。工業反應器中對反應成果產生影響的重要物理過程是：1，由物料的不均勻混合和停留時間不一樣引起的傳質過程；2，由化學反應的熱效應產生的傳熱過程；3，多相催化反應中在催化劑微孔內的擴散與傳熱過程。化學反應和反應器的分類：1.按反應系統設計的相態分類分為：eq\o\ac(○,1)均相反應，包括氣相均相反應和液相均相反應；eq\o\ac(○,2)非均相反應，包括氣-固相、氣-液相、液-固相、氣-液-固相反應。2.按操作方式分類分為：間歇操作，持續操作和半持續操作。3.按反應器型式來分類分為：管式反應器，槽式反應器和塔式反應器。4.按傳熱條件分為：等溫反應器，絕熱反應器和非等溫絕熱反應器。化學反應工程的基本研究措施是數學模型法。反應速率：單位反應體系內反應程度隨時間的變化率。反應動力學方程：定量描述反應速率與影響反應速率原因之間的關系式。半衰期：反應轉化率從0變成50%所需時間稱為該反應的半衰期。建立動力學方程的措施有：積分法、微分法、最小方差分析法。反應器開發的三個任務：eq\o\ac(○,1)根據化學反應動力學特性來選擇合適的反應器型式；eq\o\ac(○,2)結合動力學和反應器兩方面特性來確定操作方式和優化操作條件；eq\o\ac(○,3)根據給定的產量對反應裝置進行設計計算，確定反應器的幾何尺寸并進行評價。反應器設計計算所波及的基礎方程式就是動力學方程式、物料衡算方程式和熱量衡算方程式。停留時間分布：在反應器中，由于流動狀況不一樣，物料微元體在反應器中的停留時間也許是各不相似的，存在一種分布，稱為停留時間分布平均停留時間：各流體微元從反應器入口到出口所經歷的平均時間稱為平均停留時間。充足混合：指反應器內的物料在機械攪拌的作用下參數各處均一。間歇反應器特性：eq\o\ac(○,1)由于劇烈攪拌、混合，反應器內有效空間中各未知的物料溫度、濃度都相似；eq\o\ac(○,2)由于一次加料，一次出料，反應過程中沒有加料、出料，所有物理在反應器中停留時間相似，無返混現象；eq\o\ac(○,3)出料構成與反應器內物理的最終構成相似；eq\o\ac(○,4)為間歇操作，有輔助生產時間。平推流反應器：指通過反應器的物料沿著同意方向以相似速度向前流動，像活塞同樣在反應器中向前平推。理想置換反應器的特性：eq\o\ac(○,1)物料無返混，所有物料通過反應器時間相似。eq\o\ac(○,2)在垂直于流動方向上的同一截面，不一樣徑向未知的流體特性是一致的。eq\o\ac(○,3)在定常態下操作，反應器內的狀態只隨軸向位置變化，不隨時間變化。全混流反應器特性：eq\o\ac(○,1)物料在反應器內充足返混；eq\o\ac(○,2)反應器內各處物料參數均一；eq\o\ac(○,3)反應器的出口構成與內物料構成相似；eq\o\ac(○,4)反應過程中持續進料與出料，是一定常態過程。循環反應器的基本假設：反應器內為理想活塞流動；管線內不發生化學反應;整個體系處在定常態操作。PFR和CSTR的選擇：轉化率低的自催化反應，CSTR優于PFR；轉化率高的PFR較合適。可逆反應速率總是隨轉化率升高而減少。可逆吸熱反應速率總是隨溫度升高而加緊，而可逆放熱反應按最佳溫度曲線操作時速率最大。平行反應：反應物能同步進行兩個或兩個以上的反應。稱之為平行反應連串反應：指反應產物能深入反應成其他副產物的過程。連串反應中，為了提高目的產物的收率，應盡量使k1/k2比值增長，使cA度增長，cP濃度減少。反應速率常數k與濃度無關，只有變化溫度可以影響k1/k2提高溫度對活化能大的反應有利，若生成目的產物活化能較高，就應升高溫度，反之減少溫度。簡樸混合：假如本來在反應器不一樣位置的物料是在同一時間進入反應器的，發生混合作用時，這種混合稱為簡樸混合返混：假如本來在不一樣位置的物料是在不一樣步間進入反應器的，由于反應時間不一樣，物料的濃度是不一樣的，兩者混合后混合物的濃度與物料的濃度不一樣，這種混合過程稱為返混。示蹤劑應滿足的規定：eq\o\ac(○,1)示蹤劑與原物料是互溶的，但與原物料之間無化學反應發生；eq\o\ac(○,2)示蹤劑的加入必須對主流體的流動形態沒有影響；eq\o\ac(○,3)示蹤劑必須是能用簡便而又精確的措施加以確定的物質；eq\o\ac(○,4)示蹤劑盡量選用無毒、不燃、無腐蝕同步價格又較低的物質。（小編提醒，此題為簡答題，考試題幾率為90%）對比時間：用時間與反應器空時的比值作為自變量。非理想流動模型有：凝集流模型；多極混合槽模型；軸向擴散模型流體元：指流體流動的最小獨立單元。分散流體：流體元是分子的狀況，即流體以分子狀態均勻分散于系統中的流體。也叫微觀流體微觀混合：微觀流體的流體元以分子狀態相混合，稱為微觀混合凝集：流體的分子匯集成微小的集團存在于系統之中，這種局部分子匯集成團的現象稱為凝集凝集流體：流體流動的最小單元是凝集的分子集團的流體，也叫宏觀流體宏觀混合：宏觀流體分子集團的狀態相混合稱為宏觀混合模型法處理化學反應工程問題的環節：eq\o\ac(○,1)小試研究化學反應規律；eq\o\ac(○,2)根據化學反應規律合理選擇反應器類型；eq\o\ac(○,3)大型冷模試驗研究傳遞過程規律；eq\o\ac(○,4)運用計算機或其他手段綜合反應規律和傳遞規律，預測大型反應器性能，尋找優化條件；eq\o\ac(○,5)熱模試驗檢查模型的等效性。催化劑反應過程的特性：eq\o\ac(○,1)催化劑變化反應歷程，變化反應速率，其自身在反應前后沒有變化。eq\o\ac(○,2)對可逆反應，催化劑不會變化反應物質最終所能到達的平衡狀態。eq\o\ac(○,3)對任何一種可逆反應，催化劑即會加緊正反應速率，也必將以同樣的倍數加緊逆反應速率。eq\o\ac(○,4)催化劑對反應過程有良好的選擇性。多相催化反應過程的七個環節：eq\o\ac(○,1)反應組分從流體主體向固體催化劑外表面傳遞；eq\o\ac(○,2)反應組分從外表面向催化劑內表面傳遞；eq\o\ac(○,3)反應組分在催化劑表面的活性中心上吸附；eq\o\ac(○,4)在催化劑表面上進行化學反應；eq\o\ac(○,5)反應產物在催化劑表面解吸；eq\o\ac(○,6)反應產物從催化劑內表面向外表面傳遞；eq\o\ac(○,7)反應產物從催化劑的外表面向流體主體傳遞。固體催化劑包括：催化活性物質、載體、助催化劑和克制劑一種好的固體催化劑必須具有高活性、高選擇性、高強度和長壽命等特點載體在催化劑中可以起到的作用有：eq\o\ac(○,1)提供有效表面和合適的孔構造；eq\o\ac(○,2)使催化劑獲得一定的機械強度；eq\o\ac(○,3)提高催化劑的熱穩定性；eq\o\ac(○,4)提供活性中心；eq\o\ac(○,5)與活性組分作用形成新的化合物；eq\o\ac(○,6)節省活性組分用量。制備固體催化劑，一般在干燥后來，都需要通過高溫煅燒，其目的是：eq\o\ac(○,1)除掉易揮發組分，保證一定化學構成，從而使催化劑具有穩定的活性；eq\o\ac(○,2)使催化劑保持一定晶型、晶粒大小、孔隙構造和比表面積；eq\o\ac(○,3)提高催化劑的機械強度。雙曲線型本征動力學方程模型基本假設：在吸附-反應-脫附三個環節中必然存在一種控制環節，該控制環節的速率便是本正反應速率；除了控制環節外，其他環節均處在平衡狀態；吸附和脫附過程屬于理想過程，即吸附和脫附過程可用蘭格繆爾吸附模型加以描述計算題1-7.有一反應在間歇反應器中進行，通過8min后，反應物轉化掉80％，通過18min后，轉化掉90％，求體現此反應的動力學方程式。1-14.在間歇攪拌槽式反應器中，用醋酸與丁醇生產醋酸丁酯，反應式為：反應物配比為：A(mol):B(mol)=1:4.97，反應在100℃下進行。A轉化率達50％需要時間為24.6min，輔助生產時間為30min，每天生產2400kg醋酸丁酯（忽視分離損失），計算反應器體積。混合物密度為750kg·m-3，反應器裝填系數為0.75。1-23.反應A+B→R+S，已知VR=0.001m3，物料進料速率V0=0.5×10-3m3min-1，cA0=cB0=5mol·m3，動力學方程式為?rA=kcAcB，其中k=100m3kmol-1min-1。求：(1)反應在平推流反應器中進行時出口轉化率為多少？(2)欲用全混流反應器得到相似的出口轉化率，反應器體積應多大?(3)若全混流反應器體積VR=0.001m3，可到達的轉化率為多少?已知k=1m3kmol-1hr-1，cB0=3kmol·m-3，cA飽和=0.02kmol·m-3，水溶液流量為10m3hr-1。2-3.一級反應A→P，在一體積為VP的平推流反應器中進行，已知進料溫度為150℃，活化能為84kJ·mol-1，如改用全混流反應器，其所需體積設為Vm，則Vm/Vp應有何關系?當轉化率為0.6時，假如使Vm=Vp，反應溫度應怎樣變化?如反應級數分別為n=2，1/2，?1時，全混流反應器的體積將怎樣變化？2-4.在體積VR=0.12m3的全混流反應器中，進行反應，式min，兩種物料以等體積加入反應器中，一種含2.8kmolA·m，另一種含1.6kmolA·m中k1=7m3kmol-1min-1，mink2=3m3kmol-1min-1。設系統密度不變，當B的轉化率為75％時，求每種物料的流量。2-6.平行液相反應A→PrP=1A→RrR=2cAA→SrS=cA2已知cA0=2kmol·m-3，cAf=0.2kmol·m-3，求下列反應器中，cP最大為多少?(1)平推流反應器；(2)全混流反應器；(3)兩相似體積的全混流反應器串聯，cA1=1kmol·m-3。解：2-7.自催化反應A+P→2P的速率方程為：?rA=kcAcP，k=lm3kmol-1min-1，原料構成為含A13%，含P1%（摩爾百分數），且cA0+cP0=lkmol·m-3，出口流中cP=0.9kmol·m-3，計算采用下列多種反應器時的空間時間(τ=VR/V0)。(1)平推流反應器；(2)全混流反應器；(3)平推流與全混流反應器的最佳組合；(4)全混流反應器與一分離器的最佳組合。2-10.A進行平行分解反應，其速率式為↗RrR=1kmol·m-3min-1A→SrS=2cAkmo