2015-2016化學(xué)反應(yīng)工程試卷B

1、 考生姓名： 學(xué)號(hào)：得分評(píng)閱人一、填空題（共10空，每空1分，共10分）1. “三傳”過(guò)程往往是極復(fù)雜的，當(dāng)規(guī)模放大的時(shí)候，“三傳”的情況也改變了，因此就出現(xiàn)了所謂的 。2. 活化能的大小直接反應(yīng)了_對(duì)溫度的敏感程度。 3. 化學(xué)反應(yīng)操作方式可分為分批式、 、半分批式操作。4. 化學(xué)反應(yīng)速率式為，用濃度表示的速率常數(shù)為，假定符合理想氣體狀態(tài)方程，如用壓力表示的速率常數(shù)為 ，則 = 。5. 一液相復(fù)合反應(yīng)，,均為一級(jí)不可逆反應(yīng)。在單一連續(xù)反應(yīng)釜中等溫反應(yīng)，已知該溫度下， ，問(wèn)當(dāng)最終轉(zhuǎn)化率為80%時(shí)，目的產(chǎn)物P的瞬時(shí)收率為 。6. 工業(yè)用固體催化劑的主要組成：助催化劑、載體和 。7. 氣固相反應(yīng)過(guò)

2、程中，對(duì)于多孔性的催化劑，粒內(nèi)的擴(kuò)散現(xiàn)象是很復(fù)雜的?？椎拇笮〔煌瑫r(shí)，氣體的擴(kuò)散機(jī)理也會(huì)有所不同。常見(jiàn)的擴(kuò)散形式有： 、努森擴(kuò)散、構(gòu)型擴(kuò)散。8. 傳熱介質(zhì)的選用根據(jù)反應(yīng)的溫度范圍決定，其溫度與催化床的溫差宜小，但又必須移走大量的熱，常用的傳熱介質(zhì)有：沸騰水、聯(lián)苯醚、烷基萘為主的石油餾分、熔鹽和 。9. 氣固相反應(yīng)系統(tǒng)的流化床中的氣泡，在其尾部區(qū)域，由于壓力比近傍稍低，顆粒被卷了進(jìn)來(lái)，形成了局部渦流，這一區(qū)域稱為 。10. 所謂流態(tài)化就是固體粒子像 一樣進(jìn)行流動(dòng)的現(xiàn)象。得分評(píng)閱人二、選擇題（共10空，每小題1分，共10分）1. 氣相反應(yīng)4A+B3R+S， 進(jìn)料時(shí)無(wú)惰性氣體，A與B 以3:1的摩爾比

3、進(jìn)料，則膨脹因子A= 。A1/4 B.2/3 C. -1/4 D. -2/32. 反應(yīng)3AP，已知K=0.15 mol/Ls ,則反應(yīng)級(jí)數(shù)n= 。A0 B. 1 C. 2 D. 33. 下列屬于均相反應(yīng)的是 。A乙酸乙酯水解 B.CuO 的還原 C.加氫脫硫 D.電石水解4. 骨架Ni催化劑的制備是將Ni與Al按比例混合熔煉，制成合金，粉碎以后再用苛性鈉溶液溶去合金中的Al而形成骨架，這種制備方法是 。A. 溶蝕法 B. 熱熔法 C. 沉淀法 D. 混合法5. 球形催化劑顆粒擴(kuò)散的無(wú)因次擴(kuò)散模數(shù)值的大小反映了表面反應(yīng)速率與 之比。A. 擴(kuò)散速率 B. 外擴(kuò)散速率 C. 內(nèi)擴(kuò)散速率 D. 實(shí)際反

4、應(yīng)速率6. 以下各顆粒當(dāng)量直徑和球形系數(shù)之間的關(guān)系錯(cuò)誤的是 。A. B. C. D. 7. 不屬于氣固相催化反應(yīng)固定床反應(yīng)器擬均相二維模型的特點(diǎn)是 。A. 粒子與流體間有濃度差 B. 粒子與流體間無(wú)濃度差C. 床層徑向有溫度梯度 D. 床層軸向有溫度梯度8. 在流化床反應(yīng)器中，氣泡的尾渦體積約為氣泡體積的 。A. 1/4 B. 1/3 C. 2/3 D. 1/29. 等溫液相反應(yīng) , P為目的產(chǎn)物，有下列四種方案可供選擇，從提高P的收率著眼適宜選用 。A間歇釜式反應(yīng)器，A和B一次性加入 B全混流反應(yīng)器 C半間歇釜式反應(yīng)器，A一次性加入，B連續(xù)滴加D半間歇釜式反應(yīng)器，B一次性加入，A連續(xù)滴加10

5、. 階躍示蹤法測(cè)定停留時(shí)間分布對(duì)應(yīng)曲線為 。AE（t）曲線 B. F (t) 曲線 C. I（t）曲線 D. y (t) 曲線得分評(píng)閱人三、判斷題（共10小題，每小題1分，共10分）1. 本課程中定義的球形系數(shù)有可能大于1 。( )2. 若流體是分子尺度作為獨(dú)立運(yùn)動(dòng)單元來(lái)進(jìn)行混合，這種流體稱為微觀流體。( )3. 臨界流化速度和終端速度的相對(duì)大小與顆粒大小無(wú)關(guān)。( )4. 非理想流動(dòng)都有停留時(shí)間分布的問(wèn)題，一定都是由返混引起的。( )5. 循環(huán)反應(yīng)器中，當(dāng)循環(huán)比為0時(shí)，即為全混流反應(yīng)器的情況。( )6. 焦碳與硫磺的反應(yīng)可以用粒徑縮小的縮粒模型描述。( )7. 在軸向分散模型中，模型的參數(shù)貝克

6、來(lái)準(zhǔn)數(shù)愈大軸向返混程度就愈小。( )8. 若考慮壁效應(yīng)，裝填有均勻顆粒的床層，其空隙率與顆粒大小無(wú)關(guān)。( )9. 溝流造成氣體與乳化相之間接觸發(fā)生改變，傳質(zhì)與反應(yīng)效果明顯變好。( )10. 固定床的當(dāng)量直徑定義為水力直徑的4倍。( )得分評(píng)閱人四、問(wèn)答題（共3小題，每小題6分，共18分）1. 為什么說(shuō)對(duì)于反應(yīng)級(jí)數(shù)大于1的不可逆反應(yīng)，反應(yīng)溫度越高，為了消除內(nèi)擴(kuò)散影響，所要求的粒度越小？反應(yīng)物濃度越高，為了消除內(nèi)擴(kuò)散影響，所要求的粒度越??？（假定有效擴(kuò)散系數(shù)不變）。 2. 請(qǐng)?zhí)接懩闼斫獾幕瘜W(xué)反應(yīng)工程學(xué)的任務(wù)。3. 請(qǐng)至少列舉3類典型的反應(yīng)器型式，并詳細(xì)闡述其中一種的特點(diǎn)。得分評(píng)閱人五、推導(dǎo)題（共

7、2小題，每小題6分，共12分）1. 已知停留時(shí)間分布函數(shù)的方差可以表示為：，試推導(dǎo)出，并指出平推流時(shí)的值。2. 一氣固催化反應(yīng),若反應(yīng)機(jī)理為：試推導(dǎo)其本征反應(yīng)速率方程。得分評(píng)閱人六、計(jì)算題（共4小題，每小題10分，共40分）1. 某廠生產(chǎn)醇酸樹(shù)脂是使己二醇和己二酸以等摩爾比在70用間歇釜并以H2SO4作催化劑進(jìn)行縮聚反應(yīng)而生產(chǎn)的，實(shí)驗(yàn)測(cè)得該反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程為：若每天處理2400kg己二酸，每批操作輔助生產(chǎn)時(shí)間為1h，反應(yīng)器裝填系數(shù)為0.75，求： （1）轉(zhuǎn)化率為xA=0.8，所需反應(yīng)時(shí)間為多少？（2）求轉(zhuǎn)化率為0.8時(shí)，所需反應(yīng)器體積為多少？ （3）若采用CSTR反應(yīng)器，求己二酸轉(zhuǎn)化率xA=0.

8、8時(shí)，所需反應(yīng)器體積為多少？2. 已知一閉式液相反應(yīng)器在流量為5L/s 下進(jìn)行脈沖示蹤，得到停留時(shí)間分布密度函數(shù),單位s-1，試求：（1） 平均停留時(shí)間？（2） 該反應(yīng)器的反應(yīng)體積為多少？（3）（4） 若將該反應(yīng)器用多釜串聯(lián)模型來(lái)描述，其模型參數(shù)N為多少？3. 在內(nèi)徑為50mm的固定床反應(yīng)管內(nèi)裝有4m高的催化劑層，催化劑的粒徑分布如表所示。粒徑dv/mm3.404.606.90質(zhì)量分率w0.600.250.15催化劑為球體，空隙率=0.44。在反應(yīng)條件下氣體的密度=2.46 kg m-3，粘度=2.310-5 kg m-1 s-1，氣體的質(zhì)量流速G=6.2 kg m-2 s-1。求床層的壓降。4. 常壓下正丁烷在鎳鋁催化劑上進(jìn)行脫氫反應(yīng)。已知該反應(yīng)為一級(jí)不可