化学反应工程 第六章_智慧树知到答案2021年

第六章 多相系统中的化学反应与传递现象：对于多相反应系统，反应物和产物在相内和相间的传质与传热会影响到反应系统的性能。本章主要讨论气固催化反应过程中的传质与传热对化学反应过程的影响。重点了考察多孔催化剂中气体的扩散问题，建立了固体催化剂中的反应-扩散扩散方程。为了描述扩散过程对反应过程的影响，引入了扩散有效因子。对多相催化反应过程中的内外扩散影响的判定、扩散存在下的表观动力学现象等问题也将在本章进行了讨论。主要包括：（1）多相催化反应过程主要步骤分析；（2）气-固相间的外扩散过程；（3）气体在多孔介质中的扩散；（4）多孔催化剂中的反应扩散过程；（5）内扩散过程对复合反应选择性的影响；（6）多相催化反应过程中扩散影响的判定；（7）扩散过程影响下的动力学假象。6.1固体催化剂的宏观结构和性质:固体催化剂的宏观结构及其对应的物理量的定义
6.2多相催化反应过程步骤:多相催化反应主要步骤分为外扩散、内扩散和化学反应；分析了控制步骤。
6.3流体与催化剂颗粒外表面间的 传质与传热:流体与催化剂颗粒外表面间的传质与传热（外扩散过程）速率方程，传递系数，及外扩散的影响因素
6.4外扩散对多相催化反应的影响（I）:引入外扩散有效因子以表达外扩散过程对多相催化反应的影响程度，重点讨论了对单一反应的影响
6.5外扩散对多相催化反应的影响（II）:外扩散对多相催化反应中平行反应和连串反应选择性和收率的影响
6.6气体在多孔介质中的扩散:气体在单一孔道中的扩散类型，多孔介质中内扩散有效因子的计算
6.7多孔催化剂内反应组分的 浓度分布:薄片式催化扩散反应方程的建立，得到了颗粒内浓度的分布规律，并引入了无因次准数梯尔模数（Thiele）。
6.8内扩散有效因子:内扩散有效因子的定义，薄片式催化剂进行一级不可逆反应内扩散有效因子的计算，及梯尔模数的物理意义
6.9其他形状催化剂内扩散有效因子:在球形催化剂和圆柱形催化剂上进行一级不可逆反应时的内扩散有效因子，普遍化的梯尔模数表达式
6.10内扩散对复合反应选择性的影响:内扩散过程对于多相催化反应中平行反应和连串反应选择性和收率的影响
6.11内外扩散都有影响时总有效因子:内外扩散都存在时总有效因子的求解，对于多相催化反应的影响
6.12多相催化反应过程中扩散影响的判定:外扩散影响的判定可以通过提高流体的质量速度来判定外扩散影响是否消除，以及经验判据公式。对于内扩散的影响的判定可通过改变催化剂的尺寸来判定内扩散的影响是否消除
6.13扩散干扰下的动力学假象:当有内、外扩散影响时，得到动力学参数为表观动力学参数，不等于本征动力学参数。

[单选题] 设E(θ)为理想平推流反应器的停留时间分布密度函数，θ为无因次时间，则E(0.5)=         。

选项:[∞,  0,  无法确定,  1]
[单选题]设F(θ)为理想平推流反应器的停留时间分布密度函数，θ为无因次时间，则F(2)=          。

选项:[ 0,  无法确定,  1,  ∞]
[单选题]由示踪实验测得一反应器的停留时间分布密度函数 为 

，可判别流体在该反应器内平均停留时间为             min。

选项:[ 1,  10,  20,  0.05]
[单选题]由示踪实验测得一反应器的停留时间分布密度函数                  

 可判别流体在该反应器内E曲线的方差是              。 

选项:[ 0.1,  1,  10,  100]
[判断题] 轴向分散模型的分散数D/UL越大，E曲线的方差越大。

选项:[对, 错]
[单选题] 二只相同体积的全混釜串联操作，其无因次停留时间分布的方差值为             。

选项:[ 0.5,  1.0,  0.25,  0]
[判断题] 如果实际反应器内存在滞留区会造成实际反应器有效体积减小

选项:[错, 对]
[多选题] 反应器内存在滞留区会造成以下结果         。

选项:[ 转化率降低,  转化率不变,  转化率升高,  反应物在反应器内停留时间变短]
[多选题] 某宏观流体进行一级反应，采用离析流模型计算的正确公式是           。

选项:[ ,  

,  ,  ]
[多选题] 轴向分散模型和活塞流模型之间关系正确的是           。 

选项:[ 分散系数D越大，两种模型越接近,  分散系数D越大，轴向分散模型偏离活塞流模型越大,  分散系数D等于零时，轴向分散模型简化为活塞流模型,  轴向分散模型是在轴向活塞流模型基础上叠加了轴向扩散效应]
[单选题]对一催化剂，其真密度为3.80g/cm³，颗粒密度为1.70g/cm³， 孔隙率为0.52，其孔容为（     ）

选项:[0.884 cm³/g催化剂 , 1.976 cm³/g催化剂, 0.326 cm³/g催化剂, 0.137 cm³/g催化剂]
[单选题]某催化剂，其颗粒密度为1.65 g/cm³，真密度为3.60 g/cm³，该催化剂的孔隙率为（    ）

选项:[0.606, 0.458, 0.542, 0.278]
[单选题]在200℃下于Pt/Al2O3催化剂上用空气进行微量一氧化碳反应。已知催化剂的孔容为7.5px³/g，比表面积为200m²/g，颗粒密度为1.2g/cm³，曲节因子为3.7。CO空气二元系统中 CO 的正常扩散系数为 4.8px²/s。估算 CO 在该催化剂颗粒中的有效扩散系数为（     ）

选项:[1.164 cm²/s , 1.164×10^-2 cm²/s, 1.164×10^-3 cm²/s, 1.196×10^-2cm²/s]
[单选题]在装有球形催化剂的固定床反应器中等温进行某一级不可逆反应，反应物为A，温度为400℃。测得反应物A的浓度为0.005kmol/m³时的反应速率为2.5kmol/（m³床层.min），该温度下以单位床层计的本征速率常数为50s^-1，床层孔隙率为0.3， 计算该反应条件下催化剂的内扩散有效因子为（     ）

选项:[0.117, 0.017, 0.238, 0.167]
[单选题]下列哪一句表述不正确。    （      ）

选项:[外扩散控条件下测得的表观反应动力学常数基本不随温度而变，表观反应级数为一级。, 内扩散控制控制条件下测得的一级反应的表观反应级数仍为一级。, 内扩散控制条件下测得的一级反应的表观反应动力学常数等于其本征反应动力学常数。

, 内扩散控制条件下测得的一级反应的表观活化能等于本征活化能的一半。]