题目
对于可逆放热反应来说,最适宜的反应器为________。A. 平推流反应器B. 全混流反应器C. 全混流串接平推流D. 多个全混流串联反应器
对于可逆放热反应来说,最适宜的反应器为________。
A. 平推流反应器
B. 全混流反应器
C. 全混流串接平推流
D. 多个全混流串联反应器
题目解答
答案
C. 全混流串接平推流
解析
本题考查可逆放热反应中最适宜反应器的选择,解题思路是分析不同类型反应器的特点以及对可逆放热反应的影响,从而确定最适宜的反应器组合。
1. 分析可逆放热反应的特点
对于可逆放热反应,存在一个最佳反应温度,在该温度下反应速率最快。随着反应的进行,反应物浓度降低,反应热减少,温度会逐渐下降。为了使反应尽可能在接近最佳温度的条件下进行,需要合理选择反应器。
2. 分析各选项反应器的特点
- A. 平推流反应器:平推流反应器中物料以相同的速度平行流动,没有返混,反应物浓度沿反应器长度方向逐渐降低。在可逆放热反应中,由于没有返混,反应前期温度较高,可能会超过最佳反应温度,导致反应速率下降;而反应后期温度又过低,也不利于反应进行。
- B. 全混流反应器:全混流反应器中物料充分混合,反应器内各处的温度和浓度均匀。但对于可逆放热反应,全混流反应器内的温度会一直处于较低水平,因为反应热会被迅速分散,无法维持较高的反应温度,从而降低了反应速率。
- C. 全混流串接平推流:先使用全混流反应器,在反应初期,反应物浓度高,反应热大,全混流反应器可以使反应热迅速分散,避免温度过高超过最佳反应温度。然后再使用平推流反应器,随着反应的进行,反应物浓度逐渐降低,反应热减少,平推流反应器可以使反应在相对较高的温度下继续进行,更接近最佳反应温度,从而提高反应速率和转化率。
- D. 多个全混流串联反应器:多个全混流串联反应器虽然可以在一定程度上控制反应温度,但每个全混流反应器内的温度仍然较低,无法充分利用反应热,反应速率和转化率不如全混流串接平推流反应器。
3. 得出结论
综合以上分析,全混流串接平推流反应器最适合可逆放热反应,能够使反应在接近最佳温度的条件下进行,提高反应速率和转化率。