第一篇：反應工程總結

第一章 緒論

1、化學反應工程是化學工程學科的一個分支，通常簡稱為反應工程。其內容可概括為兩個方面，即反應動力學和反應器設計與分析。

2、傳遞現象包括動量、熱量和質量傳遞，再加上化學反應，這就是通常所說的三傳一反。

3、反應組分的反應量與其化學計量系數之比的值為定值，ξ叫做反應進度且恒為正值。、本書規定反應物的化學計量系數一律取負值，而反應產物則取正值。

8、工業反應器有三種操作方式： ① 間歇操作；② 連續操作；③半間歇(或半連續)操作

9、反應器設計的基本內容一般包括：1）選擇合適的反應型式 ；2）確定最佳操作條件 ；3）根據操作負荷和規定的轉化程度，確定反應器的體積和尺寸。10.反應器按結構原理的特點可分的類型： 管式，釜式，塔式，固定床，流化床，移動床，滴流床反應器。第二章

3、溫度對反應速率的影響 如果反應速率方程可以表示為：r=f1(T)f2(c)，f1(T)是溫度的影響。當溫度一定時，其值一定。通常用阿累尼烏斯方程（Arrhenius‘ law）表示反應速度常數與溫度的關系，即，為指前因子，其因次與k相同；E為反應的活化能；R為氣體常數。兩邊取對數，則有 ：lnk=lnA0－E/RT，lnk對 1/T作圖，可得－直線，直線的斜率=－E/RT。

注意：不是在所有的溫度范圍內上面均為直線關系，不能外推。

其原因包括：(1)速率方程不合適；(2)反應過程中反應機理發生變化；(3)傳質的影響；(4)指前因子A0與溫度有關。

速率極大點處有：對應于極大點的溫度叫做最佳溫度Top。速率為零點處有:rA=0

6、多相催化與吸附 1）、催化劑的用途：①加快反應速度②定向作用(提高選擇性)－化學吸附作用結果 2）、催化劑的組成：主催化劑－金屬或金屬氧化物，用于提供反應所需的活性中心。助催化劑－提高活性，選擇性和穩定性。助催化劑可以是 ①結構性的；② 調變性的。載體－用于 ① 增大接觸表面積；②改善物理性能。如機械強度、導熱性質、抗毒能力等。

3、多相催化反應是由吸附，表面反應，和脫附等步驟組成。理想吸附－Langemiur 模型，假設①吸附表面在能量上是均勻的； ②被吸附分子間的作用力可略去不計； ③單層吸附。朗格繆爾模型

4、吸附分為物理吸附和化學吸附，化學吸附在高溫下進行，因為高溫下物理吸附非常微弱，化學吸附占優勢，所以化學吸附對催化反應有貢獻。

5、、速率控制步驟假設：在構成反應機理的各個基元反應中，如果有一 個基元反應慢得多，則它就構成整個反應的速率控制步驟，它的速率即代表反應的速率。

6、定常近似假設：若反應過程達到定態，則中間化合物的濃度就不隨時間而變化，在整個反應中維持恒定，即dCi/dt=0。（若達到定態，則串聯進行的各反應步驟速度相等）

7、建立速率方程的步驟 ：1）、設想各種反應機理，導出不同的速率方程； 2）、進行反應動力學實驗，測定所需要的動力學數據； 3）、根據所得的實驗數據對所導出的可能的速率方程進行篩選和參數估計，確定合適的速率方程。

第三章 釜式反應器

1、間歇反應器特點

1）分批裝料和卸料；2）適用于不同品種和規格的產品的生產，廣泛用于醫藥、試劑、助劑等生產；3）整個操作時間=反應時間+輔助時間（裝料+卸料+清洗）；4）設計間歇反應器的關鍵是確定每批所需時間，反應時間確定最為重要，輔助時間根據經驗估計。]

間歇釜式反應器：各參數隨時間變化，一次裝卸料；連續釜式反應器：基本在定態下操作，有進有出。連續釜式反應器的特點：1）反應器的參數不隨時間變化;2）不存在時間自變量，也沒有空間自變量;3）多用于液相反應，恒容操作;4）出口處的C, T= 反應器內的C, T

6、連續釜式反應器的串聯與并聯

對于正常動力學，多釜串聯有利；對于反常動力學，則使用單釜有利，如使用多釜，采用并聯的方式。rα

對于? 級反應，釜排列最優；α=1，釜體積相等時最優；A?kCA，得到的結論為：α>1，從小釜→大釜排列最優；0<α<1，從大釜→小

α=0，rA與CA無關,多釜串聯沒有必要；α<0，單釜優于多釜串聯。（1）若?1 >?2、?1 >?2，此時A、B的濃度越高，選擇性越大。屬于XA↑時，S↓的情形。結論：間歇釜優于多個連續釜串聯（如果體積不等，從小到大排列）優于單一連續釜操作。這是因為間歇釜中CA 和CB高于多釜串聯高于單釜連續操作，因此有利于反應選擇性提高。

(2)若?1

(3)若?1 > ?2、?1

（5）串聯操作的連續釜效果要優于空時相同的單個連續釜，且串聯釜數越多，效果越佳。但對于反常動力學則情況相反。串聯的各釜反應體積之間存在最佳比例，對于一級反應以各釜反應體積相等為最好。并聯操作的連續釜保持各釜空時相同，效果最好。

第四章 管式反應器（理想流動模型：活塞流和全混流）

1、活塞流：假定其徑向流速分布均勻，即所有流體粒子均以相同速度從進口向出口運動，就像一個活塞一樣有序的向前移動。

2、另外還假定在垂直于流體流動方向的任何橫截面上，濃度、溫度均勻，即徑向混合均勻，并假設在流體流動方向即軸向上不存在流體的混合，這種混合叫做軸向混合，又稱逆向混合，簡稱返混。

3、假定反應區內反應物料濃度均一正是另一種流動模型的必然結果，這種流動模型叫做完全混合流模型，簡稱全混流模型。

4、對多相催化反應，如果兩相間的傳質和傳熱的速率很大，則兩者的濃度及溫度的差異將很小，可忽略，此時動力學表征上與均相反應相同。此簡化模型稱為擬均相模型.5.循環反應器:對于很多反應過程，如合成氨、合成甲醇等過程，由于化學平衡的限制，單程轉化率并不高，為了提高原料的利用率，將出口（含有大量的反應物）的物料進行循環。第五章停留時間分布與反應器流動模型

1、壽命分布和年齡分布區別在于：前者指反應器出口流出流體的年齡分布，而后者是反應器中流體的年齡分布。

2、停留時間分布函數定義：停留時間小于某一時刻的流體在總流體中所占的分率，可表示為：

3、停留時間分布的實驗測定，常見的示蹤響應法包括：脈沖、階躍和周期輸入法等。

4、選擇示蹤劑時，應該注意保證以下幾點原則：1）不與研究的流體發生化學反應；2）易溶于流體中；3）其濃度低時容易檢測；4）其濃度與待檢測的物理量成線性關系；5）對于多相系統，示蹤劑不發生從一個相到另一個相的轉移。

5、數學期望：代表均值（統計量的平均值），這里是平均停留時間。方差：代表統計量的分散程度，這里是停留時間對均值的偏離程度。

6、非理想流動模型有：(1)離析流模型;(2)多釜串模型;(3)擴散模型。

7、完全離析：流體粒子之間不發生混合，這種狀態稱為完全離析；相應的流體稱為宏觀流體。微觀混合：流體粒子之間發生混合，且混合是分子尺度的，則這種混合成為微觀混合；相應的流體稱為微觀流體。

8、軸向擴散模型假定：1）流體以恒定的流速通過系統；2）在垂直與流體運動方向的橫截面上徑向濃度分布均一，即徑向混合達到最大；3）由于湍流混合，分子擴散以及流速分布等傳遞機理二產生的擴散，僅發生在流動方向，并以軸向擴散系數Da表示這些因素的綜合作用，且用費克定律加以描述。

11、離析流模型：假設反應器內的流體粒子之間不發生微觀混合，那么流體粒子就像一個有邊界的個體，從反應器的進口向出口運動，這樣的流動叫做離析流。

第六章 多相系統中的化學反應與傳遞現象

1、固體催化劑的宏觀結構及性質

① 多孔結構：即顆粒內部是由許許多多形態不規則互相連通的孔道組成，形成了幾何形狀復雜的網絡結構。② 孔的大小對比表面積Sg有影響，孔的大小存在一個分布，可以用壓汞儀來測定孔的大小。孔容用Vg表示（cm3／g）Sg的單位為m2／g。

2、氣固相催化反應的7個步驟、3個過程：1）、反應物由氣流主體擴散到催化劑外表面；2）、反應物由催化劑外表面擴散到內表面；3）、反應物在催化劑表面活性中心上吸附；4）、吸附在活性中心的反應物進行化學反應；5）、產物在催化劑表面活性中心上脫附；6）、產物由催化劑內表面擴散到外表面；7）、產物由催化劑外表面擴散到氣流主體。（1,7為外擴散過程，2,6為內擴散過程，3,4,5為化學動力學過程）

3、自由程是指一個分子與其它分子相繼兩次碰撞之間，經過的直線路程。對個別分子而言，自由程時長時短，但大量分子的自由程具有確定的統計規律。大量分子自由程的平均值稱為平均自由程。第七章多相催化反應器的設計與分析

1、靜止狀態：固定床反應器，滴流床反應器。運動狀態：流化床反應器，移動床反應器，漿狀反應器。

2、同一橫截面上空隙率是不均勻的，在距離壁面上約1~2倍粒直徑處最大，床中心最小稱為壁效應。空隙率的不均勻會使流速分布不均勻，為減少壁面的影響，可增加床徑和粒徑的比，一般要求比值要大于8。應

3、進行放熱反應時,床層內存在一個溫度最高點,稱為熱點,而進行吸熱反應時,床層內存在一個溫度最低點,稱為冷點.4、單段絕熱反應器適用于下列場合：1)熱效應較小的反應，2）溫度對目的產物收率影響不大的反應，3）雖然反應熱效應大，但單程轉化率低的反應或者有大量惰性物料存在，使反應過程中溫升小的反應。

5、多段絕熱固定床反應器：間接換熱式，原料器冷激式，非原料器冷激式。

第八章 多相反應器

1、氣液反應器主要有兩類：塔式反應器、機械攪拌式反應器。塔式又可分為填料塔、板式塔、鼓泡塔及噴霧塔四種。

2、同時存在氣、液、固三種不同相態的反應過程，稱之為氣液固反應。氣固相催化反應器主要有兩種：滴流床反應器和漿態反應器。

3、K粒內部的擴散阻力以及化學阻力。0G的倒數為過程阻力，它包括：氣液相界面的氣側及液側阻力，液固相界面的液側阻力，催化劑顆

第九章生化反應工程基礎

1、生化工程全稱是生物化學工程是為生物技術服務的化學工程。它是利用化學工程原理和方法對實驗室所取得的生物技術成果加以開發，使之成為生物反應過程的一門學科，是生物化學與工程學相互滲透所形成的一門新學科。

2、現代生物技術包括：基因工程、細胞工程、酶工程和發酵工程，其中基因工程處于主導地位。生物催化劑可概括為兩大類：（1）游離酶或固定化酶；（2）游離細胞或固定化細胞。

3、一般的生化過程可概括為三大部分：（1）原料的處理；（2）生物催化劑制備及生化反應；（3）產品的分離與純化。

4生化反應過程的特點：（1）使用的生物催化劑，除單酶體系外，一般微生物細胞的多酶體系復雜，細胞的種類繁多，形態和生理特點差異大。（2）生化反應具有反應條件緩和、催化專一性強和反應選擇性高的特點；（3）生化反應物系比較復雜，即便是游離的微生物細胞發酵，也常為氣-液-固多相系統；（4）生物催化劑易受環境和雜菌污染的影響，甚至失活；（5）雖然酶催化效率遠高于化學催化，但生化反應速率往往受到底物和產物濃度的限制，常需在低濃度下操作，且又在常溫和常壓下反應，反應速率低，停留時間長，所需反應器體積較大。

5、酶是由活細胞產生的具有催化活性和高度選擇性的特殊蛋白質。

化學催化相比較，酶催化有以下特點：（1）酶催化效率高，通常比非酶催化高107~1013倍；（2）酶催化反應具有高度的專一性，它包括酶對反應的專一性和酶對底物的專一性；（3）酶催化反應的反應條件溫和，無需高溫高壓，通常在常溫常壓下進行；（4）酶催化反應有其適宜的溫度、pH值、溶劑的介電常數和離子強度。影響酶催化反應速率的因素很多，分別是酶濃度、底物濃度、產物濃度、溫度、酸堿度、離子強度和抑制劑。

6、酶催化反應中，某些物質的存在使得反應速率下降，這些物質稱為抑制劑，其效應稱為抑制作用。抑制作用分為兩大類：可逆抑制與不可逆抑制。可逆抑制又可分為三類：競爭性抑制、非競爭性抑制、反競爭性抑制。

7、酶和細胞的固定化（1）吸附法（2）包埋法： ① 凝膠包埋法② 微膠囊包埋法③ 纖維包埋法（3）共價結合法（4）交聯法

第十章 聚合反應工程基礎

1、聚合反應和聚合物生產特點：1）動力學關系復雜；2）反應過程隨機性；3）多數聚合物系高粘度；4）聚合反應高速率、強放熱。

2、雙模理論;1)氣液兩相接觸時，兩相間存在穩定的相界面，且在相界面處氣液兩相達到平衡。2）相界面兩處各有一層停止膜，膜內的傳質方式為分子擴散。3)傳質阻力全部集中在停滯膜內，膜外流體的流動為高度湍流，即兩相主體的物質的濃度均勻，傳質阻力為零。

3、簡述固定床和流化床操作的優缺點： 固定床優點：1 催化不易磨損而且可以長期使用。2它的反應速率較快，可用較少的催化劑和較小容積的反應器獲得較大的生產能力。3 停留時間可以控制，溫度分布可以調節，有利于達到較高的轉化率和高的選擇性。缺點：1固定床中傳熱較差。2 更換催化劑時必須停止生產，而且經濟上受到相當大的影響，而且更換時勞動強度大，粉塵量大。要求催化劑必須有足夠長的使用壽命。流化床的優點:1.流體和顆粒的運動使床層具有良好的傳熱性能(床內及床層與傳熱面),徑,軸向溫度分布均勻,適用熱效應大的反應。2易實現固體物料的連續輸入和輸出3.可以使用粒度小的催化劑或固體物料(內擴散阻力小)缺點:1.氣體以氣泡形式通過床層,氣固接觸嚴重不均勻,導致氣體的停留時間小,反應不完全,轉化率低,不宜進行高轉化率的反應2.固體粒子運動接近全混流,停留時間相差較大, 對固體加工過程會造成固體轉化率不均勻;固體粒子的混合會挾帶部分氣體,造成氣體的返混,影響氣體的轉化率,當存在串聯反應時,會使選擇性下降 3.粒子磨損造成催化劑損失,污染,要有高效粒子回收裝置4.流化床放大設計較固定床困難得多.4、停留時間分布及其測定方法；留時間分布是指物料質點從進入反應器開始，到離開為止，在反應器中總共停留的時間。示蹤法：在反應器物料進口處給系統輸入一個訊號，然后在反應器的物料出口處測定輸出訊號的變化。根據輸入訊號的方式及訊號變化的規律來確定物料在反應器內的停留時間分布規律。示蹤法常用 階躍輸入法和脈沖輸入法。

5、述等溫恒容平推流反應器空時、反應時間、停留時間三者關系？

空時是反應器的有效容積與進料流體的容積流速之比。反應時間是反應物料進入反應器后從實際發生反應的時刻起到反應達某一程度所需的反應時間。停留時間是指反應物進入反應器的時刻算起到離開反應器內共停留了多少時間。由于平推流反應器內物料不發生返混，具有相同的停留時間且等于反應時間，恒容時的空時等于體積流速之比，所以三者相等。

6、階躍示蹤法測停留時間分布的實驗方法及其對應曲線？

階躍示蹤法是對于定常態的連續流動系統，在某瞬間t=0將流入系統的流體切換為含有示蹤劑A且濃度為同時保持系統內流動模式不變，并在切換的同時，在出口處測出出口流體中示蹤劑A的濃度隨時間的變化。對應的曲線為F（t）。

7、可逆放熱反應如何選擇操作溫度？1）對于放熱反應，要使反應速率盡可能保持最大，必須隨轉化率的提高，按最優溫度曲線相應降低溫度；2）這是由于可逆放熱反應，由于逆反應速率也隨反應溫度的提高而提高，凈反應速率出現一極大值；3）而溫度的進一步提高將導致正逆反應速率相等而達到化學平衡。

8、尋求停留時間分布的實驗方法及其分類？通過物理示蹤法來測反應器物料的停留時間的分布曲線。所謂物理示蹤是指采用一種易檢測的無化學反應活性的物質按一定的輸入方式加入穩定的流動系統，通過觀測該示蹤物質在系統出口的濃度隨時間的變化來確定系統物料的停留時間分布。根據示蹤劑輸入方式的不同大致分為四種：脈沖法、階躍法、周期示蹤法和隨機輸入法。

第二篇：制藥反應工程復習提綱

制藥反應工程復習提綱

一、概論

1.制藥工程的廣義和狹義定義

2.藥物成分的獲得方法

二、反應合成技術

1.簡述影響反應器性能的主要因素及反應器的主要類型

2.間歇釜式反應器的攪拌功能可以有效的增加三傳的效率，根據流體性質怎樣選擇合適的攪拌器？

3.固定床反應器根據其傳熱形式可分為哪幾類?

4.固定床反應器中的傳質過程主要有哪些？

5.生化反應器按照操作方式可分為哪些類型？

6.塔式生化反應器與機械攪拌式生化反應器相比主要優缺點

7.細胞培養反應器的類型

8.按照能量輸入方式生化反應器主要分為哪幾類？通用式發酵罐增氧措施？

三、吸附與離子交換

1.吸附概念及吸附作用力的類型

2.吸附劑的特點

3.表征吸附劑的主要參數

4.常用吸附劑的功能

5.離子交換樹脂的種類及離子交換樹脂的結構組成四、色譜技術

1.色譜法分離基本原理

2.各種色譜類型及分離特點

3.色譜分離度與柱長的關系

五、萃取

1.萃取原理及操作方式

2.單級和多級萃取理論收率的計算

3.簡述反膠束萃取、雙水相萃取的基本原理和主要影響因素？

六、結晶分離

1.掌握物質結晶的過程，并會根據其特點來控制結晶

2.會根據不同物質的溶解度影響規律來設計結晶方案。

七、蒸餾

1.精餾分離的原理

2.間歇共沸精餾和間歇萃取精餾分離原理及特點

3.間歇精餾的設備參數和操作參數主要有哪些？

八、過濾與離心分離

1.會計算離心機的分離因數

2.影響過濾速度的主要因素有哪些？

3．過濾設備種類及操作特點？

九、膜分離

1.不對稱膜的組成？反滲透、超濾和微濾孔徑尺寸對比？ 2.膜清洗的方式？

第三篇：置換反應總結

置換反應總結

(紅色字體的暫時沒學過)

一、按元素的性質劃分：

（一）金屬置換出金屬

1、Zn＋CuSO4=ZnSO4＋Cu（說明：還原性強的把還原性弱的置換出來）

2、鋁熱反應：2Al＋Fe2O3=Al2O3＋2Fe（說明：Al元素的的還原性比Fe元素的還原性強。同理Al與V2O5、CrO3等金屬氧化物組成的混合物，也稱為鋁熱劑。發生類似反應，說明Al比V、Cr等金屬還原性強。）

※

3、工業上制取金屬鉀的原理：Na＋KCl===NaCl＋K↑。（說明：這個反應發生，不能說明Na的還原性比K強。其原因是，在熔融狀態下，金屬鉀已經變為蒸汽，從化學平衡的角度來說，及時將生成的鉀蒸汽從平衡體系中抽走，平衡向正反應方向進行。所以反應能進行到底。）反應Mg＋2RbCl=MgCl2＋2Rb↑的原理相類似。

3、Na+TiCl4 =4NaCl+Ti

（二）金屬置換出非金屬1、2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑2Na＋2CH3CH2OH=2CH3CH2ONa＋H2↑

2、Fe＋2HCl=FeCl2＋H2↑Mg+2HCl=MgCl2+ H2↑2Al+6HCl=2AlCl3+3 H2↑3、2Mg＋CO2=2MgO＋C4、3Fe＋4H2O(g)=Fe3O4＋4 H2↑

（三）非金屬置換出金屬(在干態條件下反應)

H2＋CuO=Cu＋H2O；此反應不能說明H2的還原性比Cu強。

因為發生反應的條件比較特殊，在干態高溫條件下，生成的H2O脫離了反應體系，從而使反應能進行到底。同理煉鐵發生反應：3C＋2Fe2O3=4Fe＋3CO2

（四）非金屬置換出非金屬

1、鹵素間的置換反應：

Cl2＋2NaBr=2NaCl＋Br2；說明Cl2的氧化性比Br2的氧化性強

Br2＋2KI=2KBr＋I2；說明Br2的氧化性比I2的氧化性強2、2F2＋2H2O=4HF＋O2；說明F2的氧化性比O2的氧化性強3、2H2S＋O2=2H2O＋S↓；說明O2的氧化性比S的氧化性強

2H2S＋Cl2=2HCl＋S↓；說明Cl2的氧化性比S的氧化性強

4、C＋H2O==CO＋H25、2C＋SiO2===Si＋2CO(此反應產物一定是CO，而不是CO2)

二、按物質類別劃分，單質與氧化物間的置換和單質與非氧化物間的置換。

1、單質與氧化物發生置換反應

2Na+2H2O=2NaOH+H22Mg+CO2=2MgO+C

3Fe+4H2O(g)= Fe3O4+4H2H2+CuO=Cu+H2O

C+FeO=Fe+CO2F2+2H2O=4HF+O2

2C+SiO2=Si+2CO2Al+Fe2O3=Al2O3+2Fe

C+H2O=CO+H22H2+SiCl4=Si+4HCl

Si+2FeO=2Fe+SiO23H2+Fe2O3=2Fe+3H2O2、單質與非氧化物發生置換反應

2H2+SiCl4=Si+4HClH2S+Cl2=S+2HCl

3Cl2+8NH3=6NH4Cl+N24NH3+3O2=2N2+6H2O

第四篇：置換反應總結

置換反應總結

置換反應總結

一、按元素的性質劃分：

（一）金屬置換出金屬

1、Zn＋CuSO4=ZnSO4＋Cu（說明：還原性強的把還原性弱的置換出來）

2、鋁熱反應：2Al＋Fe2O3=Al2O3＋2Fe（說明：Al元素的的還原性比Fe元素的還原性強。同理Al與V2O5、CrO3等金屬氧化物組成的混合物，也稱為鋁熱劑。發生類似反應，說明Al比V、Cr等金屬還原性強。）

3、工業上制取金屬鉀的原理：Na＋KCl===NaCl＋K↑。（說明：這個反應發生，不能說明Na的還原性比K強。其原因是，在熔融狀態下，金屬鉀已經變為蒸汽，從化學平衡的角度來說，及時將生成的鉀蒸汽從平衡體系中抽走，平衡向正反應方向進行。所以反應能進行到底。）

反應Mg＋2RbCl=MgCl2＋2Rb↑的原理相類似。

（二）金屬置換出非金屬1、2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑2Na＋2CH3CH2OH=2CH3CH2ONa＋H2↑

2、Fe＋2HCl=FeCl2＋H2↑Mg+2HCl=MgCl2+ H2↑2Al+6HCl=2AlCl3+3 H2↑3、2Mg＋CO2=2MgO＋C4、3Fe＋4H2O(g)=Fe3O4＋4 H2↑

（三）非金屬置換出金屬(在干態條件下反應)

H2＋CuO=Cu＋H2O；此反應不能說明H2的還原性比Cu強。

因為發生反應的條件比較特殊，在干態高溫條件下，生成的H2O脫離了反應體系，從而使反應能進行到底。同理煉鐵發生反應：3C＋2Fe2O3=4Fe＋3CO2

（四）非金屬置換出非金屬

1、鹵素間的置換反應：

Cl2＋2NaBr=2NaCl＋Br2；說明Cl2的氧化性比Br2的氧化性強Br2＋2KI=2KBr＋I2；說明Br2的氧化性比I2的氧化性強2、2F2＋2H2O=4HF＋O2；說明F2的氧化性比O2的氧化性強3、2H2S＋O2=2H2O＋S↓；說明O2的氧化性比S的氧化性強

2H2S＋Cl2=2HCl＋S↓；說明Cl2的氧化性比S的氧化性強

4、C＋H2O==CO＋H25、2C＋SiO2===Si＋2CO(此反應產物一定是CO，而不是CO2)

二、按元素在周期表的位置劃分，同族元素單質間的置換與不同族元素單質間的置換：

（一）同主族元素單質間的置換：

1、第I A 族元素：2Na+2H2O= 2NaOH+H2Na+KCl= NaCl+K2、第IVA族元素： 2C+SiO2= Si+2CO3、第VIA族元素：2H2S+O2 =2S+2H2O4、第VIIA族元素：Cl2+2HI=2HCl+I2Cl2＋2NaBr=2NaCl＋Br2；Br2＋2KI=2KBr＋I2

（二）不同主族元素單質間的置換

1、Mg+2HCl= MgCl2+H22Al+6HCl= 2AlCl3+3H22、2Mg+CO2=2MgO+C3、2F2+2H2O= 4HF+O24、C+H2O= CO+H25、H2S+Cl2 =S+2HCl6、2H2+SiCl2= Si+4HCl4NH2+3O2=2N2+6H2O3Cl2+8NH3=6NH4Cl+N2

（三）主族元素單質置換副族元素的單質

H2+CuO= Cu+H2O2Al+Fe2O3=Al2O3+2Fe

C+CuO=Cu+CO2Al+3Hg2+ =2Al3++3Hg

Na+TiCl4 =4NaCl+Ti

（四）副族元素的單質置換主族元素單質

3Fe+4H2O(g)= Fe3O4+4H2Zn+2H+ =Zn2++H2

（五）副族元素的單質置換副族元素的單質

Fe+CuSO4 =FeSO4+Cu

三、按物質類別劃分，單質與氧化物間的置換和單質與非氧化物間的置換。

1、單質與氧化物發生置換反應

2Na+2H2O=2NaOH+H22Mg+CO2=2MgO+C

3Fe+4H2O(g)= Fe3O4+4H2H2+CuO=Cu+H2O

C+FeO=Fe+CO2F2+2H2O=4HF+O2

2C+SiO2=Si+2CO2Al+Fe2O3=Al2O3+2Fe

C+H2O=CO+H22H2+SiCl4=Si+4HCl

Si+2FeO=2Fe+SiO23H2+Fe2O3=2Fe+3H2O2、單質與非氧化物發生置換反應

2H2+SiCl4=Si+4HClH2S+Cl2=S+2HCl

3Cl2+8NH3=6NH4Cl+N24NH3+3O2=2N2+6H2O

應用舉例：

1、中學化學常見物質間的轉化關系，推斷并完成下列空白：

⑴當A為兩種非金屬元素所組成的化合物時，化合物A的電子式：_________化合物B的電子式：___________單質乙的同素異形體的化學式：__________________________________反應①的化學方程式：__________________________________________________________。⑵當A為金屬元素與非金屬元素所組成的化合物時，化合物B的化學式為______________單質甲少量時反應①的離子方程式為______________________________________________。單質甲過量時反應①的離子方程式為______________________________________________。參考答案：

⑴CO2、CO、O3、CO2＋2Mg=2MgO＋C；

＋＋－＋－＋－⑵FeBr3、2Fe2＋Cl2=2Fe3＋2Cl；2Fe2＋4Br＋3Cl2=2Fe3＋6Cl＋2Br2；

2、已知A、B為單質，甲、乙為化合物，且A與甲的水溶液能發生如下反應：A+甲=B+乙，則下列判斷錯誤的是()

(A)若A是金屬，則B可能是金屬，也可能是非金屬

(B)若A是非金屬，則B可能是金屬，也可能是非金屬

(C)若甲是酸，則A可能是金屬，也可能是非金屬

(D)若甲是鹽，則A可能是金屬，也可能是非金屬

3、置換反應的通式可以表示為:單質(1)+化合物(1)=化合物(2)+單質(2)

請寫出滿足以下要求的3個置換反應的化學方程式: ①所涉及的元素的原子序數都小于20;②6種單質分屬6個不同的主族。

解析：①所涉及的元素的原子序數都小于20;②6種單質分屬6個不同的主族。短周期元素中所常見的單質有:H2、C、N2、O2、F2、Na、Mg、Al、Si、S、Cl2;金屬之間的置換不可能發生(因Na、Mg、Al太活潑,一般采用電解法來制備)則有金屬→非金屬,如2Mg+CO2=2MgO+C,2Na+2H2O=2NaOH+H2↑(但Na和H屬同一主族元素而不符合題意),2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑

非金屬→金屬:適用于熱還原法如H2、C等還原CuO,Cu為過渡金屬故不合題意。非金屬→非金屬:如2F2+2H2O=4HF+O2或Cl2+H2S=S+2HCl

第五篇：反應工程,學習感悟

化學反應工程學習感悟(材化學院，摘要 化學反應工程是一門涉及物理化學、化工傳遞過程、化工熱力學、化學動力學、以及生產工藝、環境保護、經濟學等知識領域的課程，是一門綜合性很強的工程學科。主要研究工業規縷化學反應器中化學反應過程與反應物系質量、熱量、動量傳遞過程即“三傳一反”同時進行的物理變化與化學變化的基本規律其核心就是對反應裝置中的操作過程進行定量的工程學解析。

關鍵詞 認識；影響；建議

對反應工程的認識

接觸這門課有一學期了，經過一段時間的學習對這門課有了一定的了解。在我看來化學反應工程是一門涉及物理化學、化工傳遞過程、化工熱力學、化學動力學、以及生產工藝、環境保護、經濟學等知識領域的課程，是一門綜合性很強的工程學科。主要研究化學反應過程與反應物系質量、熱量、動量傳遞過程即“三傳一反”。

對所研究的化學反應，以簡化的或近似的數學表達式來表述反應速率和選擇率與溫度和濃度等的關系。這本來是物理化學的研究領域，但是化學反應工程工作者由于工業實踐的需要，在這方面也進行了大量的工作。不同之處是，化學反應工程工作者著重于建立反應速率的定量關系式，而且更多地依賴于實驗測定和數據關聯。

對一個特定反應器內進行的特定的化學反應過程，在其反應動力學模型和反應器傳遞模型都已確定的條件下，將這些數學模型與物料衡算、熱量衡算等方程聯立求解，就可以預測反應結果和反應器操作性能。由于實際工業反應過程的復雜性，至今尚不能對所有工業反應過程都建立可供實用的反應動力學模型和反應器傳遞模型。因此，進行化學反應工程的理論研究時，概括性地提出若干個典型的傳遞過程。

這門課對我的影響 在學習這門課時要進行大量的計算，同時它的綜合性，其中涉及到很多門學科的知識。如微積分、數值計算、化學動力學、化工原理、傳遞現象、催化原理和計算機技術的銜接、融合。化學反應速率方程的建立直接依賴于化學動力學；理想反應器和非理想反應器的模型描述需要進行質量衡算和熱量衡算，這涉及到傳遞現象、化工原理的知識；反應器數學模型的解需要用到微積分、數值計算和計算機技術的知識；非均相催化與催化原理密切相關。

所以我覺得在學習這門課的時候很多自己學過的，或是正在學的都能得到很好的應用，這在一定程度上促進了我在其他課程方面的學習的積極性還有幫助我鞏固了以前學過的知識，所以我覺得這門課雖然計算多很繁瑣，但是對自己綜合的學習能力有很大的幫助。

對反應工程這門課的建議

我覺得學習的過程要與實際工程聯系起來。老師可以多講一些實際中的例子與之結合，或者講一些不成功的例子，讓我們在學習中找缺點，在這找缺點中學習。例如在返混這一概念的學習中，例如，針對丁二烯氯化制二氯丁烯的開發，根據化學反應工程理論指導認識反應特征，溫度效應要求反應器內不出現低溫區，否則造成反應選擇性差，為使反應器內不出現低溫區，最直接的方法是將兩種物料各自預熱，然后進入反應器。但是丁二烯容易在預熱器中發生自聚，造成換熱面的污染，使換熱器不能長期運轉。因此，從工程的角度，不宜采用用原料預熱的方式，可利用返混使進入反應器的冷料與反應器中的熱料迅速混合，使冷料可以立刻提高溫度。正如全混流反應器中提到，充分的返混將使反應器內的各處溫度和濃度均勻，并等于反應器的出口濃度好溫度。

要學會用工程分析方法來分析和解決工程問題。強調從分析工程因素的本質入手，針對反應動力學特征來判別工程因素對反應結果的影響。只有建立正確的數學模型，把握了工程因素本質及反應特征，分析了工程因素對反應結果的影響程度，才能從反應過程設計和操作上提出優化的工程措施，解決工程問題