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化工
题目

【多选题】间歇反应过程是一个非定态过程,反应器的组成随时间改变。以下说法哪些是正确的A. 间歇操作过程包括了装料、反应、卸料和清洗等步骤,但就反应过程本身而言,仍属于定态过程B. 在间歇反应器中进行的单一反应,产物的浓度总是随着反应时间的延长而增高C. 在间歇反应器中进行的复合反应,对于目的产物可能存在最佳的反应时间D. 间歇反应器中进行的反应,均可以按恒容处理

【多选题】间歇反应过程是一个非定态过程,反应器的组成随时间改变。以下说法哪些是正确的

A. 间歇操作过程包括了装料、反应、卸料和清洗等步骤,但就反应过程本身而言,仍属于定态过程

B. 在间歇反应器中进行的单一反应,产物的浓度总是随着反应时间的延长而增高

C. 在间歇反应器中进行的复合反应,对于目的产物可能存在最佳的反应时间

D. 间歇反应器中进行的反应,均可以按恒容处理

题目解答

答案

CD
C. 在间歇反应器中进行的复合反应,对于目的产物可能存在最佳的反应时间
D. 间歇反应器中进行的反应,均可以按恒容处理

解析

考查要点:本题主要考查对间歇反应过程特点的理解,包括非定态过程的性质、反应器操作步骤、产物浓度变化规律、复合反应的优化时间点以及反应器的恒容假设。

解题核心思路:

  1. 明确间歇反应的非定态特性:反应过程中组分浓度随时间变化,与定态过程不同。
  2. 区分单一反应与复合反应的差异:单一反应可能因可逆性或反应物耗尽导致产物浓度变化趋势不同;复合反应因多路径竞争,可能存在最佳反应时间。
  3. 恒容假设的适用性:间歇反应器通常封闭,体积固定,但需注意极端情况(如气体反应中体积变化)。

破题关键点:

  • 选项A:间歇操作包含多个步骤,但反应过程本身是非定态的,与“定态过程”矛盾。
  • 选项B:单一反应若存在可逆性或反应物耗尽,产物浓度可能不会持续增加。
  • 选项C:复合反应中目的产物浓度可能因副反应或中间产物分解存在峰值。
  • 选项D:间歇反应器默认恒容,但需注意特殊条件(如气体体积变化)。

选项A分析

间歇操作确实包含装料、反应、卸料和清洗等步骤,但题目明确指出“反应过程本身是非定态的”。定态过程要求组分浓度不随时间变化,而间歇反应器中浓度随时间变化,因此选项A错误。

选项B分析

在单一反应中,若反应不可逆且反应物完全消耗,则产物浓度会随时间增加到最大值。但若反应可逆(如存在平衡状态),产物浓度可能在达到平衡后停止增长。题目未明确排除可逆反应,因此选项B的说法“总是”不成立,选项B错误。

选项C分析

复合反应中可能存在主反应和副反应竞争(如A→B为主反应,A→C为副反应)。随着反应时间延长,主产物B的浓度可能因A的耗尽或副反应加剧而下降,存在最佳反应时间使B的浓度最高。选项C正确。

选项D分析

间歇反应器通常为封闭系统,体积固定,反应过程按恒容处理。即使气体反应中压力变化,体积仍恒定,因此选项D正确。

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