第一篇：反應(yīng)工程總結(jié)

第一章 緒論

1、化學(xué)反應(yīng)工程是化學(xué)工程學(xué)科的一個(gè)分支，通常簡稱為反應(yīng)工程。其內(nèi)容可概括為兩個(gè)方面，即反應(yīng)動(dòng)力學(xué)和反應(yīng)器設(shè)計(jì)與分析。

2、傳遞現(xiàn)象包括動(dòng)量、熱量和質(zhì)量傳遞，再加上化學(xué)反應(yīng)，這就是通常所說的三傳一反。

3、反應(yīng)組分的反應(yīng)量與其化學(xué)計(jì)量系數(shù)之比的值為定值，ξ叫做反應(yīng)進(jìn)度且恒為正值。、本書規(guī)定反應(yīng)物的化學(xué)計(jì)量系數(shù)一律取負(fù)值，而反應(yīng)產(chǎn)物則取正值。

8、工業(yè)反應(yīng)器有三種操作方式： ① 間歇操作；② 連續(xù)操作；③半間歇(或半連續(xù))操作

9、反應(yīng)器設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容一般包括：1）選擇合適的反應(yīng)型式 ；2）確定最佳操作條件 ；3）根據(jù)操作負(fù)荷和規(guī)定的轉(zhuǎn)化程度，確定反應(yīng)器的體積和尺寸。10.反應(yīng)器按結(jié)構(gòu)原理的特點(diǎn)可分的類型： 管式，釜式，塔式，固定床，流化床，移動(dòng)床，滴流床反應(yīng)器。第二章

3、溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響 如果反應(yīng)速率方程可以表示為：r=f1(T)f2(c)，f1(T)是溫度的影響。當(dāng)溫度一定時(shí)，其值一定。通常用阿累尼烏斯方程（Arrhenius‘ law）表示反應(yīng)速度常數(shù)與溫度的關(guān)系，即，為指前因子，其因次與k相同；E為反應(yīng)的活化能；R為氣體常數(shù)。兩邊取對(duì)數(shù)，則有 ：lnk=lnA0－E/RT，lnk對(duì) 1/T作圖，可得－直線，直線的斜率=－E/RT。

注意：不是在所有的溫度范圍內(nèi)上面均為直線關(guān)系，不能外推。

其原因包括：(1)速率方程不合適；(2)反應(yīng)過程中反應(yīng)機(jī)理發(fā)生變化；(3)傳質(zhì)的影響；(4)指前因子A0與溫度有關(guān)。

速率極大點(diǎn)處有：對(duì)應(yīng)于極大點(diǎn)的溫度叫做最佳溫度Top。速率為零點(diǎn)處有:rA=0

6、多相催化與吸附 1）、催化劑的用途：①加快反應(yīng)速度②定向作用(提高選擇性)－化學(xué)吸附作用結(jié)果 2）、催化劑的組成：主催化劑－金屬或金屬氧化物，用于提供反應(yīng)所需的活性中心。助催化劑－提高活性，選擇性和穩(wěn)定性。助催化劑可以是 ①結(jié)構(gòu)性的；② 調(diào)變性的。載體－用于 ① 增大接觸表面積；②改善物理性能。如機(jī)械強(qiáng)度、導(dǎo)熱性質(zhì)、抗毒能力等。

3、多相催化反應(yīng)是由吸附，表面反應(yīng)，和脫附等步驟組成。理想吸附－Langemiur 模型，假設(shè)①吸附表面在能量上是均勻的； ②被吸附分子間的作用力可略去不計(jì)； ③單層吸附。朗格繆爾模型

4、吸附分為物理吸附和化學(xué)吸附，化學(xué)吸附在高溫下進(jìn)行，因?yàn)楦邷叵挛锢砦椒浅Ｎ⑷?，化學(xué)吸附占優(yōu)勢，所以化學(xué)吸附對(duì)催化反應(yīng)有貢獻(xiàn)。

5、、速率控制步驟假設(shè)：在構(gòu)成反應(yīng)機(jī)理的各個(gè)基元反應(yīng)中，如果有一 個(gè)基元反應(yīng)慢得多，則它就構(gòu)成整個(gè)反應(yīng)的速率控制步驟，它的速率即代表反應(yīng)的速率。

6、定常近似假設(shè)：若反應(yīng)過程達(dá)到定態(tài)，則中間化合物的濃度就不隨時(shí)間而變化，在整個(gè)反應(yīng)中維持恒定，即dCi/dt=0。（若達(dá)到定態(tài)，則串聯(lián)進(jìn)行的各反應(yīng)步驟速度相等）

7、建立速率方程的步驟 ：1）、設(shè)想各種反應(yīng)機(jī)理，導(dǎo)出不同的速率方程； 2）、進(jìn)行反應(yīng)動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)，測定所需要的動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)； 3）、根據(jù)所得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)所導(dǎo)出的可能的速率方程進(jìn)行篩選和參數(shù)估計(jì)，確定合適的速率方程。

第三章 釜式反應(yīng)器

1、間歇反應(yīng)器特點(diǎn)

1）分批裝料和卸料；2）適用于不同品種和規(guī)格的產(chǎn)品的生產(chǎn)，廣泛用于醫(yī)藥、試劑、助劑等生產(chǎn)；3）整個(gè)操作時(shí)間=反應(yīng)時(shí)間+輔助時(shí)間（裝料+卸料+清洗）；4）設(shè)計(jì)間歇反應(yīng)器的關(guān)鍵是確定每批所需時(shí)間，反應(yīng)時(shí)間確定最為重要，輔助時(shí)間根據(jù)經(jīng)驗(yàn)估計(jì)。]

間歇釜式反應(yīng)器：各參數(shù)隨時(shí)間變化，一次裝卸料；連續(xù)釜式反應(yīng)器：基本在定態(tài)下操作，有進(jìn)有出。連續(xù)釜式反應(yīng)器的特點(diǎn)：1）反應(yīng)器的參數(shù)不隨時(shí)間變化;2）不存在時(shí)間自變量，也沒有空間自變量;3）多用于液相反應(yīng)，恒容操作;4）出口處的C, T= 反應(yīng)器內(nèi)的C, T

6、連續(xù)釜式反應(yīng)器的串聯(lián)與并聯(lián)

對(duì)于正常動(dòng)力學(xué)，多釜串聯(lián)有利；對(duì)于反常動(dòng)力學(xué)，則使用單釜有利，如使用多釜，采用并聯(lián)的方式。rα

對(duì)于? 級(jí)反應(yīng)，釜排列最優(yōu)；α=1，釜體積相等時(shí)最優(yōu)；A?kCA，得到的結(jié)論為：α>1，從小釜→大釜排列最優(yōu)；0<α<1，從大釜→小

α=0，rA與CA無關(guān),多釜串聯(lián)沒有必要；α<0，單釜優(yōu)于多釜串聯(lián)。（1）若?1 >?2、?1 >?2，此時(shí)A、B的濃度越高，選擇性越大。屬于XA↑時(shí)，S↓的情形。結(jié)論：間歇釜優(yōu)于多個(gè)連續(xù)釜串聯(lián)（如果體積不等，從小到大排列）優(yōu)于單一連續(xù)釜操作。這是因?yàn)殚g歇釜中CA 和CB高于多釜串聯(lián)高于單釜連續(xù)操作，因此有利于反應(yīng)選擇性提高。

(2)若?1

(3)若?1 > ?2、?1

（5）串聯(lián)操作的連續(xù)釜效果要優(yōu)于空時(shí)相同的單個(gè)連續(xù)釜，且串聯(lián)釜數(shù)越多，效果越佳。但對(duì)于反常動(dòng)力學(xué)則情況相反。串聯(lián)的各釜反應(yīng)體積之間存在最佳比例，對(duì)于一級(jí)反應(yīng)以各釜反應(yīng)體積相等為最好。并聯(lián)操作的連續(xù)釜保持各釜空時(shí)相同，效果最好。

第四章 管式反應(yīng)器（理想流動(dòng)模型：活塞流和全混流）

1、活塞流：假定其徑向流速分布均勻，即所有流體粒子均以相同速度從進(jìn)口向出口運(yùn)動(dòng)，就像一個(gè)活塞一樣有序的向前移動(dòng)。

2、另外還假定在垂直于流體流動(dòng)方向的任何橫截面上，濃度、溫度均勻，即徑向混合均勻，并假設(shè)在流體流動(dòng)方向即軸向上不存在流體的混合，這種混合叫做軸向混合，又稱逆向混合，簡稱返混。

3、假定反應(yīng)區(qū)內(nèi)反應(yīng)物料濃度均一正是另一種流動(dòng)模型的必然結(jié)果，這種流動(dòng)模型叫做完全混合流模型，簡稱全混流模型。

4、對(duì)多相催化反應(yīng)，如果兩相間的傳質(zhì)和傳熱的速率很大，則兩者的濃度及溫度的差異將很小，可忽略，此時(shí)動(dòng)力學(xué)表征上與均相反應(yīng)相同。此簡化模型稱為擬均相模型.5.循環(huán)反應(yīng)器:對(duì)于很多反應(yīng)過程，如合成氨、合成甲醇等過程，由于化學(xué)平衡的限制，單程轉(zhuǎn)化率并不高，為了提高原料的利用率，將出口（含有大量的反應(yīng)物）的物料進(jìn)行循環(huán)。第五章停留時(shí)間分布與反應(yīng)器流動(dòng)模型

1、壽命分布和年齡分布區(qū)別在于：前者指反應(yīng)器出口流出流體的年齡分布，而后者是反應(yīng)器中流體的年齡分布。

2、停留時(shí)間分布函數(shù)定義：停留時(shí)間小于某一時(shí)刻的流體在總流體中所占的分率，可表示為：

3、停留時(shí)間分布的實(shí)驗(yàn)測定，常見的示蹤響應(yīng)法包括：脈沖、階躍和周期輸入法等。

4、選擇示蹤劑時(shí)，應(yīng)該注意保證以下幾點(diǎn)原則：1）不與研究的流體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；2）易溶于流體中；3）其濃度低時(shí)容易檢測；4）其濃度與待檢測的物理量成線性關(guān)系；5）對(duì)于多相系統(tǒng)，示蹤劑不發(fā)生從一個(gè)相到另一個(gè)相的轉(zhuǎn)移。

5、數(shù)學(xué)期望：代表均值（統(tǒng)計(jì)量的平均值），這里是平均停留時(shí)間。方差：代表統(tǒng)計(jì)量的分散程度，這里是停留時(shí)間對(duì)均值的偏離程度。

6、非理想流動(dòng)模型有：(1)離析流模型;(2)多釜串模型;(3)擴(kuò)散模型。

7、完全離析：流體粒子之間不發(fā)生混合，這種狀態(tài)稱為完全離析；相應(yīng)的流體稱為宏觀流體。微觀混合：流體粒子之間發(fā)生混合，且混合是分子尺度的，則這種混合成為微觀混合；相應(yīng)的流體稱為微觀流體。

8、軸向擴(kuò)散模型假定：1）流體以恒定的流速通過系統(tǒng)；2）在垂直與流體運(yùn)動(dòng)方向的橫截面上徑向濃度分布均一，即徑向混合達(dá)到最大；3）由于湍流混合，分子擴(kuò)散以及流速分布等傳遞機(jī)理二產(chǎn)生的擴(kuò)散，僅發(fā)生在流動(dòng)方向，并以軸向擴(kuò)散系數(shù)Da表示這些因素的綜合作用，且用費(fèi)克定律加以描述。

11、離析流模型：假設(shè)反應(yīng)器內(nèi)的流體粒子之間不發(fā)生微觀混合，那么流體粒子就像一個(gè)有邊界的個(gè)體，從反應(yīng)器的進(jìn)口向出口運(yùn)動(dòng)，這樣的流動(dòng)叫做離析流。

第六章 多相系統(tǒng)中的化學(xué)反應(yīng)與傳遞現(xiàn)象

1、固體催化劑的宏觀結(jié)構(gòu)及性質(zhì)

① 多孔結(jié)構(gòu)：即顆粒內(nèi)部是由許許多多形態(tài)不規(guī)則互相連通的孔道組成，形成了幾何形狀復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。② 孔的大小對(duì)比表面積Sg有影響，孔的大小存在一個(gè)分布，可以用壓汞儀來測定孔的大小?？兹萦肰g表示（cm3／g）Sg的單位為m2／g。

2、氣固相催化反應(yīng)的7個(gè)步驟、3個(gè)過程：1）、反應(yīng)物由氣流主體擴(kuò)散到催化劑外表面；2）、反應(yīng)物由催化劑外表面擴(kuò)散到內(nèi)表面；3）、反應(yīng)物在催化劑表面活性中心上吸附；4）、吸附在活性中心的反應(yīng)物進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)；5）、產(chǎn)物在催化劑表面活性中心上脫附；6）、產(chǎn)物由催化劑內(nèi)表面擴(kuò)散到外表面；7）、產(chǎn)物由催化劑外表面擴(kuò)散到氣流主體。（1,7為外擴(kuò)散過程，2,6為內(nèi)擴(kuò)散過程，3,4,5為化學(xué)動(dòng)力學(xué)過程）

3、自由程是指一個(gè)分子與其它分子相繼兩次碰撞之間，經(jīng)過的直線路程。對(duì)個(gè)別分子而言，自由程時(shí)長時(shí)短，但大量分子的自由程具有確定的統(tǒng)計(jì)規(guī)律。大量分子自由程的平均值稱為平均自由程。第七章多相催化反應(yīng)器的設(shè)計(jì)與分析

1、靜止?fàn)顟B(tài)：固定床反應(yīng)器，滴流床反應(yīng)器。運(yùn)動(dòng)狀態(tài)：流化床反應(yīng)器，移動(dòng)床反應(yīng)器，漿狀反應(yīng)器。

2、同一橫截面上空隙率是不均勻的，在距離壁面上約1~2倍粒直徑處最大，床中心最小稱為壁效應(yīng)。空隙率的不均勻會(huì)使流速分布不均勻，為減少壁面的影響，可增加床徑和粒徑的比，一般要求比值要大于8。應(yīng)

3、進(jìn)行放熱反應(yīng)時(shí),床層內(nèi)存在一個(gè)溫度最高點(diǎn),稱為熱點(diǎn),而進(jìn)行吸熱反應(yīng)時(shí),床層內(nèi)存在一個(gè)溫度最低點(diǎn),稱為冷點(diǎn).4、單段絕熱反應(yīng)器適用于下列場合：1)熱效應(yīng)較小的反應(yīng)，2）溫度對(duì)目的產(chǎn)物收率影響不大的反應(yīng)，3）雖然反應(yīng)熱效應(yīng)大，但單程轉(zhuǎn)化率低的反應(yīng)或者有大量惰性物料存在，使反應(yīng)過程中溫升小的反應(yīng)。

5、多段絕熱固定床反應(yīng)器：間接換熱式，原料器冷激式，非原料器冷激式。

第八章 多相反應(yīng)器

1、氣液反應(yīng)器主要有兩類：塔式反應(yīng)器、機(jī)械攪拌式反應(yīng)器。塔式又可分為填料塔、板式塔、鼓泡塔及噴霧塔四種。

2、同時(shí)存在氣、液、固三種不同相態(tài)的反應(yīng)過程，稱之為氣液固反應(yīng)。氣固相催化反應(yīng)器主要有兩種：滴流床反應(yīng)器和漿態(tài)反應(yīng)器。

3、K粒內(nèi)部的擴(kuò)散阻力以及化學(xué)阻力。0G的倒數(shù)為過程阻力，它包括：氣液相界面的氣側(cè)及液側(cè)阻力，液固相界面的液側(cè)阻力，催化劑顆

第九章生化反應(yīng)工程基礎(chǔ)

1、生化工程全稱是生物化學(xué)工程是為生物技術(shù)服務(wù)的化學(xué)工程。它是利用化學(xué)工程原理和方法對(duì)實(shí)驗(yàn)室所取得的生物技術(shù)成果加以開發(fā)，使之成為生物反應(yīng)過程的一門學(xué)科，是生物化學(xué)與工程學(xué)相互滲透所形成的一門新學(xué)科。

2、現(xiàn)代生物技術(shù)包括：基因工程、細(xì)胞工程、酶工程和發(fā)酵工程，其中基因工程處于主導(dǎo)地位。生物催化劑可概括為兩大類：（1）游離酶或固定化酶；（2）游離細(xì)胞或固定化細(xì)胞。

3、一般的生化過程可概括為三大部分：（1）原料的處理；（2）生物催化劑制備及生化反應(yīng)；（3）產(chǎn)品的分離與純化。

4生化反應(yīng)過程的特點(diǎn)：（1）使用的生物催化劑，除單酶體系外，一般微生物細(xì)胞的多酶體系復(fù)雜，細(xì)胞的種類繁多，形態(tài)和生理特點(diǎn)差異大。（2）生化反應(yīng)具有反應(yīng)條件緩和、催化專一性強(qiáng)和反應(yīng)選擇性高的特點(diǎn)；（3）生化反應(yīng)物系比較復(fù)雜，即便是游離的微生物細(xì)胞發(fā)酵，也常為氣-液-固多相系統(tǒng)；（4）生物催化劑易受環(huán)境和雜菌污染的影響，甚至失活；（5）雖然酶催化效率遠(yuǎn)高于化學(xué)催化，但生化反應(yīng)速率往往受到底物和產(chǎn)物濃度的限制，常需在低濃度下操作，且又在常溫和常壓下反應(yīng)，反應(yīng)速率低，停留時(shí)間長，所需反應(yīng)器體積較大。

5、酶是由活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化活性和高度選擇性的特殊蛋白質(zhì)。

化學(xué)催化相比較，酶催化有以下特點(diǎn)：（1）酶催化效率高，通常比非酶催化高107~1013倍；（2）酶催化反應(yīng)具有高度的專一性，它包括酶對(duì)反應(yīng)的專一性和酶對(duì)底物的專一性；（3）酶催化反應(yīng)的反應(yīng)條件溫和，無需高溫高壓，通常在常溫常壓下進(jìn)行；（4）酶催化反應(yīng)有其適宜的溫度、pH值、溶劑的介電常數(shù)和離子強(qiáng)度。影響酶催化反應(yīng)速率的因素很多，分別是酶濃度、底物濃度、產(chǎn)物濃度、溫度、酸堿度、離子強(qiáng)度和抑制劑。

6、酶催化反應(yīng)中，某些物質(zhì)的存在使得反應(yīng)速率下降，這些物質(zhì)稱為抑制劑，其效應(yīng)稱為抑制作用。抑制作用分為兩大類：可逆抑制與不可逆抑制?？赡嬉种朴挚煞譃槿悾焊偁幮砸种?、非競爭性抑制、反競爭性抑制。

7、酶和細(xì)胞的固定化（1）吸附法（2）包埋法： ① 凝膠包埋法② 微膠囊包埋法③ 纖維包埋法（3）共價(jià)結(jié)合法（4）交聯(lián)法

第十章 聚合反應(yīng)工程基礎(chǔ)

1、聚合反應(yīng)和聚合物生產(chǎn)特點(diǎn)：1）動(dòng)力學(xué)關(guān)系復(fù)雜；2）反應(yīng)過程隨機(jī)性；3）多數(shù)聚合物系高粘度；4）聚合反應(yīng)高速率、強(qiáng)放熱。

2、雙模理論;1)氣液兩相接觸時(shí)，兩相間存在穩(wěn)定的相界面，且在相界面處氣液兩相達(dá)到平衡。2）相界面兩處各有一層停止膜，膜內(nèi)的傳質(zhì)方式為分子擴(kuò)散。3)傳質(zhì)阻力全部集中在停滯膜內(nèi)，膜外流體的流動(dòng)為高度湍流，即兩相主體的物質(zhì)的濃度均勻，傳質(zhì)阻力為零。

3、簡述固定床和流化床操作的優(yōu)缺點(diǎn)： 固定床優(yōu)點(diǎn)：1 催化不易磨損而且可以長期使用。2它的反應(yīng)速率較快，可用較少的催化劑和較小容積的反應(yīng)器獲得較大的生產(chǎn)能力。3 停留時(shí)間可以控制，溫度分布可以調(diào)節(jié)，有利于達(dá)到較高的轉(zhuǎn)化率和高的選擇性。缺點(diǎn)：1固定床中傳熱較差。2 更換催化劑時(shí)必須停止生產(chǎn)，而且經(jīng)濟(jì)上受到相當(dāng)大的影響，而且更換時(shí)勞動(dòng)強(qiáng)度大，粉塵量大。要求催化劑必須有足夠長的使用壽命。流化床的優(yōu)點(diǎn):1.流體和顆粒的運(yùn)動(dòng)使床層具有良好的傳熱性能(床內(nèi)及床層與傳熱面),徑,軸向溫度分布均勻,適用熱效應(yīng)大的反應(yīng)。2易實(shí)現(xiàn)固體物料的連續(xù)輸入和輸出3.可以使用粒度小的催化劑或固體物料(內(nèi)擴(kuò)散阻力小)缺點(diǎn):1.氣體以氣泡形式通過床層,氣固接觸嚴(yán)重不均勻,導(dǎo)致氣體的停留時(shí)間小,反應(yīng)不完全,轉(zhuǎn)化率低,不宜進(jìn)行高轉(zhuǎn)化率的反應(yīng)2.固體粒子運(yùn)動(dòng)接近全混流,停留時(shí)間相差較大, 對(duì)固體加工過程會(huì)造成固體轉(zhuǎn)化率不均勻;固體粒子的混合會(huì)挾帶部分氣體,造成氣體的返混,影響氣體的轉(zhuǎn)化率,當(dāng)存在串聯(lián)反應(yīng)時(shí),會(huì)使選擇性下降 3.粒子磨損造成催化劑損失,污染,要有高效粒子回收裝置4.流化床放大設(shè)計(jì)較固定床困難得多.4、停留時(shí)間分布及其測定方法；留時(shí)間分布是指物料質(zhì)點(diǎn)從進(jìn)入反應(yīng)器開始，到離開為止，在反應(yīng)器中總共停留的時(shí)間。示蹤法：在反應(yīng)器物料進(jìn)口處給系統(tǒng)輸入一個(gè)訊號(hào)，然后在反應(yīng)器的物料出口處測定輸出訊號(hào)的變化。根據(jù)輸入訊號(hào)的方式及訊號(hào)變化的規(guī)律來確定物料在反應(yīng)器內(nèi)的停留時(shí)間分布規(guī)律。示蹤法常用 階躍輸入法和脈沖輸入法。

5、述等溫恒容平推流反應(yīng)器空時(shí)、反應(yīng)時(shí)間、停留時(shí)間三者關(guān)系？

空時(shí)是反應(yīng)器的有效容積與進(jìn)料流體的容積流速之比。反應(yīng)時(shí)間是反應(yīng)物料進(jìn)入反應(yīng)器后從實(shí)際發(fā)生反應(yīng)的時(shí)刻起到反應(yīng)達(dá)某一程度所需的反應(yīng)時(shí)間。停留時(shí)間是指反應(yīng)物進(jìn)入反應(yīng)器的時(shí)刻算起到離開反應(yīng)器內(nèi)共停留了多少時(shí)間。由于平推流反應(yīng)器內(nèi)物料不發(fā)生返混，具有相同的停留時(shí)間且等于反應(yīng)時(shí)間，恒容時(shí)的空時(shí)等于體積流速之比，所以三者相等。

6、階躍示蹤法測停留時(shí)間分布的實(shí)驗(yàn)方法及其對(duì)應(yīng)曲線？

階躍示蹤法是對(duì)于定常態(tài)的連續(xù)流動(dòng)系統(tǒng)，在某瞬間t=0將流入系統(tǒng)的流體切換為含有示蹤劑A且濃度為同時(shí)保持系統(tǒng)內(nèi)流動(dòng)模式不變，并在切換的同時(shí)，在出口處測出出口流體中示蹤劑A的濃度隨時(shí)間的變化。對(duì)應(yīng)的曲線為F（t）。

7、可逆放熱反應(yīng)如何選擇操作溫度？1）對(duì)于放熱反應(yīng)，要使反應(yīng)速率盡可能保持最大，必須隨轉(zhuǎn)化率的提高，按最優(yōu)溫度曲線相應(yīng)降低溫度；2）這是由于可逆放熱反應(yīng)，由于逆反應(yīng)速率也隨反應(yīng)溫度的提高而提高，凈反應(yīng)速率出現(xiàn)一極大值；3）而溫度的進(jìn)一步提高將導(dǎo)致正逆反應(yīng)速率相等而達(dá)到化學(xué)平衡。

8、尋求停留時(shí)間分布的實(shí)驗(yàn)方法及其分類？通過物理示蹤法來測反應(yīng)器物料的停留時(shí)間的分布曲線。所謂物理示蹤是指采用一種易檢測的無化學(xué)反應(yīng)活性的物質(zhì)按一定的輸入方式加入穩(wěn)定的流動(dòng)系統(tǒng)，通過觀測該示蹤物質(zhì)在系統(tǒng)出口的濃度隨時(shí)間的變化來確定系統(tǒng)物料的停留時(shí)間分布。根據(jù)示蹤劑輸入方式的不同大致分為四種：脈沖法、階躍法、周期示蹤法和隨機(jī)輸入法。

第二篇：制藥反應(yīng)工程復(fù)習(xí)提綱

制藥反應(yīng)工程復(fù)習(xí)提綱

一、概論

1.制藥工程的廣義和狹義定義

2.藥物成分的獲得方法

二、反應(yīng)合成技術(shù)

1.簡述影響反應(yīng)器性能的主要因素及反應(yīng)器的主要類型

2.間歇釜式反應(yīng)器的攪拌功能可以有效的增加三傳的效率，根據(jù)流體性質(zhì)怎樣選擇合適的攪拌器？

3.固定床反應(yīng)器根據(jù)其傳熱形式可分為哪幾類?

4.固定床反應(yīng)器中的傳質(zhì)過程主要有哪些？

5.生化反應(yīng)器按照操作方式可分為哪些類型？

6.塔式生化反應(yīng)器與機(jī)械攪拌式生化反應(yīng)器相比主要優(yōu)缺點(diǎn)

7.細(xì)胞培養(yǎng)反應(yīng)器的類型

8.按照能量輸入方式生化反應(yīng)器主要分為哪幾類？通用式發(fā)酵罐增氧措施？

三、吸附與離子交換

1.吸附概念及吸附作用力的類型

2.吸附劑的特點(diǎn)

3.表征吸附劑的主要參數(shù)

4.常用吸附劑的功能

5.離子交換樹脂的種類及離子交換樹脂的結(jié)構(gòu)組成四、色譜技術(shù)

1.色譜法分離基本原理

2.各種色譜類型及分離特點(diǎn)

3.色譜分離度與柱長的關(guān)系

五、萃取

1.萃取原理及操作方式

2.單級(jí)和多級(jí)萃取理論收率的計(jì)算

3.簡述反膠束萃取、雙水相萃取的基本原理和主要影響因素？

六、結(jié)晶分離

1.掌握物質(zhì)結(jié)晶的過程，并會(huì)根據(jù)其特點(diǎn)來控制結(jié)晶

2.會(huì)根據(jù)不同物質(zhì)的溶解度影響規(guī)律來設(shè)計(jì)結(jié)晶方案。

七、蒸餾

1.精餾分離的原理

2.間歇共沸精餾和間歇萃取精餾分離原理及特點(diǎn)

3.間歇精餾的設(shè)備參數(shù)和操作參數(shù)主要有哪些？

八、過濾與離心分離

1.會(huì)計(jì)算離心機(jī)的分離因數(shù)

2.影響過濾速度的主要因素有哪些？

3．過濾設(shè)備種類及操作特點(diǎn)？

九、膜分離

1.不對(duì)稱膜的組成？反滲透、超濾和微濾孔徑尺寸對(duì)比？ 2.膜清洗的方式？

第三篇：置換反應(yīng)總結(jié)

置換反應(yīng)總結(jié)

(紅色字體的暫時(shí)沒學(xué)過)

一、按元素的性質(zhì)劃分：

（一）金屬置換出金屬

1、Zn＋CuSO4=ZnSO4＋Cu（說明：還原性強(qiáng)的把還原性弱的置換出來）

2、鋁熱反應(yīng)：2Al＋Fe2O3=Al2O3＋2Fe（說明：Al元素的的還原性比Fe元素的還原性強(qiáng)。同理Al與V2O5、CrO3等金屬氧化物組成的混合物，也稱為鋁熱劑。發(fā)生類似反應(yīng)，說明Al比V、Cr等金屬還原性強(qiáng)。）

※

3、工業(yè)上制取金屬鉀的原理：Na＋KCl===NaCl＋K↑。（說明：這個(gè)反應(yīng)發(fā)生，不能說明Na的還原性比K強(qiáng)。其原因是，在熔融狀態(tài)下，金屬鉀已經(jīng)變?yōu)檎羝?，從化學(xué)平衡的角度來說，及時(shí)將生成的鉀蒸汽從平衡體系中抽走，平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行。所以反應(yīng)能進(jìn)行到底。）反應(yīng)Mg＋2RbCl=MgCl2＋2Rb↑的原理相類似。

3、Na+TiCl4 =4NaCl+Ti

（二）金屬置換出非金屬1、2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑2Na＋2CH3CH2OH=2CH3CH2ONa＋H2↑

2、Fe＋2HCl=FeCl2＋H2↑Mg+2HCl=MgCl2+ H2↑2Al+6HCl=2AlCl3+3 H2↑3、2Mg＋CO2=2MgO＋C4、3Fe＋4H2O(g)=Fe3O4＋4 H2↑

（三）非金屬置換出金屬(在干態(tài)條件下反應(yīng))

H2＋CuO=Cu＋H2O；此反應(yīng)不能說明H2的還原性比Cu強(qiáng)。

因?yàn)榘l(fā)生反應(yīng)的條件比較特殊，在干態(tài)高溫條件下，生成的H2O脫離了反應(yīng)體系，從而使反應(yīng)能進(jìn)行到底。同理煉鐵發(fā)生反應(yīng)：3C＋2Fe2O3=4Fe＋3CO2

（四）非金屬置換出非金屬

1、鹵素間的置換反應(yīng)：

Cl2＋2NaBr=2NaCl＋Br2；說明Cl2的氧化性比Br2的氧化性強(qiáng)

Br2＋2KI=2KBr＋I(xiàn)2；說明Br2的氧化性比I2的氧化性強(qiáng)2、2F2＋2H2O=4HF＋O2；說明F2的氧化性比O2的氧化性強(qiáng)3、2H2S＋O2=2H2O＋S↓；說明O2的氧化性比S的氧化性強(qiáng)

2H2S＋Cl2=2HCl＋S↓；說明Cl2的氧化性比S的氧化性強(qiáng)

4、C＋H2O==CO＋H25、2C＋SiO2===Si＋2CO(此反應(yīng)產(chǎn)物一定是CO，而不是CO2)

二、按物質(zhì)類別劃分，單質(zhì)與氧化物間的置換和單質(zhì)與非氧化物間的置換。

1、單質(zhì)與氧化物發(fā)生置換反應(yīng)

2Na+2H2O=2NaOH+H22Mg+CO2=2MgO+C

3Fe+4H2O(g)= Fe3O4+4H2H2+CuO=Cu+H2O

C+FeO=Fe+CO2F2+2H2O=4HF+O2

2C+SiO2=Si+2CO2Al+Fe2O3=Al2O3+2Fe

C+H2O=CO+H22H2+SiCl4=Si+4HCl

Si+2FeO=2Fe+SiO23H2+Fe2O3=2Fe+3H2O2、單質(zhì)與非氧化物發(fā)生置換反應(yīng)

2H2+SiCl4=Si+4HClH2S+Cl2=S+2HCl

3Cl2+8NH3=6NH4Cl+N24NH3+3O2=2N2+6H2O

第四篇：置換反應(yīng)總結(jié)

置換反應(yīng)總結(jié)

置換反應(yīng)總結(jié)

一、按元素的性質(zhì)劃分：

（一）金屬置換出金屬

1、Zn＋CuSO4=ZnSO4＋Cu（說明：還原性強(qiáng)的把還原性弱的置換出來）

2、鋁熱反應(yīng)：2Al＋Fe2O3=Al2O3＋2Fe（說明：Al元素的的還原性比Fe元素的還原性強(qiáng)。同理Al與V2O5、CrO3等金屬氧化物組成的混合物，也稱為鋁熱劑。發(fā)生類似反應(yīng)，說明Al比V、Cr等金屬還原性強(qiáng)。）

3、工業(yè)上制取金屬鉀的原理：Na＋KCl===NaCl＋K↑。（說明：這個(gè)反應(yīng)發(fā)生，不能說明Na的還原性比K強(qiáng)。其原因是，在熔融狀態(tài)下，金屬鉀已經(jīng)變?yōu)檎羝?，從化學(xué)平衡的角度來說，及時(shí)將生成的鉀蒸汽從平衡體系中抽走，平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行。所以反應(yīng)能進(jìn)行到底。）

反應(yīng)Mg＋2RbCl=MgCl2＋2Rb↑的原理相類似。

（二）金屬置換出非金屬1、2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑2Na＋2CH3CH2OH=2CH3CH2ONa＋H2↑

2、Fe＋2HCl=FeCl2＋H2↑Mg+2HCl=MgCl2+ H2↑2Al+6HCl=2AlCl3+3 H2↑3、2Mg＋CO2=2MgO＋C4、3Fe＋4H2O(g)=Fe3O4＋4 H2↑

（三）非金屬置換出金屬(在干態(tài)條件下反應(yīng))

H2＋CuO=Cu＋H2O；此反應(yīng)不能說明H2的還原性比Cu強(qiáng)。

因?yàn)榘l(fā)生反應(yīng)的條件比較特殊，在干態(tài)高溫條件下，生成的H2O脫離了反應(yīng)體系，從而使反應(yīng)能進(jìn)行到底。同理煉鐵發(fā)生反應(yīng)：3C＋2Fe2O3=4Fe＋3CO2

（四）非金屬置換出非金屬

1、鹵素間的置換反應(yīng)：

Cl2＋2NaBr=2NaCl＋Br2；說明Cl2的氧化性比Br2的氧化性強(qiáng)Br2＋2KI=2KBr＋I(xiàn)2；說明Br2的氧化性比I2的氧化性強(qiáng)2、2F2＋2H2O=4HF＋O2；說明F2的氧化性比O2的氧化性強(qiáng)3、2H2S＋O2=2H2O＋S↓；說明O2的氧化性比S的氧化性強(qiáng)

2H2S＋Cl2=2HCl＋S↓；說明Cl2的氧化性比S的氧化性強(qiáng)

4、C＋H2O==CO＋H25、2C＋SiO2===Si＋2CO(此反應(yīng)產(chǎn)物一定是CO，而不是CO2)

二、按元素在周期表的位置劃分，同族元素單質(zhì)間的置換與不同族元素單質(zhì)間的置換：

（一）同主族元素單質(zhì)間的置換：

1、第I A 族元素：2Na+2H2O= 2NaOH+H2Na+KCl= NaCl+K2、第IVA族元素： 2C+SiO2= Si+2CO3、第VIA族元素：2H2S+O2 =2S+2H2O4、第VIIA族元素：Cl2+2HI=2HCl+I2Cl2＋2NaBr=2NaCl＋Br2；Br2＋2KI=2KBr＋I(xiàn)2

（二）不同主族元素單質(zhì)間的置換

1、Mg+2HCl= MgCl2+H22Al+6HCl= 2AlCl3+3H22、2Mg+CO2=2MgO+C3、2F2+2H2O= 4HF+O24、C+H2O= CO+H25、H2S+Cl2 =S+2HCl6、2H2+SiCl2= Si+4HCl4NH2+3O2=2N2+6H2O3Cl2+8NH3=6NH4Cl+N2

（三）主族元素單質(zhì)置換副族元素的單質(zhì)

H2+CuO= Cu+H2O2Al+Fe2O3=Al2O3+2Fe

C+CuO=Cu+CO2Al+3Hg2+ =2Al3++3Hg

Na+TiCl4 =4NaCl+Ti

（四）副族元素的單質(zhì)置換主族元素單質(zhì)

3Fe+4H2O(g)= Fe3O4+4H2Zn+2H+ =Zn2++H2

（五）副族元素的單質(zhì)置換副族元素的單質(zhì)

Fe+CuSO4 =FeSO4+Cu

三、按物質(zhì)類別劃分，單質(zhì)與氧化物間的置換和單質(zhì)與非氧化物間的置換。

1、單質(zhì)與氧化物發(fā)生置換反應(yīng)

2Na+2H2O=2NaOH+H22Mg+CO2=2MgO+C

3Fe+4H2O(g)= Fe3O4+4H2H2+CuO=Cu+H2O

C+FeO=Fe+CO2F2+2H2O=4HF+O2

2C+SiO2=Si+2CO2Al+Fe2O3=Al2O3+2Fe

C+H2O=CO+H22H2+SiCl4=Si+4HCl

Si+2FeO=2Fe+SiO23H2+Fe2O3=2Fe+3H2O2、單質(zhì)與非氧化物發(fā)生置換反應(yīng)

2H2+SiCl4=Si+4HClH2S+Cl2=S+2HCl

3Cl2+8NH3=6NH4Cl+N24NH3+3O2=2N2+6H2O

應(yīng)用舉例：

1、中學(xué)化學(xué)常見物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化關(guān)系，推斷并完成下列空白：

⑴當(dāng)A為兩種非金屬元素所組成的化合物時(shí)，化合物A的電子式：_________化合物B的電子式：___________單質(zhì)乙的同素異形體的化學(xué)式：__________________________________反應(yīng)①的化學(xué)方程式：__________________________________________________________。⑵當(dāng)A為金屬元素與非金屬元素所組成的化合物時(shí)，化合物B的化學(xué)式為______________單質(zhì)甲少量時(shí)反應(yīng)①的離子方程式為______________________________________________。單質(zhì)甲過量時(shí)反應(yīng)①的離子方程式為______________________________________________。參考答案：

⑴CO2、CO、O3、CO2＋2Mg=2MgO＋C；

＋＋－＋－＋－⑵FeBr3、2Fe2＋Cl2=2Fe3＋2Cl；2Fe2＋4Br＋3Cl2=2Fe3＋6Cl＋2Br2；

2、已知A、B為單質(zhì)，甲、乙為化合物，且A與甲的水溶液能發(fā)生如下反應(yīng)：A+甲=B+乙，則下列判斷錯(cuò)誤的是()

(A)若A是金屬，則B可能是金屬，也可能是非金屬

(B)若A是非金屬，則B可能是金屬，也可能是非金屬

(C)若甲是酸，則A可能是金屬，也可能是非金屬

(D)若甲是鹽，則A可能是金屬，也可能是非金屬

3、置換反應(yīng)的通式可以表示為:單質(zhì)(1)+化合物(1)=化合物(2)+單質(zhì)(2)

請寫出滿足以下要求的3個(gè)置換反應(yīng)的化學(xué)方程式: ①所涉及的元素的原子序數(shù)都小于20;②6種單質(zhì)分屬6個(gè)不同的主族。

解析：①所涉及的元素的原子序數(shù)都小于20;②6種單質(zhì)分屬6個(gè)不同的主族。短周期元素中所常見的單質(zhì)有:H2、C、N2、O2、F2、Na、Mg、Al、Si、S、Cl2;金屬之間的置換不可能發(fā)生(因Na、Mg、Al太活潑,一般采用電解法來制備)則有金屬→非金屬,如2Mg+CO2=2MgO+C,2Na+2H2O=2NaOH+H2↑(但Na和H屬同一主族元素而不符合題意),2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑

非金屬→金屬:適用于熱還原法如H2、C等還原CuO,Cu為過渡金屬故不合題意。非金屬→非金屬:如2F2+2H2O=4HF+O2或Cl2+H2S=S+2HCl

第五篇：反應(yīng)工程,學(xué)習(xí)感悟

化學(xué)反應(yīng)工程學(xué)習(xí)感悟(材化學(xué)院，摘要 化學(xué)反應(yīng)工程是一門涉及物理化學(xué)、化工傳遞過程、化工熱力學(xué)、化學(xué)動(dòng)力學(xué)、以及生產(chǎn)工藝、環(huán)境保護(hù)、經(jīng)濟(jì)學(xué)等知識(shí)領(lǐng)域的課程，是一門綜合性很強(qiáng)的工程學(xué)科。主要研究工業(yè)規(guī)縷化學(xué)反應(yīng)器中化學(xué)反應(yīng)過程與反應(yīng)物系質(zhì)量、熱量、動(dòng)量傳遞過程即“三傳一反”同時(shí)進(jìn)行的物理變化與化學(xué)變化的基本規(guī)律其核心就是對(duì)反應(yīng)裝置中的操作過程進(jìn)行定量的工程學(xué)解析。

關(guān)鍵詞 認(rèn)識(shí)；影響；建議

對(duì)反應(yīng)工程的認(rèn)識(shí)

接觸這門課有一學(xué)期了，經(jīng)過一段時(shí)間的學(xué)習(xí)對(duì)這門課有了一定的了解。在我看來化學(xué)反應(yīng)工程是一門涉及物理化學(xué)、化工傳遞過程、化工熱力學(xué)、化學(xué)動(dòng)力學(xué)、以及生產(chǎn)工藝、環(huán)境保護(hù)、經(jīng)濟(jì)學(xué)等知識(shí)領(lǐng)域的課程，是一門綜合性很強(qiáng)的工程學(xué)科。主要研究化學(xué)反應(yīng)過程與反應(yīng)物系質(zhì)量、熱量、動(dòng)量傳遞過程即“三傳一反”。

對(duì)所研究的化學(xué)反應(yīng)，以簡化的或近似的數(shù)學(xué)表達(dá)式來表述反應(yīng)速率和選擇率與溫度和濃度等的關(guān)系。這本來是物理化學(xué)的研究領(lǐng)域，但是化學(xué)反應(yīng)工程工作者由于工業(yè)實(shí)踐的需要，在這方面也進(jìn)行了大量的工作。不同之處是，化學(xué)反應(yīng)工程工作者著重于建立反應(yīng)速率的定量關(guān)系式，而且更多地依賴于實(shí)驗(yàn)測定和數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)。

對(duì)一個(gè)特定反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行的特定的化學(xué)反應(yīng)過程，在其反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型和反應(yīng)器傳遞模型都已確定的條件下，將這些數(shù)學(xué)模型與物料衡算、熱量衡算等方程聯(lián)立求解，就可以預(yù)測反應(yīng)結(jié)果和反應(yīng)器操作性能。由于實(shí)際工業(yè)反應(yīng)過程的復(fù)雜性，至今尚不能對(duì)所有工業(yè)反應(yīng)過程都建立可供實(shí)用的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型和反應(yīng)器傳遞模型。因此，進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)工程的理論研究時(shí)，概括性地提出若干個(gè)典型的傳遞過程。

這門課對(duì)我的影響 在學(xué)習(xí)這門課時(shí)要進(jìn)行大量的計(jì)算，同時(shí)它的綜合性，其中涉及到很多門學(xué)科的知識(shí)。如微積分、數(shù)值計(jì)算、化學(xué)動(dòng)力學(xué)、化工原理、傳遞現(xiàn)象、催化原理和計(jì)算機(jī)技術(shù)的銜接、融合?；瘜W(xué)反應(yīng)速率方程的建立直接依賴于化學(xué)動(dòng)力學(xué)；理想反應(yīng)器和非理想反應(yīng)器的模型描述需要進(jìn)行質(zhì)量衡算和熱量衡算，這涉及到傳遞現(xiàn)象、化工原理的知識(shí)；反應(yīng)器數(shù)學(xué)模型的解需要用到微積分、數(shù)值計(jì)算和計(jì)算機(jī)技術(shù)的知識(shí)；非均相催化與催化原理密切相關(guān)。

所以我覺得在學(xué)習(xí)這門課的時(shí)候很多自己學(xué)過的，或是正在學(xué)的都能得到很好的應(yīng)用，這在一定程度上促進(jìn)了我在其他課程方面的學(xué)習(xí)的積極性還有幫助我鞏固了以前學(xué)過的知識(shí)，所以我覺得這門課雖然計(jì)算多很繁瑣，但是對(duì)自己綜合的學(xué)習(xí)能力有很大的幫助。

對(duì)反應(yīng)工程這門課的建議

我覺得學(xué)習(xí)的過程要與實(shí)際工程聯(lián)系起來。老師可以多講一些實(shí)際中的例子與之結(jié)合，或者講一些不成功的例子，讓我們在學(xué)習(xí)中找缺點(diǎn)，在這找缺點(diǎn)中學(xué)習(xí)。例如在返混這一概念的學(xué)習(xí)中，例如，針對(duì)丁二烯氯化制二氯丁烯的開發(fā)，根據(jù)化學(xué)反應(yīng)工程理論指導(dǎo)認(rèn)識(shí)反應(yīng)特征，溫度效應(yīng)要求反應(yīng)器內(nèi)不出現(xiàn)低溫區(qū)，否則造成反應(yīng)選擇性差，為使反應(yīng)器內(nèi)不出現(xiàn)低溫區(qū)，最直接的方法是將兩種物料各自預(yù)熱，然后進(jìn)入反應(yīng)器。但是丁二烯容易在預(yù)熱器中發(fā)生自聚，造成換熱面的污染，使換熱器不能長期運(yùn)轉(zhuǎn)。因此，從工程的角度，不宜采用用原料預(yù)熱的方式，可利用返混使進(jìn)入反應(yīng)器的冷料與反應(yīng)器中的熱料迅速混合，使冷料可以立刻提高溫度。正如全混流反應(yīng)器中提到，充分的返混將使反應(yīng)器內(nèi)的各處溫度和濃度均勻，并等于反應(yīng)器的出口濃度好溫度。

要學(xué)會(huì)用工程分析方法來分析和解決工程問題。強(qiáng)調(diào)從分析工程因素的本質(zhì)入手，針對(duì)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)特征來判別工程因素對(duì)反應(yīng)結(jié)果的影響。只有建立正確的數(shù)學(xué)模型，把握了工程因素本質(zhì)及反應(yīng)特征，分析了工程因素對(duì)反應(yīng)結(jié)果的影響程度，才能從反應(yīng)過程設(shè)計(jì)和操作上提出優(yōu)化的工程措施，解決工程問題