题目
[判断题] 单一反应过程,采用平推流反应器总比全混流反应器所需要的体积小。A. 正确B. 错误
[判断题] 单一反应过程,采用平推流反应器总比全混流反应器所需要的体积小。
A. 正确
B. 错误
题目解答
答案
B. 错误
解析
考查要点:本题主要考查对平推流反应器(PFR)和全混流反应器(CSTR)体积比较的理解,特别是单一反应过程中的适用性。
解题核心思路:
- 平推流反应器的体积计算基于反应物浓度沿流动方向的连续变化,假设无返混;全混流反应器则假设反应器内浓度均匀,存在返混。
- 反应级数是关键因素。对于不同级数的反应,两种反应器所需体积关系不同:
- 一级反应(ν=1):平推流体积更小。
- 零级反应(ν=0):平推流与全混流体积相等。
- 结论:题目中“总比”表述绝对化,因存在某些情况下两者体积相等或全混流更小,故原命题错误。
关键分析步骤:
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平推流与全混流体积公式:
- 平推流体积:
$V_p = \frac{C_{A0} - C_A}{k} \quad (\text{一级反应})$ - 全混流体积:
$V_c = \frac{C_{A0} \ln(C_{A0}/C_A)}{k} \quad (\text{一级反应})$ - 对于一级反应,$V_p < V_c$,平推流更优。
- 平推流体积:
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零级反应的特殊性:
- 平推流体积:
$V_p = \frac{C_{A0} - C_A}{k}$ - 全混流体积:
$V_c = \frac{C_{A0} - C_A}{k}$ - 两者体积相等,说明“总比”不成立。
- 平推流体积:
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结论推导:
题目中“总比”未考虑零级反应等特殊情况,因此命题错误。