下列说法错误的是()A. 通过消除外扩散影响可以提高反应的转化率B. 测定本征动力学反应速率需要排除外扩散和内扩散的影响C. 通过减小催化剂颗粒直径,可以消除内扩散的影响D. 通过加大进料流量,可以消除外扩散的影响
A. 通过消除外扩散影响可以提高反应的转化率
B. 测定本征动力学反应速率需要排除外扩散和内扩散的影响
C. 通过减小催化剂颗粒直径,可以消除内扩散的影响
D. 通过加大进料流量,可以消除外扩散的影响
题目解答
答案
解析
本题考查化学反应工程中扩散对反应转化率和动力学测定的影响相关知识。解题的关键在于理解外扩散、内扩散的概念以及它们对反应的影响,同时要清楚消除外扩散和内扩散影响的方法。
选项A
外扩散是指反应物从流体主体向催化剂外表面传递的过程。当存在外扩散影响时,催化剂外表面的反应物浓度低于流体主体的反应物浓度,这会限制反应的进行,从而降低反应的转化率。通过消除外扩散影响,能使催化剂外表面的反应物浓度接近流体主体的反应物浓度,反应可以更充分地进行,进而提高反应的转化率。所以选项A说法正确。
选项B
本征动力学是指在没有扩散影响的情况下,反应本身的动力学规律。外扩散和内扩散会影响反应物在催化剂表面和内部的浓度分布,从而干扰对反应真实动力学的测定。因此,测定本征动力学反应速率时,需要排除外扩散和内扩散的影响,以得到反应本身的速率方程。所以选项B说法正确。
选项C
内扩散是指反应物从催化剂外表面向催化剂内部孔道传递的过程。催化剂颗粒直径越大,反应物在催化剂内部的扩散距离越长,内扩散的影响就越显著。减小催化剂颗粒直径,反应物在催化剂内部的扩散距离缩短,扩散阻力减小,当颗粒直径减小到一定程度时,内扩散的影响可以忽略不计,即可以消除内扩散的影响。所以选项C说法正确。
选项D
加大进料流量,会使流体的流速增大,流体与催化剂外表面的传质系数增大,外扩散的影响会减小。但是,外扩散的影响是由流体与催化剂外表面之间的传质过程决定的,即使加大进料流量,也只能减小外扩散的影响,而不能完全消除外扩散的影响。因为只要存在流体与催化剂外表面之间的浓度差,就会有外扩散现象发生。所以选项D说法错误。