Test de equilibrio de materia y energía en reactores para estudiantes de ingeniería química

Question 1

¿Qué propiedad de los gases se utiliza para relacionar el caudal volumétrico con el caudal másico?

Accepted Answer

Densidad

Answer

Viscosidad

Answer

Temperatura

Answer

Presión

Question 2

¿Cuál de las siguientes expresiones representa la eficiencia de conversión de un reactor?

Accepted Answer

Fracción de reactivos convertidos

Answer

Fracción de productos formados

Answer

Fracción de reactivos que reaccionan

Answer

Fracción de productos que se forman

Question 3

¿Qué método se utiliza para calcular el calor generado o absorbido en un reactor químico?

Accepted Answer

Balance de energía

Answer

Ecuación de estado

Answer

Ley de los gases ideales

Answer

Análisis termodinámico

Question 4

Para una reacción de primer orden en un reactor de tanque agitado continuo (CSTR), el balance de materia diferencial para el reactante A es:

Accepted Answer

dC_A/dt = -k * C_A

Answer

dC_A/dt = k * C_A^2

Answer

dC_A/dt = -k * C_A^2

Answer

dC_A/dt = k * C_A

Question 5

En un reactor isotérmico, la temperatura del reactor:

Accepted Answer

Permanece constante

Answer

Varía linealmente con el tiempo

Answer

No se puede determinar a partir de la información proporcionada

Answer

Varía exponencialmente con el tiempo

Question 6

En un reactor de flujo tapón, la distribución de la conversión del reactante A para una reacción irreversible de primer orden es:

Accepted Answer

X = 1 - exp(-k * t)

Answer

X = 1 + exp(-k * t)

Answer

X = k * t

Answer

X = exp(-k * t)

Question 7

La selectividad de un reactor mide su:

Accepted Answer

Capacidad para producir el producto deseado

Answer

Velocidad de reacción

Answer

Tamaño

Answer

Conversión general

Question 8

En un reactor de tanque agitado continuo (CSTR) con reacciones en serie, el tiempo medio de residencia para los productos A y B es:

Accepted Answer

El mismo

Answer

Depende de la constante de velocidad

Answer

Depende de las concentraciones de los reactivos

Answer

Diferente

Question 9

El número de Damköhler (Da) es un parámetro adimensional que compara:

Accepted Answer

La velocidad de reacción con la velocidad de transporte

Answer

La velocidad de producción con la velocidad de consumo

Answer

La conversión con la selectividad

Question 10

En un reactor de membrana, la velocidad de reacción está:

Accepted Answer

Influenciada por el flujo de la membrana

Answer

Independiente del flujo de la membrana

Answer

Proporcional al área superficial de la membrana

Answer

Inversamente proporcional a la velocidad de flujo

Question 11

La simulación de reactores implica el uso de:

Accepted Answer

Modelos matemáticos y herramientas computacionales

Answer

Solo experimentos de laboratorio

Answer

Solo métodos analíticos

Answer

Solo datos experimentales

Question 12

**Reactor de membrana y diseño:** Un reactor de membrana opera en estado estacionario con una velocidad de alimentación de 100 mol/s de una mezcla equimolar de A y B. La reacción es A + B -> C, y la constante de permeabilidad de la membrana es de 10^-6 mol/(m^2 s kPa). ¿Cuál es el área de membrana necesaria para lograr una conversión del 90% de A?

Accepted Answer

1000 m^2

Answer

1500 m^2

Answer

500 m^2

Answer

2000 m^2

Question 13

En un reactor isotérmico, la ecuación de velocidad para una reacción de primer orden es r = k * C. Si la constante de velocidad es 0,1 min^-1 y la concentración inicial del reactivo es 1 M, ¿cuál es el tiempo de residencia necesario para alcanzar una conversión del 90%?

Accepted Answer

23,03 min

Answer

15 min

Answer

10 min

Question 14

En un reactor adiabático, ¿cuál es el efecto de una reacción exotérmica?

Accepted Answer

Aumenta la temperatura del reactor.

Answer

Invierte la dirección de la reacción.

Answer

No tiene efecto sobre la temperatura del reactor.

Answer

Disminuye la temperatura del reactor.

Question 15

¿Cuál de las siguientes técnicas se utiliza para controlar la temperatura en reactores?

Accepted Answer

Enfriamiento de la camisa

Answer

Aumento de la presión

Answer

Disminución del tamaño de las partículas

Answer

Aumento de la velocidad de alimentación

Question 16

Los reactores de membrana permiten:

Accepted Answer

Separar productos y reactivos y controlar la selectividad.

Answer

Disminuir el tiempo de residencia

Answer

Aumentar la tasa de reacción

Question 17

¿Cuál de las siguientes ecuaciones representa el balance general de materia para un reactor discontinuo?

Accepted Answer

Acumulación = Entrada - Salida + Generación - Consumo

Answer

Acumulación = Entrada - Salida + Generación

Answer

Acumulación = Entrada + Salida - Generación + Consumo

Answer

Acumulación = Entrada - Salida - Consumo

Question 18

En un reactor CSTR (reactor de tanque agitado continuo), la concentración (C) de un reactivo se describe mediante la ecuación C = C0 * exp(-kt), donde C0 es la concentración inicial y t es el tiempo. ¿Qué representa 'k' en esta ecuación?

Accepted Answer

Constante de velocidad de reacción

Answer

Tiempo de reacción

Answer

Concentración final

Answer

Concentración inicial

Question 19

¿Qué condición define el balance de energía para un reactor adiabático?

Accepted Answer

El cambio de entalpía es igual a cero.

Answer

El cambio de entropía es igual a cero.

Answer

La energía interna es igual a cero.

Answer

La temperatura se mantiene constante.

Question 20

La eficiencia de un reactor isotérmico se define como:

Accepted Answer

La relación entre la conversión real y la conversión en el equilibrio.

Answer

La relación entre el flujo másico de entrada y el flujo másico de salida.

Answer

La relación entre el volumen del reactor y el flujo másico de entrada.

Answer

La relación entre la conversión en el equilibrio y la conversión real.

Question 21

¿Cuál es la ecuación general que describe el balance de materia en un reactor químico?

Accepted Answer

Acumulación = Entrada + Generación - Salida - Consumo

Answer

Acumulación = Entrada - Salida

Answer

Acumulación = Generación - Consumo

Answer

Acumulación = Entrada + Salida - Generación - Consumo

Question 22

En un reactor PFR (reactor de flujo pistón) en estado estacionario, ¿cómo varía la concentración (C) de un reactivo a lo largo de la longitud del reactor si se asume una reacción de primer orden?

Accepted Answer

Disminuye exponencialmente.

Answer

Aumenta linealmente.

Answer

Se mantiene constante.

Answer

Disminuye linealmente.

Question 23

¿Qué característica de un fluido se caracteriza mediante el número de Reynolds (Re)?

Accepted Answer

Régimen de flujo (laminar o turbulento)

Answer

Conversión de reactivos

Answer

Constante de velocidad de reacción

Answer

Eficiencia de mezclado

Question 24

En el Sistema Internacional de Unidades (SI), ¿cuál es la unidad utilizada para expresar el tiempo de residencia?

Accepted Answer

segundos (s)

Answer

moles (mol)

Answer

kilogramos (kg)

Answer

metros (m)