当反应级数 n_______时,微观流体具有比宏观流体低的出口转化率。 ( )A. =0B. =1C. > 1D.

本题考查反应级数对不同流动模型出口转化率的影响。关键在于理解微观流体（如活塞流反应器PFR）与宏观流体（如连续搅拌釜式反应器CSTR）在不同反应级数下的转化率差异。

核心思路：

1. 反应级数n决定了反应速率与浓度的关系。
2. PFR中浓度梯度较大，导致后续反应物浓度快速下降；CSTR中混合均匀，平均浓度较高。
3. 当n>1时，反应速率对浓度更敏感，CSTR的高平均浓度使其转化率高于PFR。

反应级数与转化率关系分析

1. 活塞流反应器（PFR）：

   • 转化率公式（n≠1）：
     $X_p = \frac{1}{n-1} \left[ \frac{1}{(C_0(1-X_p))^{n-1}} - \frac{1}{C_0^{n-1}} \right]$
   • 随着n增大，浓度下降更快，转化率降低。

2. 连续搅拌釜式反应器（CSTR）：

   • 转化率公式：
     $X_c = \frac{k\tau C_0^{n-1}}{1 + k\tau C_0^{n-1}}$
   • 当n>1时，高浓度维持更高效反应，转化率高于PFR。

关键结论

• n>1时，CSTR的高混合特性使平均浓度更高，转化率超过PFR。
• n≤1时，PFR转化率不低于CSTR。