化学反应工程网络作业..docx

2015-2016第一学期化学反应工程网络课堂作业1-1(B) 1.什么是间歇操作、连续操作？它们一般各有哪些主要特点？⑴间歇操作：将反应原料一次加入反应器，反应一段时间或达到一定的反应程度后一次取出全部的反应物料，然后进入下一轮操作。特点：反应过程中既没有物料的输入，也没有物料的输出，不存在物料的进与出。⑵连续操作：连续地将原料输入反应器，反应产物也连续地流出反应器。特点：物料连续输入，产物连续输出，时刻伴随着物料的流动。2. 根据反应物料的流动与混和状态，反应器可分为哪些类型？可分为：⑴理想流动模型（平推流反应器-PFR，全混流反应器-MFR或CSTR）⑵非理想流动模型3. 什么是流体的质点？停留时间分布、寿命分布和年龄分布分别是什么？? 什么又是返混？⑴流体的质点：代表一堆分子所组成的流体，它的体积比反应器的体积小到可以忽略，但其中所包含的分子足够多，具有确切的统计平均性质，如组成、温度、压力、流速；⑵①停留时间分布：由于连续反应器中的死角、沟流、短路等造成不同质点在反应器中的停留时间不同，形成停留时间分布；②寿命分布：反应器出口处质点的RTD；③年龄分布：仍然留在反应器中的质点的RTD；⑶返混：不同年龄质点间的混合—时间概念上的逆向。连续流动反应器中，反应物料的参数随空间位置而变，不同空间位置的物料由于倒流、绕流、回流等流动状况，使不同年龄的质点混合。1-2(B).什么是关键组分和关键反应？关键组分：为了能够计算所有气体组分的摩尔数变化，至少应该知道多少化学物质的摩尔数如何变化，这些物质称为关键组分。关键反应：为了说明所有组分的摩尔数变化，至少需要多少反应方程式，这些反应称之为关键反应。1-3(B) 1.什么反应体积？反应体积VR，是反应混合物在反应器中所占的体积，对于气-固相催化或非催化反应，反应体积是反应器中颗粒床层的体积，它包括颗粒的体积和颗粒之间的空隙。2.什么是空间速度？什么是接触时间？二者之间的关系？（1）空间速度（简称空速）（Space Velocity),以符号SV表示，是单体反应体积所能处理的反应混合物的体积流量。采用不含产物的反应混合物初态组成和STP状况来计初态体积流量。以Vs0表示。当反应混合物进入及离开反应器的组成处于定值时。空间速率愈大，表明反应器的时空产率（Space Time Yield，STY）愈大。（2）空间速度SV的倒数定义为标准接触时间τ0，即为反应体积VR与STP状况初始反应混合物体积流量Vso之比，即?τ0=1/SV=VR/Vs0 ? ? ?; ? ? ? ? VR与进口压力、温度下初始反应混合物体积流量V0之比，称为接触时间τ，? ? ? ? ? ? ? 即 ? ? τ=VR/V0。（3）两者的关系即为 τ=Vs0?/(SV*V0)3.在什么情况下，平均停留时间与接触时间相等？停留时间分布的测定是在流体不存在温度及组成变化的等容情况下进行，此时平均停留时间tm可按反应体积VR和等容情况下反应混合物的体积流量V0来计算，即tm=VR/V0。此时平均停留时间和接触时间相等。1-4(B).可逆放热反应的最佳温度和最佳温度曲线是什么？最佳温度：对于某一可逆放热反应，在一定的反应物系组成下，具有最大反应速率的温度称为相应于这个组成的最佳温度。最佳温度曲线:由相应于各转化率的最佳温度所组成的曲线，称为最佳温度曲线。? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?可通过实验测定和理论计算得到。第二章2-1(B)1.固体催化剂的主要成分包括什么？?活性成分（金属、金属氧化物）——催化作用助催化剂（结构性、调变性）——提高催化剂活性、选择性、稳定性载体（负载型催化剂）（氧化铝、二氧化硅、活性炭、硅胶、硅藻土等）——承载活性组分和助催化剂，增大表面积，提高活性、选择性、稳定性（载体和活性组分产生‘协同效应’）2.表征固体催化剂孔结构的参数有哪些？内表面积、孔容积Vg、孔隙率θ、催化剂固相的真密度ρt、催化剂颗粒表观密度或假密度ρp、堆积密度或床层密度ρb、床层空隙率ε。3.活性位理论是什么？活性位理论：活性位只占催化剂内表面积的很小一部分，在组成固体催化剂微晶的棱、角或突起部位上，由于价键不饱和而具有剩余力场，能将周围气相中的分子或原子吸收到处于这些部位的活性位上，即化学吸附作用。2-2(B)1.气固相催化反应本征动力学包括哪几个过程？①反应物被分布在催化剂表面上的活性物质吸附，成为活性吸附态；②活性吸附态组分在催化剂活性表面上进行反应，生成吸附态产物；③吸附态产物从催化剂活性表面上脱附。2.建立理想吸附等温方程的三个基本要点是什么？①催化剂表面是均匀的，即具有均匀的吸附能力，每个活性位都有相同的吸附热和吸附活化能；②吸附分子之间没有相互作用；③吸附和脱附可以建立动态平衡。气-固相催化反应过程由反应