Diseño de Reactores Químicos: Cuestionarios y Ejercicios Interactivos

Question 1

El rendimiento de un reactor químico se define como la relación entre:

Accepted Answer

Tasa de formación del producto / Tasa de alimentación del reactivo

Answer

Tasa de alimentación del reactivo / Tasa de formación del producto

Answer

Concentración del producto / Concentración del reactivo

Question 2

El diseño de un reactor químico debe tener en cuenta:

Accepted Answer

Condiciones de operación, cinética de reacción, estequiometría y propiedades del fluido

Answer

Solo la cinética de reacción

Answer

Solo las condiciones de operación

Question 3

En un reactor discontinuo, ¿cómo varía la concentración del reactante con el tiempo?

Accepted Answer

Disminuye

Answer

Aumenta

Answer

Varía aleatoriamente

Answer

Permanece constante

Question 4

El tiempo de residencia caracteriza:

Accepted Answer

El tiempo promedio que pasa un elemento de fluido en el reactor

Answer

La velocidad de reacción dentro del reactor

Answer

La conversión del reactante en el reactor

Question 5

Un reactor de lecho empacado se caracteriza por:

Accepted Answer

Contener un lecho estacionario de catalizador

Answer

Presentar baja caída de presión

Answer

Operar en régimen laminar

Answer

Ser adecuado para reacciones endotérmicas

Question 6

El modelo matemático que representa el reactor de flujo pistón es:

Accepted Answer

-r = u(∂C/∂z)

Answer

-r = kC²

Answer

-r = kC

Answer

-r = kC³

Question 7

En un reactor de lecho fluidizado, el lecho de partículas se fluidiza mediante:

Accepted Answer

Un fluido (gas o líquido)

Answer

Presión negativa

Answer

Campos electromagnéticos

Answer

Vibración mecánica

Question 8

En un reactor discontinuo de mezcla perfecta, el tiempo de reacción es:

Accepted Answer

El mismo para todas las moléculas del reactor

Answer

Variable y depende de la cantidad de reactivos inicialmente cargados

Answer

El mismo para un porcentaje determinado de moléculas

Answer

Infinito

Question 9

El factor de conversión en un reactor tubular isotérmico de flujo pistón es:

Accepted Answer

La fracción de reactivo que se ha transformado en producto

Answer

La velocidad de reacción

Answer

La concentración de reactivos

Answer

El volumen del reactor

Question 10

El criterio de diseño de un reactor que busca minimizar el coste total anual es:

Accepted Answer

Costes de capital + costes de operación

Answer

Producción

Answer

Impacto ambiental

Answer

Costes de materia prima

Question 11

Para diseñar un reactor catalítico es necesario conocer:

Accepted Answer

La cinética de la reacción y las propiedades del catalizador

Answer

Solo las propiedades del catalizador

Answer

Solo la cinética de la reacción

Question 12

El tipo de reactor más adecuado para reacciones exotérmicas de alta conversión es:

Accepted Answer

Reactor tubular con refrigeración

Answer

Reactor discontinuo

Answer

Reactor de tanque agitado

Answer

Reactor de lecho fijo

Question 13

El parámetro de Thiele se utiliza para determinar:

Accepted Answer

La importancia de la difusión interna en la reacción catalítica

Answer

La velocidad de la reacción

Answer

El tamaño de partícula del catalizador

Question 14

La optimización del diseño de un reactor implica:

Accepted Answer

Minimizar los costes y maximizar la producción

Answer

Solo maximizar la producción

Answer

Solo minimizar los costes

Answer

Mantener las condiciones de operación constantes

Question 15

¿Cuál de los siguientes es un criterio de diseño clave para reactores heterogéneos?

Accepted Answer

Distribución uniforme del catalizador

Answer

Tamaño del reactor

Answer

Velocidad de reacción

Answer

Tipo de alimentación

Question 16

Un reactor isotérmico es aquel en el que:

Accepted Answer

La temperatura permanece constante

Answer

El volumen permanece constante

Answer

La presión permanece constante

Answer

La concentración permanece constante

Question 17

¿Cuál de los siguientes métodos se utiliza para optimizar el diseño de reactores?

Accepted Answer

Simulación y experimentación

Answer

Ensayo y error

Answer

Intensidad de mano de obra

Answer

Pruebas de laboratorio

Question 18

¿Cuál de los siguientes es un reactor con lecho fijo?

Accepted Answer

Reactor de lecho empacado

Answer

Reactor por lotes

Answer

Reactor tubular

Answer

Reactor de tanque agitado

Question 19

La eficiencia de un reactor se define como la relación entre:

Accepted Answer

Conversión real/Conversión teórica

Answer

Conversión teórica/Conversión real

Answer

Caudal de alimentación/Caudal de salida

Answer

Tiempo de reacción/Tiempo de residencia

Question 20

La selectividad de un reactor para una reacción deseada se ve afectada por factores como:

Accepted Answer

Temperatura, concentración y naturaleza del catalizador

Answer

Presión

Answer

Caudal

Question 21

Un reactor ideal que tiene un volumen infinitamente pequeño y alcanza la conversión completa se conoce como:

Accepted Answer

Reactor tapón ideal

Answer

Reactor de tanque agitado perfecto

Answer

Reactor por lotes

Answer

Reactor PFR

Question 22

¿Cuál de las siguientes es una ventaja única de los reactores de membrana?

Accepted Answer

Combinación de reacción y separación en un solo paso

Answer

Fácil mantenimiento

Answer

Gran volumen

Answer

Bajo costo

Question 23

¿Cuál de los siguientes NO es un tipo de reactor químico?

Accepted Answer

Reactor de intercambio de calor

Answer

Reactor de tanque agitado

Answer

Reactor de lecho empacado

Answer

Reactor de membrana

Question 24

¿Qué criterio de diseño es fundamental para optimizar la conversión en un reactor de tanque agitado?

Accepted Answer

Tiempo de residencia promedio

Answer

Área de superficie de contacto

Answer

Velocidad de reacción

Answer

Constante de equilibrio

Question 25

En un reactor tubular, la ecuación que relaciona la concentración de reactivo con la longitud del reactor se conoce como:

Accepted Answer

Ecuación del reactor tubular

Answer

Ecuación de Arrhenius

Answer

Ecuación de Levenspiel

Answer

Ecuación de Van't Hoff

Question 26

En un reactor de membrana, el transporte de especies a través de la membrana está gobernado por:

Accepted Answer

Ley de Fick

Answer

Ecuación de Bernoulli

Answer

Ecuación de Navier-Stokes

Answer

Ecuación de Arrhenius

Question 27

¿Qué tipo de reactor se emplea generalmente para reacciones que involucran sólidos?

Accepted Answer

Reactor de lecho fijo

Answer

Reactor tubular

Answer

Reactor de columna de burbujas

Answer

Reactor de tanque agitado

Question 28

Para una reacción irreversible de primer orden, la velocidad específica de reacción determina:

Accepted Answer

La pendiente de la curva de conversión vs tiempo

Answer

El tiempo de semirreacción

Answer

La conversión máxima

Question 29

¿Qué efecto tiene la adición de un catalizador en una reacción química?

Accepted Answer

Disminuye la energía de activación

Answer

Reduce el volumen de reacción

Answer

Aumenta la concentración de reactivo

Answer

Elimina los productos

Question 30

En un reactor de intercambio de calor, el diseño térmico implica:

Accepted Answer

Balance de energía y transferencia de calor

Answer

Equilibrio químico y cinética

Answer

Transporte de masa y separación

Answer

Simulación y optimización

Question 31

¿Cuál de los siguientes tipos de reactores es idóneo para reacciones que requieren una gran superficie de contacto entre los reactivos y el catalizador?

Accepted Answer

Reactor de lecho fluido

Answer

Reactor de tanque agitado

Answer

Reactor de carcasa y tubos

Answer

Reactor de serpentín

Question 32

El criterio de diseño de reactores que determina el tamaño mínimo del reactor para lograr un grado de conversión deseado es:

Accepted Answer

Conversión

Answer

Selectividad

Answer

Rendimiento

Answer

Eficiencia

Question 33

En un reactor de tanque agitado ideal, la distribución de las concentraciones de reactivo dentro del reactor es:

Accepted Answer

Uniforme

Answer

Variable axialmente

Answer

Variable en función del tiempo

Answer

Variable radialmente

Question 34

La ecuación de rendimiento de un reactor sirve para:

Accepted Answer

Relacionar la conversión con la concentración de reactivo

Answer

Determinar el tiempo de residencia

Answer

Estimar la velocidad de reacción

Question 35

¿Cuál de los siguientes fenómenos puede perjudicar la eficiencia de un reactor químico?

Accepted Answer

Formación de puntos calientes

Answer

Tiempo de residencia adecuado

Answer

Alta conversión

Answer

Mezclado eficaz

Question 36

El modelo de reactor de tanque agitado en serie (CSTR) es aplicable a:

Accepted Answer

Reacciones multietapa

Answer

Reacciones en reactores de flujo pistón

Answer

Reacciones de membrana

Answer

Reacciones catalíticas

Question 37

La ecuación de Arrhenius relaciona:

Accepted Answer

La constante de velocidad de una reacción con la temperatura

Answer

El área superficial del catalizador con la velocidad de reacción

Answer

La presión del reactor con la velocidad de reacción

Answer

La concentración de los reactivos con la velocidad de reacción

Question 38

El uso de catalizadores en reacciones químicas puede:

Accepted Answer

Reducir la energía de activación de la reacción

Answer

Incrementar el orden de reacción

Answer

Aumentar el tiempo de residencia necesario para alcanzar una conversión determinada

Answer

Disminuir la selectividad de la reacción

Question 39

Un reactor químico opera a temperatura constante con una alimentación constante de flujo. ¿Qué tipo de diagrama de flujo representa mejor este sistema?

Accepted Answer

Diagrama de flujo estacionario

Answer

Diagrama de flujo de equilibrio

Answer

Diagrama de flujo de mezcla perfecta

Answer

Diagrama de flujo no estacionario

Question 40

Se está diseñando un reactor para una reacción exotérmica en fase gaseosa. ¿Cuál de los siguientes factores influirá más en el diseño del reactor?

Accepted Answer

La temperatura de la reacción

Answer

El volumen del reactor

Answer

La presión de la reacción

Answer

La velocidad de alimentación

Question 41

Se está utilizando un reactor de tanque agitado para una reacción de primer orden. ¿Cuál es la expresión correcta para el tiempo de residencia medio en este reactor?

Accepted Answer

V/Q

Answer

V*Q

Answer

V/Q^2

Answer

Q/V

Question 42

Para caracterizar la eficiencia de un reactor, ¿cuál de los siguientes parámetros se utiliza?

Accepted Answer

Conversión

Answer

Velocidad de reacción

Answer

Volumen del reactor

Answer

Tiempo de residencia

Question 43

Una reacción irreversible de primer orden se lleva a cabo en un reactor tubular. ¿Qué tipo de perfil de concentración del reactivo se espera a lo largo del reactor?

Accepted Answer

Exponencial decreciente

Answer

Exponencial creciente

Answer

Constante

Answer

Lineal decreciente

Question 44

Se está diseñando un reactor para producir un producto químico valioso. ¿Cuál de los siguientes criterios es primordial para la optimización del reactor?

Accepted Answer

Maximización de la producción

Answer

Minimización del volumen del reactor

Answer

Maximización de la velocidad de reacción

Answer

Minimización del tiempo de residencia

Question 45

Se está utilizando un reactor de lecho fijo para una reacción catalítica. ¿Cuál de los siguientes factores puede reducir la eficiencia del catalizador?

Accepted Answer

Desactivación del catalizador

Answer

Aumento de la presión

Answer

Aumento de la temperatura

Question 46

Para una reacción en fase líquida que se lleva a cabo a alta temperatura y presión, ¿cuál de los siguientes reactores es el más adecuado?

Accepted Answer

Reactor de flujo tubular

Answer

Reactor de membrana

Answer

Reactor de lecho fluidizado

Answer

Reactor de tanque agitado

Question 47

Se está utilizando un reactor de tanque agitado para una reacción de segundo orden. ¿Cuál es la relación entre la velocidad de reacción y la concentración del reactivo?

Accepted Answer

Cuadrática

Answer

Inversa

Answer

Lineal

Answer

Exponencial

Question 48

¿Cuál de los siguientes métodos se utiliza normalmente para modelar el comportamiento de un reactor químico?

Accepted Answer

Simulación numérica

Answer

Ecuaciones diferenciales

Answer

Análisis dimensional

Answer

Análisis experimental