本文格式為Word版，下載可任意編輯——環(huán)工原理思考題1十一章第一節(jié)

(2)反應(yīng)器的一般特性主要指哪幾個(gè)方面？

反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)物的滾動(dòng)狀態(tài)、混合狀態(tài)、濃度與溫度分布、質(zhì)量和能量傳遞性能等(4)什么是間歇操作、連續(xù)操作和半連續(xù)操作？它們一般各有哪些主要特點(diǎn)？間歇操作：將反應(yīng)原料一次參與反應(yīng)器，反應(yīng)一段時(shí)間或達(dá)到一定的反應(yīng)程度后一次取出全部的反應(yīng)物料，然后進(jìn)入下一輪操作。操作特點(diǎn)：反應(yīng)過(guò)程中既沒(méi)有物料的輸入，也沒(méi)有物料的輸出，不存在物料的進(jìn)與出。

連續(xù)操作：連續(xù)地將原料輸入反應(yīng)器，反應(yīng)產(chǎn)物也連續(xù)地流出反應(yīng)器。操作特點(diǎn)∶物料連續(xù)輸入，產(chǎn)物連續(xù)輸出，時(shí)刻伴隨著物料的滾動(dòng)。

半間歇操作/半連續(xù)操作：原料與產(chǎn)物中的一種或一種以上為連續(xù)輸入或輸出，而其它成分分批參與或取出的操作稱為半間歇操作或半連續(xù)操作。主要特點(diǎn)：半間歇操作具有間歇操作和連續(xù)操作的某些特點(diǎn)。反應(yīng)器內(nèi)的組成隨時(shí)間變化而變化。

(5)什么是空間時(shí)間和空間速度？它們所表達(dá)的物理意義分別是什么？空間時(shí)間：反應(yīng)器有效體積(V)與物料體積流量(qv)之比值。空間時(shí)間??V/qτ＝30s表示了什么？每30s處理與反應(yīng)器有效

V體積相等的流體空間速度（空速）：?jiǎn)挝环磻?yīng)器有效體積所能處理的物料的體積流量。空間速度SV?qV/V表示單位時(shí)間內(nèi)能處理幾倍于反應(yīng)器體積的物料，反映了一個(gè)反應(yīng)器的強(qiáng)度。（SV＝2h-1表示1h處理2倍于反應(yīng)器體積的流體。）

(7)根據(jù)反應(yīng)物料的滾動(dòng)與混合狀態(tài)，反應(yīng)器可分為哪些類型。

理想流反應(yīng)器和非理想流反應(yīng)器。完全混合流（全混流）反應(yīng)器和推流反應(yīng)器。(8)反應(yīng)器設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容包括哪幾個(gè)方面？它尋常用到哪幾類基本方程？

1、選擇適合的反應(yīng)器型式；2、確定最正確的操作條件；3、計(jì)算達(dá)到規(guī)定的目標(biāo)所需要的反應(yīng)體積，確定反應(yīng)器的主要尺寸。

反應(yīng)器設(shè)計(jì)用到的基本方程：

反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程、物料/能量/動(dòng)量衡算式。其次節(jié)

(1)什么是膨脹因子？膨脹因子為1的反應(yīng)體系，反應(yīng)后系統(tǒng)的物質(zhì)的量將如何變化？若是膨脹因子為0.5的反應(yīng)體系，則如何變化？

膨脹因子：每消耗1mol的某反應(yīng)物所引起的反應(yīng)系統(tǒng)總物質(zhì)的量的變化量(δ)稱為該反應(yīng)物的膨脹因子。

膨脹因子為1時(shí)，系統(tǒng)增加1mol；膨脹因子為0.5時(shí)系統(tǒng)增加0.5mol。（膨脹因子可正可負(fù)）(2)什么是簡(jiǎn)單反應(yīng)和繁雜反應(yīng)？可逆反應(yīng)屬于哪一類反應(yīng)？為什么？

?簡(jiǎn)單反應(yīng)（單一反應(yīng)）包括：可逆反應(yīng)，由于可逆反應(yīng)可以寫(xiě)出正反應(yīng)和

負(fù)反應(yīng)的兩個(gè)計(jì)量方程，但兩者并不獨(dú)立，用其中一個(gè)計(jì)量方程即可表達(dá)反應(yīng)組分間的定量關(guān)系，因此亦可視為一種簡(jiǎn)單反應(yīng)。

?繁雜反應(yīng)（復(fù)合反應(yīng)）包括：平行反應(yīng)，串聯(lián)反應(yīng)，平行-串聯(lián)反應(yīng)(4)對(duì)于連續(xù)反應(yīng)器，某一關(guān)鍵組分的轉(zhuǎn)化率的一般定義是什么？

xA=(qnA0－qnA)/qnA0=1－qnA/qnA0

式中qnA0和qnA分別為流入和排出反應(yīng)器的A組分的量。

第三節(jié)

(1)若將反應(yīng)速率的定義寫(xiě)成－rA＝－dcA/dt，該定義式成立的條件是什么？說(shuō)明理由。條件：恒容反應(yīng)。由于對(duì)于恒容反應(yīng)有dV/dt=0

(3)什么是反應(yīng)級(jí)數(shù)？它的大小能否反映反應(yīng)速率的大小？為什么？

反應(yīng)，試驗(yàn)測(cè)得其速率方程式為；則m稱為反應(yīng)物A的分級(jí)數(shù)；n稱為反應(yīng)物B的分級(jí)數(shù)；（m+n）為反應(yīng)的級(jí)數(shù)。反應(yīng)級(jí)數(shù)不能獨(dú)立地預(yù)示反應(yīng)速率的大小，只說(shuō)明反應(yīng)速率對(duì)濃度變化的敏感程度。反應(yīng)級(jí)數(shù)越大，濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響越大。

(4)對(duì)于某一化學(xué)反應(yīng)，它的速率常數(shù)是否與反應(yīng)物的濃度有關(guān)？催化劑能否改變速率常數(shù)的大小？

與反應(yīng)物的濃度無(wú)關(guān)；可以改變速率常數(shù)的大小。

(8)對(duì)于可逆單一反應(yīng)，反應(yīng)物的濃度能減少到零嗎？為什么？不能，十二章第一節(jié)

(2)用槽式反應(yīng)器進(jìn)行動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)有哪些優(yōu)點(diǎn)？

動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)的解析比較簡(jiǎn)單。轉(zhuǎn)化率的大小沒(méi)有限制，因此對(duì)分析的要求也不太苛刻。(3)對(duì)反應(yīng)器進(jìn)行物料衡算時(shí)，一般應(yīng)注意哪些問(wèn)題？（估計(jì)會(huì)出計(jì)算題）

其次節(jié)第三節(jié)

(1)在穩(wěn)態(tài)狀態(tài)下，槽式連續(xù)反應(yīng)器內(nèi)的組分組成和轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化嗎？為什么？十三章第一節(jié)

(2)間歇反應(yīng)器的一般操作方式是什么？你能舉出哪些間歇反應(yīng)器的例子？將反應(yīng)物料按一定比例一次加到反應(yīng)器內(nèi)，然后開(kāi)始攪拌，使反應(yīng)器內(nèi)物料的濃度和溫度保持均勻。反應(yīng)一定時(shí)間，反應(yīng)率達(dá)到所定的目標(biāo)之后，將混合物料排出反應(yīng)器。之后再參與物料，進(jìn)行下一輪操作，如此反復(fù)。例子：中草藥熬制、啤酒釀造

其次節(jié)

(1)全混流連續(xù)反應(yīng)器的一般操作方式是什么？你能舉出哪些間歇反應(yīng)器的例子？連續(xù)恒定地向反應(yīng)器內(nèi)參與反應(yīng)物，同時(shí)連續(xù)不斷地把反應(yīng)液排出反應(yīng)器，并采取攪拌等手段使反應(yīng)器內(nèi)物料濃度和溫度保持均勻。全混流反應(yīng)器是一種理想化的反應(yīng)器。

例子：污水的pH中和槽、混凝沉淀槽以及好氧活性污泥的生物反應(yīng)器（常稱曝氣池）

(2)與間歇反應(yīng)器相比，對(duì)于同一反應(yīng)，在同樣的反應(yīng)條件下，達(dá)到同樣的轉(zhuǎn)化率，所需全混流連續(xù)反應(yīng)器的體積有何不同？為什么？全混流反應(yīng)器所需體積大于間歇反應(yīng)器。

第三節(jié)

(3)與間歇反應(yīng)器相比，對(duì)于同一反應(yīng)，在同樣的反應(yīng)條件下，達(dá)到同樣的轉(zhuǎn)化率，所需平推流反應(yīng)器的體積一致。如何解釋這種現(xiàn)象？所需時(shí)間一樣。

(4)循環(huán)反應(yīng)器有哪幾種典型的操作方式？

(1)將排出反應(yīng)器的混合物的一部分不經(jīng)任何處理直接返送到入口處。

(2)在反應(yīng)器出口設(shè)一分開(kāi)裝置，將反應(yīng)產(chǎn)物分開(kāi)取出，只把未反應(yīng)的物料返送到反應(yīng)器入口處。

(3)微生物培養(yǎng)中常用的一種形式。在反應(yīng)器出口設(shè)置菌體分開(kāi)器，將反應(yīng)產(chǎn)生的菌體濃縮，把濃縮后的菌體的一部分或全部返送到反應(yīng)器。十四章第一節(jié)

(1)催化反應(yīng)有哪些基本特征？

?催化劑本身在反應(yīng)前后不發(fā)生變化，催化劑能夠反復(fù)利用，所以一般狀況下催化劑

的用量很少。

?催化劑只能改變反應(yīng)的歷程和反應(yīng)速率，不能改變反應(yīng)的產(chǎn)物。

?對(duì)于可逆反應(yīng)，催化劑不改變反應(yīng)的平衡狀態(tài)，即不改變化學(xué)平衡關(guān)系。

?催化劑對(duì)反應(yīng)有較好的選擇性，一種催化劑一般只能催化特定的一個(gè)或一類反應(yīng)。(2)固體催化劑的一般組成是什么？載體在固體催化劑中起什么作用？

組成：活性物質(zhì)、載體、助催化劑、抑制劑。作用：載體往往是多孔性物質(zhì)，主要作用是提供大的表面和微孔，使催化活性物質(zhì)附著在外部及內(nèi)部表面。(3)固相催化反應(yīng)過(guò)程一般可概括為哪些步驟？(4)固相催化反應(yīng)有哪些基本特點(diǎn)？

①多步驟串聯(lián)過(guò)程

②固相反應(yīng)速率與反應(yīng)本身和反應(yīng)組分的擴(kuò)散有關(guān)

③反應(yīng)速率取決于慢步驟，該步驟稱為控制步驟，擴(kuò)散控制(傳質(zhì)控制)、動(dòng)力學(xué)控制④反應(yīng)達(dá)到定常態(tài)時(shí)，各步驟的速率相等。(5)固相催化反應(yīng)的本征動(dòng)力學(xué)過(guò)程包括哪些步驟？1、吸附，2、表面反應(yīng)3、脫附

(7)催化劑有效系數(shù)的基本定義是什么？它有哪些用途？

固體催化劑的實(shí)際反應(yīng)速率與固體顆粒內(nèi)部各處的反應(yīng)物濃度和溫度均與固體表面一致時(shí)的理想反應(yīng)速率之比定義為催化劑的有效系數(shù)。用途：只要知道了有效系數(shù)，就可以較為便利的計(jì)算出宏觀反應(yīng)速率。

(8)催化西勒(Thiele)模數(shù)的物理意義是什么？具體說(shuō)明西勒(Thiele)模數(shù)的大小如何影響催化劑的有效系數(shù)？意義：

?以催化劑顆粒體積為基準(zhǔn)的最大反應(yīng)速率與最大內(nèi)擴(kuò)散速率的比值。?反映了反應(yīng)過(guò)程受內(nèi)擴(kuò)散及本征反應(yīng)的影響程度。?內(nèi)擴(kuò)散阻力越大，De越小，Φs值則越大。

11??[?]?stanh(3?s)3?s

(9)簡(jiǎn)述影響球形催化劑有效系數(shù)的主要因素及其產(chǎn)生的影響。

1(10)什么是流化床反應(yīng)器？與固定床反應(yīng)器相比，它有哪些優(yōu)缺點(diǎn)？

其次節(jié)

(1)氣-液相反應(yīng)過(guò)程一般可概括為哪些步驟？

1、A從氣相主體通過(guò)氣膜擴(kuò)散到氣液相界面。2、A從相界面進(jìn)入液膜，同時(shí)B從液相主體擴(kuò)散進(jìn)入液膜，A、B在液膜內(nèi)發(fā)生反應(yīng)；3、液膜中未反應(yīng)完的A擴(kuò)散進(jìn)入液相主體，在液相主體與B發(fā)生反應(yīng)；4、生成物P的擴(kuò)散。5.液膜中未反應(yīng)完的A擴(kuò)散進(jìn)入液相主體，在液相主體與B發(fā)生反應(yīng)。

(3)氣-液相瞬間反應(yīng)的基本特點(diǎn)是什么？

組分A和組分B之間的反應(yīng)瞬間完成，A與B不能共存，反應(yīng)過(guò)程為傳質(zhì)控制(6)氣-液相快速反應(yīng)的基本特點(diǎn)是什么？

?A與B之間的反應(yīng)速率較快?反應(yīng)發(fā)生在液膜內(nèi)的某一區(qū)域中

?在液相主體不存在A組分，不發(fā)生A和B之間的反應(yīng)(10)氣-液慢速反應(yīng)的基本特點(diǎn)是什么？

?反應(yīng)很慢，液膜中的反應(yīng)消耗量較少，可以忽略不計(jì)?反應(yīng)主要發(fā)生在液相主體

(11)氣-液相反應(yīng)的宏觀速率方程根據(jù)本征反應(yīng)速率的快慢有不同的表達(dá)形式，為什么？

(12)氣-液相中速反應(yīng)的基本特點(diǎn)是什么？

?A與B的反應(yīng)速率較慢

?A與B在液膜中反應(yīng)，但一部分A進(jìn)入液相主體，與B發(fā)生反應(yīng)十五章第一節(jié)

(2)微生物反應(yīng)一般可分為哪幾類反應(yīng)？

①基質(zhì)利用②細(xì)胞生長(zhǎng)③細(xì)胞死亡/溶化④產(chǎn)物生成。(3)微生物反應(yīng)中的基質(zhì)有哪些作用？

1、合成新的細(xì)胞物質(zhì)2、生成反應(yīng)產(chǎn)物，合成細(xì)胞外產(chǎn)物3、提供必要的能量。(4)微生物反應(yīng)的產(chǎn)物有哪幾類？

第一類產(chǎn)物：基質(zhì)水平磷酸化產(chǎn)生的產(chǎn)物(如乙醇、乳酸，檸檬酸)。

其次類產(chǎn)物：由合成代謝生成的較繁雜的物質(zhì)（如胞外酶、多糖、抗生素、激素、維生素、生物堿等）

第三類產(chǎn)物：一般指在碳源過(guò)量、氮源等受到限制的條件下產(chǎn)生的一類物質(zhì)（蓄能化合物，如多糖、儲(chǔ)存于細(xì)胞內(nèi)的糖原、脂肪等。)其次節(jié)

(1)什么是計(jì)量學(xué)限制性基質(zhì)？

計(jì)量學(xué)限制性物質(zhì)：細(xì)胞生長(zhǎng)過(guò)程中首先完全消耗掉的物質(zhì)(2)什么是生長(zhǎng)速率限制性基質(zhì)？

在一定的環(huán)境條件下，向反應(yīng)系