内扩散效率因子定义为内扩散对反应有影响时的反应速率与内扩散对反应无影响时的反应速率之比。内扩散因子介于0到1之间，其值越大，说明内扩散影响越严重。

某二级不可逆气固催化反应,外扩散可以忽略不记，其反应速率方程为，本征速率常数为，若有效扩散系数。在0.1 MPa，400时，若催化剂为球型，直径等于6 mm，试求：（1）此时内扩散效率因子；（2）若要求催化剂内扩散对总速率基本上不发生影响，问此时催化剂最大颗粒半径可以为多少。

内部效率因子计算

  在一直径为6mm的多孔球形催化剂上发生二级不可逆反应A→B。当没有扩散影响时，反应的动力学方程为

    (mol/(m³·s))

  若A在气相中的浓度为100mol/m³，有效扩散系数为10^-6m²/s，反应在恒温下进行，外扩散的影响可以忽略，试求催化剂的内部效率因子。

苯加氢制环己烷的催化反应，反应温度为150℃，测得反应速率常数k=5s^-1，有效扩散系数D_e=0.2cm²/s。求：(1)当颗粒直径为100μm时，内扩散影响是否排除；(2)若保持催化剂内部传递效率因子η₂=0.8，则催化剂颗粒直径应该是多少。

A、外扩散速率

B、实际反应速率

C、内扩散速率

D、表观反应速率

在流化床反应器中进行气固催化反应，反应速率方程为(-r_A)=kc_A，已知k=0.741s^-1，气速为0.2m/s．气体扩散系数为8×10^-5m²/s，气体密度为0.558kg/m³，黏度为3×10^-5Pa·s，床层空隙率ε=0.5，颗粒平均直径为4×10^-4m，流化床传质关联式为Sh=2+0.6Re^1/2Sc_1/3，试估计外部效率因子η₁。

颗粒内、外扩散影响实例分析

  克宁汉(Cunningham)测定了CuO-MgO催化剂上乙烯加氢的总速率。使用的催化剂有两种形式：100目(颗粒直径为0.149mm)颗粒和三种密度的1.2mm球形颗粒。忽略两种形式表面浓度和温度差别。在100目颗粒和球形颗粒外表面上乙烯和氢几乎是同样浓度条件下的速率数据如下：

  

T(℃)	(-rA)×106	R×106mol/(g(cat) ·s)
	100目颗粒(直径0.149mm)	球形颗粒
		ρP=0.72	ρP=0.95	ρP=1.18
124	14.5	6.8	4.3	2.2
112	6.8	6.7	4.2	2.1
97	2.9	6.4	4.0	2.0
84	1.2	6.0	3.7	1.9
72		5.5	3.4	1.7
50		4.3	2.6	1.3

  问：

  (1)确定反应过程的本征活化能；

  (2)在所列出温度下计算每种密度球形颗粒的效率因子；

  (3)为什么有的效率因子大于1，有些则小于1?

  (4)为什么速率和效率因子随球形颗粒密度减小而增加?

在Pt—γ—Al₂O₃催化剂上进行甲烷氧化反应，对甲烷为一级反应，对氧为零级。催化剂为球形颗粒，直径为6mm，若反应在0.10133MPa及450℃等温下进行，反应速率常数k=10s^-1，试计算内部效率因子，又若改用d_P=4mm的球形颗粒，则内部效率因子为多大?已知物料在孔内有效扩散系数D_e=0.03368cm²/s。

实验室在等温及消除内扩散的条件下测得某催化剂不同半径下的反应速度如下：则半径为12nm的催化剂的内扩散效率因子为: ( )

A、1

B、0.8

C、3

D、0.5