第三章 理想反应器
1. 理想反应器是指_______、_______。[理想混合（完全混合）反应器、平推流（活塞流或挤出流）反应器]
2. 具有良好搅拌装置的釜式反应器按_______反应器处理，而管径小，管子较长和流速较大的管式反应器按_______反应器处理。（理想混合反应器、平推流）
3. 分批式完全混合反应器操作的优化分析是以_______、_______为目标进行优化的。（平均生产速率Y R 最大、生产经费最低）
4. 全混流反应器的空时τ是_______与_______之比。（反应器的有效容积、进料流体的容积流速）
5. 全混流反应器的容积效率η为_______与_______之比。（反应时间t 、空时τ）
V (−r A )(−ΔH r )
v 0ρC p （） 6. 全混流反应器的放热速率Q G =______________。（7. 全混流反应器的移热速率Q r =______________。T (1+UAT m UA −(T 0+v 0ρc P ） v 0ρc P
8. 全混流反应器的定常态操作点的判据为_______。（Q G =Q r ）
dQ r dQ G 9. 全混流反应器稳定的定常态操作点的判据为_______、_______。（Q G =Q r 、dT dT ）
10. 全混流反应器的返混_______。（最大）
11. 平推流反应器的返混为_______。（零）
12. 对于恒容的平推流管式反应器_______、_______、_______一致。（平均停留时间、反应时间、空时）
13. 对于恒容的_______管式反应器平均停留时间、反应时间、空时一致。（平推流）
14. 如果将平推流反应器出口的产物部分的返回到入口处与原始物料混合，这类反应器为_______的平推流反应器。（循环操作）
15. 对于循环操作的平推流反应器，当循环比β→0时为_______反应器，而当β→∞时则相当于_______反应器。（平推流、全混流）
16. 对于循环操作的平推流反应器，当循环比β→0时反应器内返混为_______，而当β→∞时则反应器内返混为_______。（零、最大）
17. 对于绝热操作的放热反应，最合适的反应器类型为_______。（全混流串平推流）
18. 对于反应级数n ＜0的反应，为降低反应器容积，应选用_______反应器为宜。（全混流）
19. 对于反应级数n ＞0的反应，为降低反应器容积，应选用_______反应器为宜。（平推流）
20. 对于自催化反应，最合适的反应器为_______。（全混流串平推流）
21. 对于可逆的放热反应，使反应速率最大的反应温度T opt =_______。−(E 2−E 1)
k E C (1−χA ) R ln ' 01A 0k 0E 2(C R 0+C A 0χA ) ） （
22. 对于可逆的放热反应，达到化学反应平衡时的温度T e =_______。−(E 2−E 1)
k C (1−χA ) R ln ' 0A 0k 0(C R 0+C A 0χA ) ） （
（B ） 23. 分批式操作的完全混合反应器非生产性时间t 0不包括下列哪一项_______。
A. 加料时间 B. 反应时间 C. 物料冷却时间 D. 清洗釜所用时间
2 24.在间歇反应器中进行等温二级反应A → B，−r A =0. 01C A mol /l ⋅s ，当C A 0=1mol /l 时，
求反应至C A =0. 01mol /l 所需时间t=_______秒。（D ）
A. 8500 B. 8900 C. 9000 D. 9900
25. 在间歇反应器中进行等温一级反应A → B，−r A =0. 01C A mol /l ⋅s ，当C A 0=1mol /l 时，
（B ） 求反应至C A =0. 01mol /l 所需时间t=_______秒。
A. 400 B. 460 C. 500 D. 560
26. 在全混流反应器中，反应器的有效容积与进料流体的容积流速之比为_______。（A ）
A. 空时τ B. 反应时间t C. 停留时间t D. 平均停留时间
27. 全混流反应器的容积效率η大于1.0时，且随着χA 的增大而增大，此时该反应的反应级数n_______。（A ）
A. ＜0 B. =0 C. ≥0 D. ＞0
28. 全混流反应器的容积效率η小于1.0时，且随着χA 的增大而减小，此时该反应的反应级数n_______。（D ）
A. ＜0 B. =0 C. ≥0 D. ＞0
29. 全混流反应器的容积效率η=1.0时，该反应的反应级数n_______。（B ）
A. ＜0 B. =0 C. ≥0 D. ＞0
30. 全混流釜式反应器最多可能有_______个定常态操作点。（C ）
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
31. 全混流反应器中有_______个稳定的定常态操作点。（B ）
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
32. 对于_______的反应器在恒容反应过程的平均停留时间、反应时间、空时是一致的。（D ）
A. 间歇式反应器 B. 全混流反应器 C. 搅拌釜式反应器 D. 平推流管式反应器
33.
一级不可逆液相反应A 2R ，C A 0=2. 30kmol /m ， 出口转化率x A 3=0. 7，每批操作时间t +t 0=2. 06h ，装置的生产能力为50000 kg产物R/天，M R =60，则反应器的体积V 为_______m 。（C ）
A. 19.6 B. 20.2 C. 22.2 D. 23.4 3
34. 对于自催化反应，最合适的反应器为_______。（D ）
A. 全混流反应器 B. 平推流反应器
C. 循环操作的平推流反应器 D. 全混流串接平推流反应器
35. 对于绝热操作的放热反应，最合适的反应器为_______。（D ）
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
36. 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_______。（B ）
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
37. 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 ）
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
38. 对于可逆放热反应，为提高反应速率应_______。（C ）
A. 提高压力 B. 降低压力 C. 提高温度 D. 降低温度
P(主)
A
39.
对于单一反应组分的平行反应
大，则最适合的反应器为_______。（A ） S(副) ，其瞬间收率ϕP 随C A 增大而单调增
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
P(主)
A
40.
对于单一反应组分的平行反应
降，则最适合的反应器为_______。（B ） S(副) ，其瞬间收率ϕP 随C A 增大而单调下
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
41. 简述理想反应器的种类？
答：通常所指的理想反应器有两类：理想混合（完全混合）反应器和平推流（活塞流或挤出流）反应器。所谓完全混合流反应器是指器内的反应流体瞬间达到完全混合，器内物料与反应器出口物料具有相同的温度和浓度。所谓平推流反应器是指器内反应物料以相同的流速和一致的方向进行移动，不存在不同停留时间的物料的混合，所有的物料在器内具有相同的停留时间。
42. 简述分批式操作的完全混合反应器？
答：反应物料一次性投入反应器内，在反应过程中，不再向器内投料，也不出料，待达到反应要求的转化率后，一次性出料，每批操作所需生产时间为反应时间与非生产性时间之和，非生产性时间包括加料、排料和物料加热、冷却等用于非反应的一切辅助时间。
43. 简述等温恒容平推流反应器空时、反应时间、停留时间三者关系？
答：空时是反应器的有效容积与进料流体的容积流速之比。反应时间是反应物料进入反应器后从实际发生反应的时刻起到反应达某一程度所需的反应时间。停留时间是指反应物进入反应器的时刻算起到离开反应器内共停留了多少时间。由于平推流反应器内物料不发生返混，具有相同的停留时间且等于反应时间，恒容时的空时等于体积流速之比，所以三者相等。
44. 对于可逆放热反应如何选择操作温度？
答：1）对于放热反应，要使反应速率尽可能保持最大，必须随转化率的提高，按最优温度曲线相应降低温度；
2）这是由于可逆放热反应，由于逆反应速率也随反应温度的提高而提高，净反应速率出现一极大值；
3）而温度的进一步提高将导致正逆反应速率相等而达到化学平衡。
245. 对于反应，r R =k 1C A ，E 1；r S =k 2C A ，E 2，当E 1＞E 2时如何选择操作温度可以提
高产物的收率？ k 10r R k 10e −E 1/RT
S R =C ==e A −E 2/RT r k k e S 2020答：对于平行反应E 2−E 1RT C A ，所以，当E 1＞E 2时应尽可
能提高反应温度，方可提高R 的选择性，提高R 的收率。
46. 在间歇釜中一级不可逆反应，液相反应A → 2R，−r A =kC A kmol/m3·h，k=9.52×109exp[-7448.4/T] h-1，C A 0=2.3 kmol/m3，M R =60，C R 0=0，若转化率x A =0.7，装置的生产能力为50000 kg产物R/天。求50℃等温操作所需反应器的有效容积？（用于非生产性操作时间t 0=0.75 h）
解：反应终了时R 的浓度为
C R =2C A 0x A =3. 22(kmol /m 3)
x A t =C A 0∫0dx A 1x A dx A 11=∫=ln kC A k 01−x A k 1−x A
⎡7448. 4⎤k =9. 52×109exp ⎢−⎥=0. 92273+50⎣⎦
11ln =1. 31(h ) 0. 921−0. 7 t =
VC R M R 50000=24 t +t 0
V =50000×2. 06=22. 2(m 3) 24×3. 22×60
COOCH 3(B)COOCH 3(C)47. CH 2 = CHCH = CH2(A) + CH2 = CH该反应在全混
流反应器中进行，以AlCl 3为催化剂，反应温度20℃，液料的体积流速为0.5 m3/h，丁二烯和丙烯酸甲酯的初始浓度分别为C A 0=96.5 mol/m3，C B 0=184 mol/m3，催化剂的浓度为C D =6.63 mol/m3。速率方程−r A =kC A C D ，式中k=1.15×10-3 m3/mol·ks，若要求丁二烯转