化學(xué)反應(yīng)工程試卷及答案推薦文檔

1、8.對催化劑性能影響最大的物理性質(zhì)主要是化學(xué)反應(yīng)工程試卷及答案一、填空題（共25分，每空1分）1 .化學(xué)反應(yīng)工程學(xué)不僅研究化學(xué)反應(yīng)速率與反應(yīng)條件之間的關(guān)系，即,而且著重研究傳遞過程對的影響，研究不同類型反應(yīng)器的特點及其與化學(xué)反應(yīng)結(jié)果之間的關(guān)系。2 .反應(yīng)器按型式來分類可以分為管式反應(yīng)器、和。3 .對于反應(yīng)A+2B=3C+4D,反應(yīng)物A的消耗速率表達式為；反應(yīng)產(chǎn)物C的生成速率表達式為：。4 .反應(yīng)器設(shè)計計算所涉及的基礎(chǔ)方程式就是動力學(xué)方程式、和05 .間歇釜反應(yīng)器中進行如下反應(yīng)：A>P（1）以=gEiA>S（2）rA=kzCA2E2在Cao和反應(yīng)時間保持不變下，降低反應(yīng)溫度，釜液中C

2、p/Cs增大，表明活化能Ei與E2的相對大小為;在溫度和反應(yīng)時間保持不變下，增高反應(yīng)濃度，釜液中Cp/Cs增大，表明反應(yīng)級數(shù)ni、n2的相對大小為。6 .單位時間內(nèi)由顆粒外表面?zhèn)鬟f至氣相主體的熱量可由牛頓冷卻定律表達，其表數(shù)學(xué)表達式為。7 .全混流反應(yīng)器穩(wěn)定的定常態(tài)操作點的判據(jù)為、。和孔體積分布9 .復(fù)合反應(yīng)包括三個基本反應(yīng)類型，即并列反應(yīng)、平行反應(yīng)和o10 .在停留時間相同的物料之間的均勻化過程，稱之為。而停留時間不同的物料之間的均勻化過程，稱之為。11 .對于反應(yīng)級數(shù)n<0的反應(yīng)，為了降低反應(yīng)器容積，應(yīng)選用反應(yīng)器為宜;對于反應(yīng)級數(shù)n>0的反應(yīng)，為了降低反應(yīng)器容積，應(yīng)選用反應(yīng)器為

3、宜。12 .固定床催化反應(yīng)器主要缺點是,。13 .有效因子物理意義匚014 .多段絕熱式反應(yīng)器是筒體內(nèi)放置幾次擱板，擱板上放置,層與層之間設(shè)置氣體的裝置。二、選擇題（共20分,每小題2分）1 .對于可逆放熱反應(yīng)，為提高反應(yīng)速率應(yīng)（）。A.提高壓力B.降低壓力C.提高溫度D,降低溫度2 .對于反應(yīng)aA+bBTrR+sS,則rr=（-rA）（）。A.-r-B.-C.-D.abrr3 .非等分子反應(yīng)2NO+H2=Nz+H2O2的膨脹因子bNO等于（）A.1/2B.1C.T/2D.24 .平推流反應(yīng)器停留時間分布的無因次方差屋為（）A.0.5B.2C.0D.15 .多釜串聯(lián)的反應(yīng)器，由于釜間無返混，使

4、返混程度減少，當(dāng)Ntg時，多釜用聯(lián)全混反應(yīng)器組的操作就相當(dāng)于（）。A.多釜串聯(lián)反應(yīng)器B.平推流反應(yīng)器C.全混流反應(yīng)器D.無法確定6 .等溫一級不可逆液相反應(yīng)，采用下列三種方案進行：（1） 一個間歇反應(yīng)釜，容積Vi（僅考慮反應(yīng)時間所需），（2）一個平推流反應(yīng)器，容積V2,（3）二個等體積全混流反應(yīng)器串聯(lián)，總?cè)莘e為V3。上述三種情況反應(yīng)溫度、物料處理量及轉(zhuǎn)化率均相同，則容積比較為（）A.Vi<V2<V3B,Vi=V2<V3C.V2<Vi<V3D,V2<Vi=V37 .隨著流體流量的增加，顆粒受到的曳力也隨著增加。若顆粒受到的升力恰好等于自身重量時，顆粒受力處于平

5、衡狀態(tài)，故顆粒將在床層內(nèi)作上下、左右、前后的激烈運動，這時整個床層稱為（）。A.流化態(tài)B.流化床C,固定床D,移動床8 .對于氣液相反應(yīng)來說，慢反應(yīng)是指化學(xué)反應(yīng)將在液相主體內(nèi)發(fā)生的，而快反應(yīng)過程是指反應(yīng)僅發(fā)生在液膜區(qū)（）。A.液相主體，氣相主體B.氣相主體，液相主體C.液相主體，液膜區(qū)D.液膜區(qū)，液相主體9 .焦姆金吸附模型認為一般吸附活化能隨覆蓋率的增加而，脫附活化能隨覆蓋率的增加而（）。A.增大、減小B.減小、增大C.增大、增大D,減小、減小10 .下列關(guān)于停留時間分布函數(shù)F（t）表述含義正確的是（）。A.表示流過系統(tǒng)的物料中停留時間小于t的流體粒子所占的分率B.表示流過系統(tǒng)的物料中停留時

6、間大于t的流體粒子所占的分率C.表示流過系統(tǒng)的物料中停留時間在t和t+dt之間的流體粒子所占的分率D.表示流過系統(tǒng)的物料中停留時間為t的流體粒子所占的分率三、名詞解釋（共12分,每小題3分）1 .理想置換反應(yīng)器：2 .體積當(dāng)量直徑：3 .氣液相反應(yīng)過程：4 .濃相段：四、簡答題（共12分,每小題6分）1.簡述反應(yīng)速率方程的推導(dǎo)過程（步驟）。2,簡述流化床反應(yīng)器的特點五、計算題(共31分，第1小題11分，第2小題10分，第3小題10分。)1 .在555K及0.3MPa下，在平推流管式反應(yīng)器中進行氣相反應(yīng)AtP,已知進料中含A30%(摩爾分數(shù))，其余為惰性物料，加料流量為6.3mol，動力學(xué)方程式

7、為-rA=0.27cAmolm"s為了達到95%轉(zhuǎn)化率，試求：(1)所需空速為多少？(2)反應(yīng)器容積大?。? .有一分解反應(yīng)AtP目的產(chǎn)物rp=kQAAtS目的產(chǎn)物rs=k2cA其中k=1h,k2=1,5m3kmo|-1h，,Ca0=5kmolm*,Cp0=Cs0=0,體積流率為5m3，h,，求轉(zhuǎn)化率為90%時：全混流反應(yīng)器出口目的產(chǎn)物P的濃度及所需全混流反應(yīng)器的體積。3.在一總長為4m的填充床中，氣體以2500kg，m，h的質(zhì)量流率通過床層。床層體安裝直徑為3mm的球形催化劑顆粒，空隙率為0.45,氣體密度為2.9kg其粘度為1.8父105kgm"求床層的壓降。答案、填空

8、題（共25分，每空1分）1 .化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)、宏觀化學(xué)反應(yīng)速率。2 .槽式反應(yīng)器（釜式反應(yīng)器）和塔式反應(yīng)器（先后可以互換）_1dnA_1dnc3 一A、cOVdtVdt4. 物料衡算方程式、熱量衡算方程式（先后可以互換）5. E1<E2、n1An2。6. dQ=agSs(Ts-Tg)dt7.Qr=Qq、IgdTdT8 .比表面積、孔體積9 .連串反應(yīng)或串聯(lián)反應(yīng)10 .簡單混合、返混11 .全混流、平推流12 .固定床中傳熱較差，更換催化劑時必須停止生產(chǎn)（或者說更換催化劑麻煩）（前后都行）催化劑內(nèi)實際反應(yīng)速率13 =T：-77-TTT:Z-rT：；.、,催化劑內(nèi)無濃度差時的反應(yīng)速率14 .

9、催化劑、冷卻（或加熱）、選擇題（共20分,每小題2分）題號12345678910答案CaCCBBBCaa三、名詞解釋（共12分,每小題3分）1 .理想置換反應(yīng)器（平推流反應(yīng)器）是指通過反應(yīng)器的物料沿同一方向以相同速度向前流動，向活塞一樣在反應(yīng)器中向前平推，故又稱為活塞流或平推流反應(yīng)器。2 .體積當(dāng)量直徑：與顆粒具有相同體積的球體的直徑稱為該顆粒的體積當(dāng)量直徑3 .氣液相反應(yīng)過程：是指氣相中的組分必須進入到液相中才能進行反應(yīng)的過程。4 .濃相段：當(dāng)流體通過固體床層的空塔速度值高于初始流化速度但低于逸出速度時，顆粒在氣流作用下懸浮于床層中，所形成的流固混合物稱為濃相段。（基本點答對就給全分，根據(jù)答

10、題情況酌情給分）四、問答題（共12分，每題6分）3.簡述反應(yīng)速率方程的推導(dǎo)過程答：假定反應(yīng)機理，即確定反應(yīng)所經(jīng)歷的步驟；確定速率控制步驟，該步驟的速率即為反應(yīng)過程的速率，根據(jù)速率控制步驟的類型，寫出該步驟的速率方程；非速率控制步驟均達到平衡。若為吸附或解析步驟，列出蘭格繆爾吸附等溫式，若為化學(xué)反應(yīng)，則寫出化學(xué)平衡式；利用所列平衡式與露為二1,將速率方程中各種表面濃度變換為氣相組分分壓的函數(shù)，即得所求的反應(yīng)速率方程。（每點1.5分，全對6分）。（基本點答對就給全分，根據(jù)答題情況酌情給分）2.簡述流化床反應(yīng)器的特點。（1）顆粒劇烈攪動和混合，整個床層處于等溫狀態(tài)，可在最佳溫度點操作；（2）傳熱強度

11、高，適于強吸熱或放熱反應(yīng)過程；（3）顆粒比較細小，有效系數(shù)高，可減少催化劑用量；（4）壓降恒定，不易受異物堵塞；（5）返混較嚴重，不適于高轉(zhuǎn)化率過程；（6）為避免溝流、偏流等，對設(shè)備精度要求較高。（每點1分，全對6分）。（基本點答對就給全分，根據(jù)答題情況酌情給分）五、計算題（共31分，第1題11分，第2題10分，第3題10分。）1.在555K及0.3MPa下，在平推流管式反應(yīng)器中進行氣相反應(yīng)AtP,已知進料中含A30%(摩爾分數(shù))，其余為惰性物料，加料流量為6.3mol.s，動力學(xué)方程式為rA=0.27cAmolm's1為了達到95%轉(zhuǎn)化率，試求：(3)所需空速為多少？(4)反應(yīng)器容積

12、大小？Sp=Sparpp仁=;2-AkQAk2cA1M5(1-0.9)-15(1-0.9)1.55(1-0.9)2=57.11分0PaCA0=RT0.30.3103=1.7510mol8.314555Vo=_3_6.3108.314555.153=0.0969mcP=SP(cA0-cA)=0.571(50.5)=2.57kmolm2分3000.95-=CA00dxA0.95dxA0.271-xA0.271ln=11.10s1-0.95wwCa0-cax5(5-0.5)-3.qaVR=V0()=2=25.7(m)3勿-a10.51.50.52SV一二11.10=0.09s3.在一總長為4m的填充床中，氣體以2500kgm-2'h-1的質(zhì)量流率通過床層。床3VR=V0=0.096911.10=1.075m標準空速為：V0SVNOT0pTP00.0969273.150.3555.150.1013VR1.075=0.131s4.有一分解反應(yīng)AtP目的產(chǎn)物rp=k1cAAtS目的產(chǎn)物=k2cA其中k1=1h。k2=1.5m3kmol'h",cA0=5kmolm二，cP0=cS0=0,體積流率為5m3h求轉(zhuǎn)化率為90%時：全混流反應(yīng)器出口目的產(chǎn)物P的濃度及所需全混流反應(yīng)的體積。解：全混