化學(xué)反應(yīng)工程期末試卷

1、1.化學(xué)反應(yīng)工程是一門(mén)研究_的科學(xué)。2.化學(xué)反應(yīng)速率式為，如用濃度表示的速率常數(shù)為，用壓力表示的速率常數(shù)，則=_。3.平行反應(yīng)均為一級(jí)不可逆反應(yīng)，若，選擇性Sp與_無(wú)關(guān)，僅是_的函數(shù)。 4.對(duì)于反應(yīng)級(jí)數(shù)n0的反應(yīng)，為降低反應(yīng)器容積，應(yīng)選用_反應(yīng)器為宜。5.對(duì)于恒容的平推流管式反應(yīng)器_、_、_一致。6.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_(kāi)。7.流體的混合程度常用_、_來(lái)描述。8.催化劑在使用過(guò)程中，可能因晶體結(jié)構(gòu)變化、融合等導(dǎo)致表面積減少造成的_失活，也可能由于化學(xué)物質(zhì)造成的中毒或物料發(fā)生分解而造成的_失活。9.對(duì)于多孔性的催化劑，分子擴(kuò)散很復(fù)雜，當(dāng)微孔孔徑在約_時(shí)，分子與

2、孔壁的碰撞為擴(kuò)散阻力的主要因素。10.絕熱床反應(yīng)器由于沒(méi)有徑向床壁傳熱，一般可以當(dāng)作平推流處理，只考慮流體流動(dòng)方向上有溫度和濃度的變化，因此一般可用_模型來(lái)計(jì)算。11.對(duì)于可逆的放熱反應(yīng)，存在著使反應(yīng)速率最大的最優(yōu)溫度和平衡溫度，二者的關(guān)系為_(kāi)。12.描述流化床的氣泡兩相模型，以的氣速進(jìn)入床層的氣體中，一部分在乳相中以起始流化速度通過(guò)，而其余部分_則全部以氣泡的形式通過(guò)。13.描述流化床的數(shù)學(xué)模型，對(duì)于氣、乳兩相的流動(dòng)模式一般認(rèn)為_(kāi)相為平推流，而對(duì)_相則有種種不同的流型。14.多相反應(yīng)過(guò)程是指同時(shí)存在_相態(tài)的反應(yīng)系統(tǒng)所進(jìn)行的反應(yīng)過(guò)程。II.1.一級(jí)連串反應(yīng)A P S在全混流釜式反應(yīng)器中進(jìn)行，使

3、目的產(chǎn)物P濃度最大時(shí)的最優(yōu)空時(shí)_。 A. B. C. D. 2.全混流反應(yīng)器的容積效率小于1.0時(shí)，且隨著的增大而減小，此時(shí)該反應(yīng)的反應(yīng)級(jí)數(shù)n_。 A. 0 B. =0 C. 0 D. 03.當(dāng)反應(yīng)級(jí)數(shù)n_時(shí)，微觀流體具有比宏觀流體高的出口轉(zhuǎn)化率。 A. =0 B. =1 C. 1 D. 14.軸向分散模型的物料衡算方程的初始條件和邊界條件與_無(wú)關(guān)。 A. 示蹤劑的種類 B. 示蹤劑的輸入方式 C. 管內(nèi)的流動(dòng)狀態(tài) D. 檢測(cè)位置5.對(duì)于氣-液相反應(yīng)幾乎全部在液相中進(jìn)行的極慢反應(yīng)，為提高反應(yīng)速率，應(yīng)選用_裝置。A. 填料塔 B. 噴灑塔 C. 鼓泡塔 D. 攪拌釜6.催化劑在使用過(guò)程中會(huì)逐漸失

4、活，其失活速率式為，當(dāng)平行失活對(duì)反應(yīng)物有強(qiáng)內(nèi)擴(kuò)散阻力時(shí)，d為_(kāi)。 A. 0 B. =1 C. 3 D. 17.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. 粒子與流體間有溫度差 B. 粒子與流體間無(wú)溫度差 C. 床層徑向有溫度梯度 D. 床層軸向有溫度梯度8.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. 床層徑向有濃度梯度9.下列哪一項(xiàng)不屬于流化床反應(yīng)器按深度而分的第級(jí)模型的特點(diǎn)_。 A. 各參數(shù)均為恒值 B. 參數(shù)值不隨床高而變 C. 參數(shù)值與氣泡大小無(wú)關(guān) D. 參數(shù)值與

5、氣泡大小有關(guān)10.流化床反應(yīng)器中的操作氣速是根據(jù)具體情況定的，一般取流化數(shù)在_范圍內(nèi)。 A. 0.10.4 B. 1.510 C. 1015 D. 0.41.5III.簡(jiǎn)答題1.(5)簡(jiǎn)述等溫恒容平推流反應(yīng)器空時(shí)、反應(yīng)時(shí)間、停留時(shí)間三者關(guān)系？2.(5)簡(jiǎn)述階躍示蹤法測(cè)停留時(shí)間分布的實(shí)驗(yàn)方法及其對(duì)應(yīng)曲線？3.(5)簡(jiǎn)述氣-液反應(yīng)的宏觀過(guò)程：A（g） + bB（l） 產(chǎn)物（l）？4.(5)簡(jiǎn)述固定床反應(yīng)器的優(yōu)缺點(diǎn)？5.(5)簡(jiǎn)述氣固流化床反應(yīng)器氣泡兩相模型的特點(diǎn)？6.(5)簡(jiǎn)述雙膜理論？IV.計(jì)算題1.(10)醋酸在高溫下可分解為乙烯酮和水，而副反應(yīng)生成甲烷和二氧化碳： 已知在916時(shí)，試計(jì)算：1

6、）99%的醋酸反應(yīng)掉的時(shí)間；(6分)2）在此反應(yīng)條件下醋酸轉(zhuǎn)化成乙烯酮的選擇性。（4分）2.(10)有一級(jí)不可逆反應(yīng)AP，在85時(shí)反應(yīng)速率常數(shù)為3.45h-1，今擬在一個(gè)容積為10m3的釜式反應(yīng)器中進(jìn)行，若最終轉(zhuǎn)化率為，設(shè)該反應(yīng)的處理量為1.82m3/h，今若改用兩個(gè)容積相等的串聯(lián)釜操作，求反應(yīng)器的總?cè)莘e？3.(10)(A) (P) (S)反應(yīng)速度；，在恒溫恒容下求等容積的兩釜串聯(lián)全混流反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行這一反應(yīng)時(shí),求目的產(chǎn)物P的選擇性，其中,，,。4.(10)有一個(gè)反應(yīng)器測(cè)其方差，如果這個(gè)反應(yīng)器可以用等體積多釜串聯(lián)模型來(lái)描述，并在這個(gè)反應(yīng)器中進(jìn)行液相反應(yīng)A + B 2R，已知，求反應(yīng)器的出口轉(zhuǎn)化率

7、？5.(5)用多級(jí)全混流串聯(lián)模型來(lái)模擬一管式反應(yīng)裝置中的脈沖實(shí)驗(yàn)，已知，求 1）推算模型參數(shù)N； 2）推算一級(jí)不可逆等溫反應(yīng)的出口轉(zhuǎn)化率。1.(1)化學(xué)反應(yīng)的工程問(wèn)題 2.(1) 3.(2)濃度、溫度 4.(1)平推流5.(3)平均停留時(shí)間、反應(yīng)時(shí)間、空時(shí) 6.(1)微觀流體 7.(2)調(diào)勻度S、流體的混合態(tài)8.(2)物理、化學(xué) 9.(1)0.1um 10.(1)擬均相一維11.(1)12.(1)13.(2)氣、乳 14.(1)兩個(gè)或更多1.(2)D 2.(2)D 3.(2)D 4.(2)C 5.(2)C 6.(2)C 7.(2)A 8.(2)A 9.(2)C 10.(2)B1.(5)空時(shí)是反

8、應(yīng)器的有效容積與進(jìn)料流體的容積流速之比。（分）反應(yīng)時(shí)間是反應(yīng)物料進(jìn)入反應(yīng)器后從實(shí)際發(fā)生反應(yīng)的時(shí)刻起到反應(yīng)達(dá)某一程度所需的反應(yīng)時(shí)間。（分）停留時(shí)間是指反應(yīng)物進(jìn)入反應(yīng)器的時(shí)刻算起到離開(kāi)反應(yīng)器內(nèi)共停留了多少時(shí)間。（分）由于平推流反應(yīng)器內(nèi)物料不發(fā)生返混，具有相同的停留時(shí)間且等于反應(yīng)時(shí)間，恒容時(shí)的空時(shí)等于體積流速之比，所以三者相等。（分）2.(5)階躍示蹤法是對(duì)于定常態(tài)的連續(xù)流動(dòng)系統(tǒng)，（分）在某瞬間t=0將流入系統(tǒng)的流體切換為含有示蹤劑A且濃度為的流體，（分）同時(shí)保持系統(tǒng)內(nèi)流動(dòng)模式不變，并在切換的同時(shí)，在出口處測(cè)出出口流體中示蹤劑A的濃度隨時(shí)間的變化。（分）對(duì)應(yīng)的曲線為F（t），。（分）3.(5)1）反

9、應(yīng)物氣相組分從氣相主體傳遞到氣液相界面，在界面上假定達(dá)到氣液相平衡；分2）反應(yīng)物氣相組分A從氣液相界面擴(kuò)散入液相，并在液相內(nèi)反應(yīng)；分3）液相內(nèi)的反應(yīng)產(chǎn)物向濃度下降方向擴(kuò)散，氣相產(chǎn)物則向界面擴(kuò)散；分4）氣相產(chǎn)物向氣相主體擴(kuò)散。分4.(5)凡是流體通過(guò)不動(dòng)的固體物料所形成的床層而進(jìn)行反應(yīng)的裝置都稱作固定床反應(yīng)器。（分）1）催化劑在床層內(nèi)不易磨損；（分）2）床層內(nèi)流體的流動(dòng)接近于平推流，與返混式反應(yīng)器相比，用較少的催化劑和較小的反應(yīng)器容積來(lái)獲得較大的生產(chǎn)能力；（分）3）固定床中的傳熱較差；（分）4）催化劑的更換必須停產(chǎn)進(jìn)行。（分）5.1）以U0的氣速進(jìn)入床層的氣體中，一部分在乳相中以起始流動(dòng)速度Um

10、f通過(guò)，而其余部分以（U0-Umf）則全部以氣泡的形式通過(guò)；2）床層從流化前的高度Lmf增高到流化時(shí)的高度Lf，完全是由于氣泡的體積所造成； 3）氣泡相為向上的平推流，大小均一；4）反應(yīng)完全在乳相中進(jìn)行； 5）氣泡與乳相間的交換量Q為穿流量q與擴(kuò)散量之和。分6.(5)該模型設(shè)想在氣-液兩相流的相界面處存在著呈滯流狀態(tài)的氣膜和液膜，（分）而把氣液兩相阻力集中在這兩個(gè)流體膜內(nèi)，而假定氣相主體和液相主體內(nèi)組成均一，不存在傳質(zhì)阻力（分）。組分是通過(guò)在氣膜和液膜內(nèi)的穩(wěn)定的分子擴(kuò)散過(guò)程來(lái)進(jìn)行傳質(zhì)的，通過(guò)氣膜傳遞到相界面的溶質(zhì)組分瞬間的溶于液體且達(dá)到平衡（分）。因此，把復(fù)雜的相間傳質(zhì)過(guò)程模擬成串聯(lián)的穩(wěn)定的雙膜分子擴(kuò)散過(guò)程的疊加（分），相間傳質(zhì)總阻力等于傳質(zhì)阻力的加和（分）。1.(10)解：設(shè)在時(shí)間t時(shí)乙烯酮和甲烷的濃度分別為x和y，初始為，則 分 分相加得 分將其積分 分1）當(dāng)轉(zhuǎn)化率為99%時(shí) 分 分2）瞬時(shí)選擇性為 分積分得 分 分2.(10)解：由于兩等體積釜串聯(lián)，則 分 分 分而