Diseño de Reactores Químicos: Cuestionarios y Ejercicios Interactivos

Question 1

¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre los reactores químicos es FALSA?

Accepted Answer

Siempre operan en condiciones óptimas para maximizar la conversión.

Answer

Pueden ser discontinuos o continuos.

Answer

Están diseñados para llevar a cabo reacciones químicas específicas.

Answer

Su tamaño y diseño dependen de la cinética de la reacción.

Question 2

En un reactor de flujo pistón ideal (PFR), la concentración del reactivo a la salida está dada por:

Accepted Answer

C0 * (1 - e^(-k * V/F))

Answer

C0 * e^(-k * V/F)

Answer

k * C0 * V/F

Answer

(k * V/F) * e^(-C0)

Question 3

El volumen de un reactor discontinuo para una reacción de primer orden viene dado por:

Accepted Answer

V = k * t / (ln(C0/Cf))

Answer

V = (C0 - Cf) / k * t

Answer

V = k * C0 * t

Answer

V = C0 * e^(-k * t)

Question 4

¿Cuál de los siguientes factores NO es relevante en el diseño de un reactor químico?

Accepted Answer

Disponibilidad de materias primas

Answer

Cinética de reacción

Answer

Condiciones de operación

Answer

Implicaciones económicas

Question 5

El tiempo de residencia en un reactor de tanque agitado perfecto (CSTR), ¿cómo se calcula?

Accepted Answer

Volumen del reactor / Caudal de alimentación

Answer

Caudales de alimentación y salida

Answer

Longitud del reactor / Velocidad superficial

Answer

Volumen del reactor / Caudal de salida

Question 6

En un reactor tubular, ¿cómo es el perfil de concentración de reactivos?

Accepted Answer

Disminuye a lo largo del reactor

Answer

Aumenta a lo largo del reactor

Answer

Permanece constante a lo largo del reactor

Answer

Tiene forma de campana

Question 7

La eficiencia de un reactor, ¿cómo se define?

Accepted Answer

Relación entre la conversión real y la conversión ideal

Answer

Relación entre la temperatura de entrada y salida

Answer

Relación entre el caudal de alimentación y salida

Question 8

El número de Damköhler se emplea para caracterizar ¿qué relación?

Accepted Answer

Relación entre las escalas de tiempo de reacción y difusión

Answer

Relación entre las escalas de longitud de reacción y difusión

Answer

Relación entre las escalas de temperatura de reacción y difusión

Question 9

Un reactor de lecho fijo se caracteriza por ¿qué tipo de flujo?

Accepted Answer

Flujo de reactivo a través de un lecho estacionario de catalizador

Answer

Flujo de catalizador a través de un lecho estacionario de reactivo

Answer

Reacción en fase gaseosa en un recipiente cerrado

Question 10

Selecciona la ecuación de diseño para un reactor de tanque agitado con alimentación semicontinua:

Accepted Answer

-rV = F(C0 - C)

Answer

-rV = F(C - C0)

Answer

F = -rV(C0 - C)

Answer

C = -rV(F - C0)

Question 11

¿Qué caracteriza el número de Nusselt?

Accepted Answer

Relación entre convección y conducción en transferencia de calor

Answer

Relación entre difusión y convección en transferencia de masa

Answer

Relación entre reacción y difusión en cinética química

Question 12

Un reactor con un volumen de 100 litros contiene inicialmente una solución de reactivo A con una concentración de 1 mol/L. El reactivo A se consume a una velocidad de 0,1 mol/L·min. ¿Cuánto tiempo tardará la concentración de A en disminuir a 0,5 mol/L?

Accepted Answer

100 min

Answer

50 min

Answer

200 min

Answer

150 min

Question 13

Los reactores catalíticos utilizan catalizadores para:

Accepted Answer

Aumentar la velocidad de reacción

Answer

Cambiar la selectividad del producto

Answer

Disminuir la temperatura de reacción

Answer

Eliminar los productos indeseados

Question 14

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

Accepted Answer

Disminuye exponencialmente con el tiempo

Answer

Permanece constante

Answer

Aumenta linealmente con el tiempo

Answer

Fluctúa aleatoriamente

Question 15

La ecuación de diseño para un reactor PFR con una reacción elemental de primer orden es:

Accepted Answer

-rA = kC

Answer

-rA = kC^2

Answer

-rA = kC^-1

Answer

-rA = kC^0.5

Question 16

¿Qué tipo de reactor químico se utiliza ampliamente en la industria petroquímica para la producción de etileno?

Accepted Answer

Reactor de craqueo por vapor

Answer

Reactor de polimerización

Answer

Reactor catalítico fijo

Answer

Reactor de hidrodesulfuración

Question 17

Selecciona la afirmación correcta sobre el tiempo de residencia en un reactor químico.

Accepted Answer

Es el tiempo promedio que una molécula de reactivo permanece en el reactor.

Answer

Es el tiempo necesario para alcanzar la conversión deseada.

Answer

Es el tiempo que tarda la reacción en completarse.

Question 18

La ecuación de balance de masa para un reactor CSTR con una reacción de segundo orden es:

Accepted Answer

dC/dt = -kC^2

Answer

dC/dt = -kC

Answer

dC/dt = -kC^1.5

Question 19

En el diseño de un reactor con flujo continuo, el volumen del reactor se determina principalmente por:

Accepted Answer

Tiempo de residencia requerido

Answer

Velocidad de reacción

Answer

Concentración del reactivo

Answer

Tamaño del reactor

Question 20

¿Cuál de los siguientes reactores es el MÁS adecuado para una reacción altamente exotérmica en fase líquida?

Accepted Answer

Reactor CSTR con enfriamiento

Answer

Reactor batch

Answer

Reactor CSTR adiabático

Answer

Reactor PFR

Question 21

En un reactor PFR, la concentración de reactivo...

Accepted Answer

Varía axialmente

Answer

Solo varía radialmente

Answer

Es constante en todo el reactor

Question 22

El factor de efectividad de un catalizador se define como...

Accepted Answer

La relación entre la velocidad de reacción con catalizador y la velocidad de reacción sin limitaciones difusionales

Answer

La cantidad de catalizador necesaria para alcanzar una conversión específica

Question 23

¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre un reactor de lecho fluidizado es FALSA?

Accepted Answer

Presenta un flujo pistón ideal

Answer

Permite una buena transferencia de calor

Answer

Es adecuado para reacciones con catalizadores sólidos

Answer

Presenta una mezcla intensa de los reactivos

Question 24

Para una reacción en fase gaseosa con aumento del número de moles, un aumento de presión...

Accepted Answer

Desfavorece la conversión de reactivos

Answer

Favorece la conversión de reactivos

Answer

No afecta la conversión de reactivos

Answer

Aumenta la energía de activación

Question 25

En el diseño de un reactor, el tiempo espacial se define como...

Accepted Answer

El volumen del reactor dividido por el caudal volumétrico de entrada

Answer

La inversa de la constante de velocidad de reacción

Answer

El tiempo necesario para alcanzar una conversión específica

Question 26

El número de Damköhler relaciona...

Accepted Answer

La velocidad de reacción con la velocidad de transporte de masa

Answer

La presión con la temperatura

Answer

La energía de activación con la temperatura

Question 27

Para una reacción autocatalítica, la velocidad de reacción...

Accepted Answer

Inicialmente aumenta con la conversión

Answer

Es independiente de la conversión

Answer

Alcanza un máximo a una conversión del 50%

Answer

Disminuye linealmente con la conversión