全混流反应器的容积效率η 小于 1.0 时,且随着 的增大而减小,此时该反应的反应级数 n_______。( )A. < 0 B. =0 C. ≥ 0 D. >0

本题考查全混流反应器（CSTR）的容积效率η与反应级数n的关系。关键点在于理解不同反应级数下η的变化规律。当η<1且随某一变量（如转化率X）增大而减小时，需判断反应级数n的取值范围。核心思路是分析不同n值对η的影响趋势，结合选项得出结论。

核心概念回顾

• 容积效率η：比较CSTR与理想反应器（如平推流PFR）的效率，η=τ_理想/τ_CSTR。η<1说明CSTR效率低于理想情况。
• 反应级数n：决定反应速率与浓度的关系，影响η随转化率X的变化趋势。

关键推导

对于n级反应，CSTR的容积效率η与转化率X的关系为：
$\eta = \left[ \frac{1 + X}{1 + nX} \right]^{1/(n-1)} \quad (n \neq 1)$

• 当n>0时：随着X增大，分母1 + nX增长快于分子1 + X，导致η减小。例如，n=2时，η随X增大而单调递减。
• 当n=0时：η=1，与X无关，恒定不变。
• 当n<0时：分母1 + nX可能为负（若X足够大），导致η无意义，或η随X增大而增大（与题意矛盾）。

结论

题目中η<1且随变量（如X）增大而减小，说明n必须大于0。