化學反應(yīng)工程期末考試試題及答案()

XXX大學 化學反應(yīng)工程試題B（開）卷（答案）2011—2012學年第一學期一、單項選擇題：（每題2分，共20分）1．反應(yīng)器中等溫進行著A→P(1)和A→R(2)兩個反應(yīng)，當降低A的濃度后，發(fā)現(xiàn)反應(yīng)生成P的量顯著降低，而R的生成量略降低，表明( )反應(yīng)(1)對A的反應(yīng)級數(shù)大于反應(yīng)(2) 反應(yīng)(1) 對A的反應(yīng)級數(shù)小于反應(yīng)C．反應(yīng)(1)的活化能小于反應(yīng)(2) D．反應(yīng)(1)的反應(yīng)速率常數(shù)大于反應(yīng)(2)2. 2為( )四只相同體積的全混釜串聯(lián)操作，其無因次停留時間分布的方差值A(chǔ)．1.0 B.0.25 C．0.50 D．0A()P(2)Q2 1 對一平連串反應(yīng)A(3)R P為目的產(chǎn)物若活化能次序為E<E<E2 1 先高后低 B.先低后高 C．高溫操作 D．低溫操作-rA1與第二釜的反應(yīng)速-rA2之間的關(guān)系( 。兩釜反應(yīng)溫度相同。A．-rA1>-rA2 B．-rA1=-rA2 C．-rA1<-rA2 D.不能確定何者為Da 0.1ruLr

，該反應(yīng)器若用多釜串聯(lián)模型來描述，則模型參數(shù)N為（ 。A．4.5 B.5.6 C．3.5 D．4.0固體催化劑之所以能起催化作用，是由于催化劑的活性中心與反應(yīng)組分的氣體分子主發(fā)生( )。物理吸附 B．化學反應(yīng) C．化學吸附 D．質(zhì)量傳7．包括粒內(nèi)微孔體積在內(nèi)的全顆粒密度稱之( )A．(積)密度 B．顆粒密度 C．真密度 D．平均密度8．在氣固催化反應(yīng)動力學研究中，內(nèi)循環(huán)式無梯度反應(yīng)器是一( )。A．平推流反應(yīng)器 B.軸向流反應(yīng)器 C.全混流反應(yīng)器 D.多釜串聯(lián)反應(yīng)9．某液相反應(yīng)，其反應(yīng)式可寫成A+C R+C這種反應(yīng)稱( )A．均相催化反應(yīng)B．自催化反應(yīng) C．鏈鎖反應(yīng) D.可逆反應(yīng)高徑比不大的氣液連續(xù)鼓泡攪拌釜對于其中的氣相和液相的流動?？山瓶? A．氣、液均為平推流 B．氣、液均為全混流C．氣相平推流、液相全混流 D．氣相全混流、液相平推二、填空題（每題5分，共30分）2535℃時，反應(yīng)速率增加一倍，則該反應(yīng)的活化k K P K PS A A B Bk K P K PS A A B BK P A AK PP)2B B R RABRr則該反應(yīng)可能的反應(yīng)機理為間歇釜反應(yīng)器中進行如下反應(yīng)：AP－r ＝kCa1A

A1 1 AA－rA2=k2Ca2A在CA0和反應(yīng)時間保持不變下降低反應(yīng)溫度，釜液中CP/CS增大，表明活化能E1與E2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)al、a2的相對大小為 。,求得無因次方差20.98,反應(yīng)器可視為又若求得無因次方差

0.02,則反應(yīng)器可視為 。先，小釜在后，出口轉(zhuǎn)化率為x ，小釜在先、大釜在后，則出口轉(zhuǎn)化率為x ，兩種情況A1 A2下，進料流速、進料濃度和反應(yīng)溫度均相同，比較xA1和xA2的相對大小為 。ab兩處的η值大小ab處靠近反應(yīng)器的出口，并說明理由。一級放熱反應(yīng)，絕熱操作二級反應(yīng)，等溫操作r k

C2C0.5P 1 A B三、問答題（每題6分，共12分） r

kC0.5C2,若為使目的產(chǎn)物P的選擇性高，應(yīng)選擇：(2)

Q 2 A B(3)

，則反應(yīng)溫度應(yīng)盡可能采用高溫或低溫？2

2ABk1PA2Bk2在四段絕熱式固定床反應(yīng)器中進行nn>0，試問哪一段的凈轉(zhuǎn)化率最大？哪一段最?。刻幮杓尤氲睦浼┝慷?？為什么？（第，2題均為12分，第3題為14分，共38分）1-1，2：HCOCHCH2

HO2

COHCHOHCH2 3該反應(yīng)對環(huán)氧丙烷為一級，對水為零級，反應(yīng)溫度下反應(yīng)速率常數(shù)等于0.98h-1，原料液中環(huán)氧丙烷的濃度為2.1kmol/m3，環(huán)氧丙烷的最終轉(zhuǎn)化率為90%。若采用間歇操作，輔助時間為0.65h-1，2的日產(chǎn)量是多少？-1，2的日產(chǎn)量又是多少？為什么這兩種操作方式的產(chǎn)量會有不同？對一閉式反應(yīng)器進行停留時間分布實驗測定，在Q＝300L/min下，得到E(t)～t如下圖所示。由于該圖放置已久，縱坐標模糊不清。試根據(jù)E(t)函數(shù)性質(zhì)確定并計算：E(t)/min－1（1E(t)/min－1（2）F(t)該反應(yīng)器體積為多少？多級串聯(lián)模型參數(shù)N為多少？2(5)無因次方差為多少？（6）Pe為多少？t/min

0 10 20．某一級不可逆氣固催化反應(yīng)，在反應(yīng)溫度 150℃下，測得kP=5s-1,有效擴散系DeA=0.2cm2/s。求：0.1mm時，內(nèi)擴散影響是否已消除？0.8，則顆粒直徑應(yīng)不大于多少？一、1.A2.B3.B4.A 5.B6.C7.B8.C9.B 10.BkE 11ln 2 一、1.A2.B3.B4.A 5.B6.C7.B8.C9.B 10.BkE 11k R T T1 1 2E ( 1 1 )ln28.314 298 308二、1.52894J／mol E 52894 J/mol2.AσAσB22σ2BσAσBσkSRσσ (此步為速率控制步驟）RσRσ3.E1<E2 al>a2 4.全混流反應(yīng)器活塞流反應(yīng)器5..xA1<xA2 6.（1）ηa>ηb（2）ηa<ηb三、簡答題答：(1)若采用間歇反應(yīng)釜，其加料方式為 A一次性加入連續(xù)滴加若采用管式反應(yīng)器，其進料方式為 A從反應(yīng)器進口處加入沿管長多處加入E1>E2，則反應(yīng)溫度應(yīng)采用高溫。答：(1),14段的順序遞減，第一段最大，第二段次之，第三段再次之，第四段最小。(2)1-22-31-22-3段間需要的冷激劑量。四、計算題：1.解：Vr

1m3,rA

kC

,k0.98h1,C 2.1kmol/l,X 0.9A A0 A一級不可逆反應(yīng)：t

ln(1xk

)

10.98

ln(10.9)2.35hVrQ0(tt0)Q0(2.350.65)1Q 1/3m3/h0CA0X

2.10.91.89kmol /m3丙二醇的產(chǎn)= 0 A0 AfQ C x 1.891/30.63kmol /h丙二醇的產(chǎn)= 0 A0 Af(2)采用定態(tài)下連續(xù)操作Q XV 0 Af

Q

0.9 1r k(1X Af

0.98(1 0.9) 所以Q0=0.109m3/h丙二醇的產(chǎn)=0.109 1.89 0.2058 kmol /h4.939 kmol /日因連續(xù)釜在低的反應(yīng)物濃度下操作，反應(yīng)速率慢，故產(chǎn)量低。2.答1E(t＝-1/200(t-20) (）F(t＝-t2/400+0.1t （）232 1 1多級串聯(lián)模型參數(shù)N＝2 (5)無因次方差 N 2（6）2

2- 2

(1-e-Pe)0.5 Pe Pe2Pe2.56dPdP6kPDeA(1)1

0.00833130.01 56 0.21 1 10.01 56 0.2(2)

tanh3

30.8 試差，得＝0.68dP6kPdP6kPDeA

5ddP6dP650.2

0.68dP0.816 cm湖北XX大學化學反應(yīng)工程試題一、選擇題1、氣相反應(yīng)CO+3H CH+HO進料時無惰性氣體H以1∶2摩爾比進料，則2 4 2 2K2膨脹因δ=_ 。A.-2 B.-1 C.1 D.2K2CO2、一級連串反應(yīng)A__C __P,max

K1 P 。

S在間歇式反應(yīng)器中，則目的產(chǎn)物P的最大濃度K K2 C

K K2 CC ( 1)K2K

A0 C

)KK A02A. A0K2

1 [(K/K)1/21]2B.2 1B.

K2 1K1C. A01

[(K/K)1/21]2D.1 2D.3、串聯(lián)反A→目的+S，目的產(chǎn)P與副產(chǎn)S的選擇性SP=_ 。n nP P0

n nP P0

n nP P0

n nP P0nA

nA

nA0

n S

S0

n nR R04、全混流反應(yīng)器的容積效η=1.0時，該反應(yīng)的反應(yīng)級n 。A.＜0 B.=0 C.≥0 D.＞0P(主)A5、對于單一反應(yīng)組分的平行反應(yīng)

)，其瞬間收率 隨C 增大而單調(diào)下P 降，則最適合的反應(yīng)器。P A.平推流反應(yīng)器 B.全混流反應(yīng)器C.多釜串聯(lián)全混流反應(yīng)器 D.全混流串接平推流反應(yīng)器6、對于反應(yīng)級n＞0的不可逆等溫反應(yīng)，為降低反應(yīng)器容積，應(yīng)選。A.平推流反應(yīng)器 B.全混流反應(yīng)器C.循環(huán)操作的平推流反應(yīng)器 D.全混流串接平推流反應(yīng)器7、一級不可逆液相反應(yīng)A 2R，CA02.30kmol/m3，出口轉(zhuǎn)化率xA0.7，每批操作時t+t0=2.06h，裝置的生產(chǎn)能力50000產(chǎn)R/天，MR=60，則反應(yīng)器的體V為_ _m3。 A.19.6 B.20.2 C.22.2 D.23.4A 8、在間歇反應(yīng)器中進行等溫一級反A→B，r mol/ls，當CAA 求反應(yīng)至CA/l所需時t= 秒。A.400 B.460 C.500 D.

/l時，9、一級連串反應(yīng)A→P→S在全混流釜式反應(yīng)器中進行，使目的產(chǎn)物P濃度最大時的最優(yōu)空ln(K

/K)1

ln(K1

/K)2

ln(K

/K) 1時opt

_。A.

K2K1

K2K1 C. D.2 1KK1 2KK1 210、分批式操作的完全混合反應(yīng)器非生產(chǎn)性時t0不包括下列哪一2 1KK1 2KK1 2A.加料時間 B.反應(yīng)時間 C.物料冷卻時間 D.清洗釜所用時間11、全混流反應(yīng)器中個穩(wěn)定的定常態(tài)操作點。A.1 B.2 C.3 D.4A12、全混流反應(yīng)器的容積效小于1.0時，且隨的增大而減小，此時該反應(yīng)的反應(yīng)級n__ 。 A.＜0 B.=0 C.≥0 D.＞0A13、當反應(yīng)級n_ _時，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.＜114、軸向分散模型的物料衡算方程的初始條件和邊界條件無關(guān)。A.示蹤劑的種類 B.示蹤劑的輸入方式 C.管內(nèi)的流動狀態(tài)D.檢測位置對于液相反應(yīng)幾乎全部在液相中進行的極慢反應(yīng)為提高反應(yīng)速率應(yīng)選 裝置。 A.填料塔 B.噴灑塔 C.鼓泡塔 D.攪拌釜d16催化劑在使用過程中會逐漸失活其失活速率式為 dt應(yīng)物有強內(nèi)擴散阻力時為 。

kCmd i

，當平行失活對反A.≈0 B.=1 C.→3 D.≈117、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。A.粒子與流體間有溫度差 B.粒子與流體間無溫度差C.床層徑向有溫度梯度 D.床層軸向有溫度梯度18、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。A.粒子與流體間有濃度差 B.粒子與流體間無濃度差C.床層徑向有溫度梯度 D.床層徑向有濃度梯度19、下列哪一項不屬于流化床反應(yīng)器按深度而分的第Ⅱ級模型的特。A.各參數(shù)均為恒值 B.參數(shù)值不隨床高而變C.參數(shù)值與氣泡大小無關(guān) D.參數(shù)值與氣泡大小有關(guān)U U20、流化床反應(yīng)器中的操作氣速U

是根據(jù)具體情況定的，一般取流化數(shù)0

0 mf在 范圍內(nèi)。A.0.1～0.4 B.1.5～10 C.10～15 D.0.4～1.521全混流反應(yīng)器進行放熱反應(yīng)時要使反應(yīng)器操作在穩(wěn)定的定常態(tài)則必須滿足以下條A．移熱速>放熱速率 B．移熱速放熱速率C．移熱速率隨溫度變化率>放熱速率隨溫度的變化率D．移熱速率隨溫度變化率<放熱速率隨溫度的變化率22、氣固催化反應(yīng)本征速率是指排除 阻力后的反應(yīng)速率。l A B R 2 A．外擴散阻力 B．內(nèi)擴散 C．內(nèi)外擴散 D．吸附和脫23、等溫液相反應(yīng)A+B→P rp=kCC，2A→R r=kCl A B R 2 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)器和一次性加入； B．全混流反應(yīng)器C．半間歇釜式反應(yīng)器一次性加入連續(xù)滴加；D．半間歇釜式反應(yīng)器一次性加入連續(xù)滴加。24、乙苯在催化劑上脫氫生成苯乙烯，經(jīng)一段時間反應(yīng)后，苯乙烯生成量不再增加，乙苯大量存在，表明這是一個 反應(yīng)。K2A．慢速 B．可逆 C．自催化 DK2K125、等溫恒容下進行各步均為一級不可逆串聯(lián)反應(yīng)K1A 2 化率xk/kP的收率將A 2

P S若保持相同的轉(zhuǎn)A.增大 B．減小 C．不變 D．先增后減26、在全混流反應(yīng)器中，反應(yīng)器的有效容積與進料流體的容積流速之比。A.空時τ 反應(yīng)時t C.停留時t D.平均停留時間27、階躍示蹤法測定停留時間分布對應(yīng)曲線。A.E（t）曲線 B.曲線 C.曲線 D.y（t）曲線28、氣固催化反應(yīng)的內(nèi)擴散模數(shù)，其為特征長度，若顆粒為球形L= 。A.厚度/2 B.R C.R/2 D.R/329、對于反應(yīng)級n＞0的不可逆等溫反應(yīng)，為降低反應(yīng)器容積，應(yīng)選。A.平推流反應(yīng)器 B.全混流反應(yīng)器C.循環(huán)操作的平推流反應(yīng)器 D.全混流串接平推流反應(yīng)二、填空題1、化學反應(yīng)工程是一門研究 的科學。2、化學反應(yīng)速率式為rKCC，如用濃度表示的速率常數(shù)為

，用壓力表示的速率A C A B C常數(shù)KP，則KC= KP。)Ap3、平行反應(yīng) )均為一級不可逆反應(yīng)，若E主＞E副，選擇S與 無p關(guān)，僅是 的函數(shù)。4、對于反應(yīng)級n＞0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立運動單元來進行混合，這種流體稱_ _。7、流體的混合程度常用 、 來描述。8催化劑在使用過程中可能因晶體結(jié)構(gòu)變化融合等導(dǎo)致表面積減少造成_ 失活也可能由于化學物質(zhì)造成的中毒或物料發(fā)生分解而造成_ _失活。9、對于多孔性的催化劑，分子擴散很復(fù)雜，當微孔孔徑在_ _時，分子與孔壁的撞為擴散阻力的主要因素，這種擴散稱為 。10絕熱床反應(yīng)器由于沒有徑向床壁傳熱一般可以當作平推流處理只考慮流體流動方上有溫度和濃度的變化，因此一般可用 模型來計算。T T11、對于可逆的放熱反應(yīng)，存在著使反應(yīng)速率最大的最優(yōu)溫度opt和平衡溫度eq，二者的關(guān)系 12

。U0的氣速進入床層的氣體中，一部分在乳相中以起始、描述流化床的氣泡兩相模型，以流化速度Umf通過，而其余部分 則全部以氣泡的形式通過。描述流化床的數(shù)學模型對于氣乳兩相的流動模式一般認氣_相為平推流而對 相則有種種不同的流型。14、多相反應(yīng)過程是指同時存在 相態(tài)的反應(yīng)系統(tǒng)所進行的反應(yīng)過程。15、 是化學反應(yīng)工程的基礎(chǔ)。16、不論是設(shè)計、放大或控制都需要對研究對象作出定量的描述，也就要用數(shù)學式來表個參數(shù)間的關(guān)系，簡_ _。17、一級連串反應(yīng)AC P,max

PK1K2t K1K2 opt

S在平推流反應(yīng)器中，則目的產(chǎn)物P的最大濃度 。18、著眼反應(yīng)組的轉(zhuǎn)化率的定義式_ _。K1K219、一級連串反應(yīng)A P S在間歇式全混流反應(yīng)器中，則目的產(chǎn)物PK1K2C P,max

t 、opt 。20、化學反應(yīng)速率式r KCC，如用濃度表示的速率常數(shù)為

，用壓力表示的速率A C A B C常數(shù)KP，則KC= KP。21、理想反應(yīng)器是指 。22具有良好攪拌裝置的釜式反應(yīng)器按 反應(yīng)器處理而管徑小管子較長和流較大的管式反應(yīng)器按 反應(yīng)器處理。23、全混流反應(yīng)器穩(wěn)定的定常態(tài)操作點的判據(jù)為 、,24、平推流反應(yīng)器的返混。25、一個可逆的均相化學反應(yīng)如果正逆兩向反應(yīng)級數(shù)為未知時，采_ _法來求反應(yīng)級數(shù)。26、分批式完全混合反應(yīng)器操作的優(yōu)化分析是_ _、__為目標進行優(yōu)化的。27、軸向分散模型的數(shù)學期望值 ，方差_ 。28、測定氣-液相反應(yīng)速率的方法與均相反應(yīng)時不同之點是實驗時要排除氣相和液相中的__ _，使反應(yīng)在動力學區(qū)域內(nèi)進行。29、在流化床中為了傳熱或控制氣-固相間的接觸，常在床內(nèi)設(shè)置內(nèi)部構(gòu)件，但很少使用水平構(gòu)件，它對顆粒和氣體的上下流動起一定的阻滯作用，從而導(dǎo)致床內(nèi)產(chǎn)生明顯的__梯度_ 梯度。30__。31當前用于描述液兩相流相間傳質(zhì)的模型有兩大類一是按穩(wěn)態(tài)擴散來處理_雙膜型_；一是按非穩(wěn)態(tài)擴散處理模型，_ _和_ 。32、在建立數(shù)學模型時，根據(jù)基礎(chǔ)資料建立物料衡算式的一般式為__。33、活化能的大小直接反映_ _對溫度的敏感程度。34、生成主產(chǎn)物的反應(yīng)稱_ ，其它的均。35固定床中顆粒的體積相當直徑定義為具有相同體Vp的球粒子直徑表達dv=_ 三、分析解答題1、簡述等溫恒容平推流反應(yīng)器空時、反應(yīng)時間、停留時間三者關(guān)系？空時是反應(yīng)器的有效容積與進料流體的容積流速之比（①分反應(yīng)時間是反應(yīng)物料進入反應(yīng)器后從實際發(fā)生反應(yīng)的時刻起到反應(yīng)達某一程度所需的反應(yīng)時間（①分停留時間是指反應(yīng)物進入反應(yīng)器的時刻算起到離開反應(yīng)器內(nèi)共停留了多少時間（①分由于平推體積流速之比，所以三者相等（②分）2、簡述階躍示蹤法測停留時間分布的實驗方法及其對應(yīng)曲線？（①分）t=將流入系統(tǒng)的流體切換CA且濃度為A0（①分）同時保持系統(tǒng)內(nèi)流動模式不變，并在切換A的濃度隨時間的變化（①分）對應(yīng)的曲線為C（，

F(t)

ACA0（②分）3、簡述均相反應(yīng)及其動力學的研究內(nèi)容？答：參與反應(yīng)的各物質(zhì)均處于同一個相內(nèi)進行的化學反應(yīng)稱為均相反應(yīng)。均相反應(yīng)動力學是研究各種因素如溫度、催化劑、反應(yīng)物組成和壓力等對反應(yīng)速率、反應(yīng)產(chǎn)物分布的影響，并確定表達這些影響因素與反應(yīng)速率之間定量關(guān)系的速率方程。4、對于可逆放熱反應(yīng)如何選擇操作溫度？度曲線相應(yīng)降低溫度；2）這是由于可逆放熱反應(yīng)，由于逆反應(yīng)速率也隨反應(yīng)溫度的提而溫度的進一步提高將導(dǎo)致正逆反應(yīng)速率相等而達到化學平衡。5、簡述氣-液反應(yīng)的宏觀過程：A（g）+bB（l）→產(chǎn)物（l）？1）反應(yīng)物氣相組分從氣相主體傳遞到氣液相界面，在界面上假定達到氣液相平衡；2）反應(yīng)物氣相組分A從氣液相界面擴散入液相，并在液相內(nèi)反應(yīng)；3）液相內(nèi)的反應(yīng)產(chǎn)物向濃度下降方向擴散，氣相產(chǎn)物則向界面擴散；4）氣相產(chǎn)物向氣相主體擴散。6、簡述固定床反應(yīng)器的優(yōu)缺點？1）催化劑在床層內(nèi)不易磨損；2）床層內(nèi)流體的流動接近于平推流，與返混式反應(yīng)器相比，用較少的催化劑和較小的反應(yīng)器容積來獲得較大的生產(chǎn)能力；3）固定床中的傳熱較差；4）催化劑的更換必須停產(chǎn)進行。k1k1A7、對于反應(yīng)

r kC E r k S，R 1 A其活化能為S

A，其活化能為

E E2，當1E＞2時如何選擇操作溫度可以提高產(chǎn)物的收率？rS R

k

eE1

/

kC C

EEe2 1CR r答：對于平行反應(yīng)

k eE220

RT/RT A k20

A E，所以，當1

E2時應(yīng)盡可能提高反應(yīng)溫度，方可提高R的選擇性，提高R的收率8、簡述氣固流化床反應(yīng)器氣泡兩相模型的特點？1）以U

的氣速進入床層的氣體中，一部分在乳相中以起始流動速度U0U

通過，而其余部mfmfmf分以（U0-Umfmf

）則全部以氣泡的形式通過；2）床層從流化前的高度L

增高到流化時的f高度L，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)完全在乳相中進行；5）氣泡與乳相間的交換量Q為穿流量q與擴散量之和。f9、簡述雙膜理論？組分是通過在氣膜和液膜內(nèi)的穩(wěn)定的分子擴散過程來進行傳質(zhì)的，通過氣膜傳遞到相界面的溶質(zhì)組分瞬間的溶于液體且達到平衡。因此，把復(fù)雜的相間傳質(zhì)過程模擬成串聯(lián)的穩(wěn)定的雙膜分子擴散過程的疊加，相間傳質(zhì)總阻力等于傳質(zhì)阻力的加和。10、簡述理想反應(yīng)器的種類？通常所指的理想反應(yīng)器有兩類：理想混合（完全混合）反應(yīng)器和平推流（活塞流或擠出流）反應(yīng)器。所謂完全混合流反應(yīng)器是指器內(nèi)的反應(yīng)流體瞬間達到完全混合，器內(nèi)物料與反應(yīng)器出口物料具有相同的溫度和濃度。所謂平推流反應(yīng)器是指器內(nèi)反應(yīng)物料以相同的流速和一致的方向進行移動，不存在不同停留時間的物料的混合，所有的物料在器內(nèi)具有相同的停留時間。11、簡述氣固流化床反應(yīng)器鼓泡床模型的特點？答：假定床頂出氣組成完全可用氣泡中的組成代表，而不必計及乳相中的情況，對氣泡的組成進行計算便可以達到反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率12、簡述理想反應(yīng)器的種類。答：通常所指的理想反應(yīng)器有兩類：理想混合（完全混合）反應(yīng)器和平推流（活塞流或擠出流）反應(yīng)器。所謂完全混合流反應(yīng)器是指器內(nèi)的反應(yīng)流體瞬間達到完全混合，器內(nèi)物料與反應(yīng)器出口物料具有相同的溫度和濃度。所謂平推流反應(yīng)器是指器內(nèi)反應(yīng)物料以相同的流速和一致的方向進行移動，不存在不同停留時間的物料的混合，所有的物料在器內(nèi)具有相同的停留時間一、1.A 2.A 3.C 4.B 5.B 6.A 7.C 8.B 9.D 10.B 11.B 12.D 13.D 15.C 16.C 17.A 18.A 19.C 20.B 21.C 22.C 23.D 24.B 25.A 26.A 27.B28.D 29.A二1.化學反應(yīng)的工程問題2.(RT)()3.濃度溫度4.平推流5.平均停留時間、反應(yīng)時間、空時6.微觀流體7.調(diào)勻度S 流體的混合態(tài)8.物理化學9.0.1um 努森擴散10.擬均相一維11.三傳一反

T Teq Teq opt

RE E2

Eln 2E1

0

mf 13.氣乳14.兩個或更多15.k [k 1

/(

k1

ln(k2

/k)1

n n K0 K16.數(shù)學模型17.k2

k k2 1

K n18. K0k [k 1

/(

k1

ln(k2

/k)119.k2

Q Q

k k2 dQr

20.dQG

(RT)()21.全混流反應(yīng)器、平推流反應(yīng)器22.全混流平推流23. G r最低

dT dT 24.0 25.初始速率法26.平均生產(chǎn)速率最大生產(chǎn)經(jīng)費27.28.擴散阻力29.溫度濃度30.聚式流化床31.更新模型32.=++累積量33.反應(yīng)速率34.主反應(yīng)副反應(yīng)35.(6V/13單項選擇

化學反應(yīng)工程期末試題A→P→P濃度最大時的最優(yōu)空。 。時optln(K2

/K)1

ln(K1

/K)2

ln(K

/K) 1A. K2K1 B.

KK2 1

C. D.2 1KK1 2KK1 2η1.0時，且隨著2 1KK1 2KK1 2n 。 A.＜0 B.=0 C.≥0 D.＞0當反應(yīng)級n 時，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.＜1軸向分散模型的物料衡算方程的初始條件和邊界條件無關(guān)。A.示蹤劑的種類 B.示蹤劑的輸入方式 C.管內(nèi)的流動狀態(tài)D.檢測位置對于氣液相反應(yīng)幾乎全部在液相中進行的極慢反應(yīng)，為提高反應(yīng)速率，應(yīng)選置。A.填料塔 B.噴灑塔 C.鼓泡塔 D.攪拌釜dkCmd催化劑在使用過程中會逐漸失活其失活速率式為 dt d i 當平行失活對反應(yīng)物有強內(nèi)擴散阻力時。 A.≈0 B.=1 C.→3 D.≈1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。A.粒子與流體間有溫度差 B.粒子與流體間無溫度差C.床層徑向有溫度梯度 D.床層軸向有溫度梯度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。A.粒子與流體間有濃度差 B.粒子與流體間無濃度差C.床層徑向有溫度梯度 D.床層徑向有濃度梯度下列哪一項不屬于流化床反應(yīng)器按深度而分的第Ⅱ級模型的特。A.各參數(shù)均為恒值 B.參數(shù)值不隨床高而變C.參數(shù)值與氣泡大小無關(guān) D.參數(shù)值與氣泡大小有關(guān)U0

U U 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)0 mf在范圍內(nèi)。 A.0.1～0.4 B.1.5～10 C.10～15 D.0.4～1.5簡答題簡述等溫恒容平推流反應(yīng)器空時、反應(yīng)時間、停留時間三者關(guān)系？簡述階躍示蹤法測停留時間分布的實驗方法及其對應(yīng)曲線？3.簡述氣-液反應(yīng)的宏觀過程：A（g）+bB（l）→產(chǎn)物（l）？簡述固定床反應(yīng)器的優(yōu)缺點？簡述氣固流化床反應(yīng)器氣泡兩相模型的特點？簡述雙膜理論？計算題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：1CHCOOH13

CH2

COHO2

CHCOOHk232

CH4

CO2k916

4.65s1,k2

3.74s1，試計算：分)在此反應(yīng)條件下醋酸轉(zhuǎn)化成乙烯酮的選擇性（4分）A→P8510m3的釜式x 9反應(yīng)器中進行，若最終轉(zhuǎn)化率為A ，設(shè)該反應(yīng)的處理量1.823/，今若改用兩個容積相等的串聯(lián)釜操作，求反應(yīng)器的總?cè)莘e？3. (A) (P) (S)CH k CHCl 6 6 1 6 5 3 6 4 2dC反應(yīng)速度 dt

kC1

dCPA；dt

kC

k2

P，在恒溫恒容下求等容積的兩釜串聯(lián)全混S k,PPVv 1(h),C C 0C /l0 P0 S0 , A0 。

1.0(h1)k,2,

0.5(h1)，4.有一個反應(yīng)器測其方差

2112.5min2,t15mint A A 串聯(lián)模型來描述，并在這個反應(yīng)器中進行液相反A+B→2，已知r kCC A A 1/ C C 1/ A0 B0 ， ，求反應(yīng)器的出口轉(zhuǎn)化率？5.

28.971用多級全混流串聯(lián)模型來模擬一管式反應(yīng)裝置中的脈沖實驗，已知t ，t26.187k 0.15求N（3分）推算一級不可逆等溫反應(yīng)的出口轉(zhuǎn)化率分）二、1.D2.D3.D4.C5.C6.C7.A8.A9.C10.B1.空時是反應(yīng)器的有效容積與進料流體的容積流速之比（1分）入反應(yīng)器后從實際發(fā)生反應(yīng)的時刻起到反應(yīng)達某一程度所需的反應(yīng)時間分停留時間是指反應(yīng)物進入反應(yīng)器的時刻算起到離開反應(yīng)器內(nèi)共停留了多少時間分由于平推流反應(yīng)（2分）2階躍示蹤法是對于定常態(tài)的連續(xù)流動系統(tǒng)分t=將流入系統(tǒng)的流體切換為含ACA1分）的濃度隨時間的變化（1分）（，CCF(t) ACA0（2分）分（2）反應(yīng)物氣相組分A從氣液相界面擴散入液相，并在液相內(nèi)反應(yīng)；1分（3）液相內(nèi)的反應(yīng)產(chǎn)物向濃度下降方向擴散，氣相產(chǎn)物則向界面擴散；1分(4)氣相產(chǎn)物向氣相主體擴散。1分4.凡是流體通過不動的固體物料所形成的床層而進行反應(yīng)的裝置都稱作固定床反應(yīng)器（1分）1）催化劑在床層內(nèi)不易磨損（分（）床層內(nèi)流體的流動接近于平推流，與返混式反分（）1分（）催化劑的更換必須停產(chǎn)進行1分）

的氣速進入床層的氣體中，一部分在乳相中以起始流動速度U0U

通過，而其余部mfmf分以（U0-Umf

）則全部以氣泡的形式通過；1分（2）床層從流化前的高度L

增高到流化時fmf的高度L分（3）1分fmf6.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（1分（1分分（1分Cx和y，初始為A0，則dxk(Cdt 1 A

xy)

dykdt 2

xy)相加得

d(xy)(kdt 1

k)(C

xy)d(xy)

(k

k)dt ln CA

(k

k)tA將其積分C (xy) 1 2A

C (xy) 1 2A01 199%

xy0.99CA0

t4.653.74ln10.99

0.549sSP瞬時選擇性為

dx xk1dy 積分得y k21

4.65 Sx55.4%3.74 y解：由于兩等體積釜串聯(lián)，則C CC A0

)2 A0 1 2

A,N

k)N i C∴i A2∴x CA0CA2

1 A20.95C而A CC而A0V

CA0

(1ki

)220i

1.006h由i

iVi0

vi

1.0061.821.83m3反應(yīng)器的總?cè)莘e為V2Vi3.66m33.解：等容積釜串聯(lián)應(yīng)12 121/0.5h對第二個全混流反應(yīng)器作物料衡算V0(CA1CA2)k1CA2V2C C CA0A2 1k12

K1

)2 K1

k1

k1

0.5對于P

V(C C )V(kC kC )0 A2 2 1 A2 2 P21C 1C A0

KC1 A0∴P2 K∴1

)2(1K2

) K+1+

)(1K2

)2 K2

k2

0.25C 1 0.444mol/lA2 0.5)2C 0.5

0.5P2C∴S

0.5)20.25) 0.5)(10.25)2CP21-(0.4440.391)CS2

0.3910.165

2.372 112.5 12 t4.解： t

152

0.5

NN2t 15

7.5min則每個反應(yīng)器的停留時間為 N 2對第一個釜進行物料衡算

C CA0

(r

C kC21整理得7.5C

C 10 C解得解得

0.30mol/l同理對第二個釜進行物料衡算

C C (r C kC2A2 A2 2 A2 A2 2C 0.144mol/l

C C A0 A

10.144 85.6%解得A2

A C 1A022t2

8.9710.234 N

1 4.275.解：

t2 6.1872 2ktx 1 1 0.566ktA取N=4

(1

N)N化學反應(yīng)工程期中復(fù)習題填空題化學反應(yīng)工程中三傳一中的三傳是、 、 ?；瘜W反應(yīng)過程按操作方法分、 、 操作?；罨艿拇笮≈苯臃从硨囟鹊拿舾谐潭?。K1K2一級連串反應(yīng)A P S在全混流釜式反應(yīng)器中，則目的產(chǎn)K1K2C CP,max 、opt 。生成主產(chǎn)物的反應(yīng)稱，其它的均。P(主)A如果平行反應(yīng) 。

均為一級不可逆反應(yīng)，若EE，提高選擇性SP應(yīng)對于恒容的平推流管式反應(yīng)、 、 一致。全混流反應(yīng)器的空與 之比。

A k1 k2

T ，使反應(yīng)速率最大的反應(yīng)溫度opt 。對于循環(huán)操作的平推流反應(yīng)器，當循環(huán)時反應(yīng)器內(nèi)返混，而則反應(yīng)器內(nèi)返混。單項選擇)A如果平行反應(yīng) )均為一級不可逆反應(yīng)，若E主＞E副，提高選擇性SP應(yīng) 。A.提高濃度 B.提高溫度 C.降低濃度 D.降低溫度2.氣相反應(yīng)2A+B→3P+S進料時無惰性氣體，A與B以2∶1摩爾比進料，則膨脹因子A= 。24A.-1 B.-1/2 C.1/2 D.12423.氣相反應(yīng)CO+3H2則膨脹因子

CH+HOCOH2以1∶2摩爾比進料，A.-2 B.-1 C.1 D.2全混流釜式反應(yīng)器最多可能個定常態(tài)操作點。A.1 B.2 C.3 D.4對于反應(yīng)級n＞0的不可逆等溫反應(yīng)，為降低反應(yīng)器容積，應(yīng)選。A.平推流反應(yīng)器 B.全混流反應(yīng)器C.循環(huán)操作的平推流反應(yīng)器 D.全混流串接平推流反應(yīng)器全混流反應(yīng)器的容積效η=1.0時，該反應(yīng)的反應(yīng)級n 。A.＜0 B.=0 C.≥0 D.＞0K1K2一級連串反K1K2。C 。P,max

S在全混流釜式反應(yīng)器中，則目的產(chǎn)物P的最大濃度K K2 C

K K2 CKKC ( 1)K2K11

A0

( 2)KK A02A0K2[(K2

/K)1/21]21

2 11A01

[(K/K)1/21]2D.1 2D.AA→rA

0.01C2mol/ls CA，當A0A，當

1mol/l時，求反應(yīng)至CA/l所需時t= 秒。A.8500 B.8900 C.9000 D.9900A 在間歇反應(yīng)器中進行等溫一級反A→r mol/ls，當CA0/l時求反應(yīng)至CA/l所需時t= A A.400 B.460 C.500 D.560對于自催化反應(yīng)，最合適的反應(yīng)器。A.全混流反應(yīng)器 B.平推流反應(yīng)器C.循環(huán)操作的平推流反應(yīng)器 D.全混流串接平推流反應(yīng)器簡答題簡述均相反應(yīng)及其動力學的研究內(nèi)容？簡述理想反應(yīng)器的種類？k1k1AS

r kC2

E r kC E E對于反應(yīng)

R 1 A

；S 2 A，其活化能為2，當12＞E時如何選擇操作溫度可以提高產(chǎn)物的收率？2簡述等溫恒容平推流反應(yīng)器空時、反應(yīng)時間、停留時間三者關(guān)系？IV.計算題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：1CHCOOH13

CH2

COHO2

CHCOOHk232

CH4

CO2已知在916℃時k1

4.65s1,k2

3.74s1，試計算：分)在此反應(yīng)條件下醋酸轉(zhuǎn)化成乙烯酮的選擇性（4分）在1000K于恒溫恒壓反應(yīng)器中進行下述分解反應(yīng)：RCH2OH(g)RCHO(g)H2(g)反應(yīng)速率常數(shù)0.082l/mol·min，初始時含純的RCH2OH，其初始壓力為2.026×105Pa，求將20%的RCH2OH分解所需時間；RCH2OH20%所需的時間。0.75m35.0m2的一級不可逆的液相反應(yīng)，其速率常數(shù) 5525.9k1.0788109ep T

(h1

，反應(yīng)熱

(H

)20921J/r

，原料液中A的C 0.2mol/l C 2.929濃度A0 但不含反應(yīng)產(chǎn)R此原料液的密ρ=1050g/定壓比熱Pv 3m3/hJ/g·℃。要求原料液的進料流率為0 ，反應(yīng)器出口的反應(yīng)液中C 0.04mol/lA U=209.（KJ/2·h·℃25℃。試T求滿足上述反應(yīng)要求所需的反應(yīng)溫度以及料液的起始溫度。T0AA設(shè)某反應(yīng)的動力學方程為r 0.35C2mol/ls，A的濃度為/l時，達A的殘AA余濃度0.01mol/l，需多少時間？1.質(zhì)量傳遞、熱量傳遞、動量傳遞2.分批式操作、連續(xù)式操作、半分批式3.反應(yīng)速率4.[(K

CA0/K)1/21]2

1KK、 5.主反應(yīng)、副反應(yīng)6.提高溫度7.平均停