化學(xué)反應(yīng)工程期中自測試卷

本文格式為Word版，下載可任意編輯——化學(xué)反應(yīng)工程期中自測試卷化學(xué)反應(yīng)工程期中自測試卷

(3)

科目:化學(xué)反應(yīng)工程適用對象:化學(xué)工程與工藝本科

2023-7-6

I.填空題1.(3)

化學(xué)反應(yīng)工程中的“三傳一反〞中的三傳是指_______、_______、_______。

2.(3)

化學(xué)反應(yīng)過程按操作方法分為_______、_______、_______操作。

3.(1)

活化能的大小直接反映了______________對溫度的敏感程度。

4.(2)

一級連串反應(yīng)ACP,max?K1PK2S在全混流釜式反應(yīng)器中，則目的產(chǎn)物P的最大濃度

______、

?opt?______。

5.(2)

生成主產(chǎn)物的反應(yīng)稱為_______，其它的均為_______。

6.(1)

P(主)AS(副)均為一級不可逆反應(yīng)，若E主＞E副，提高選擇性SP應(yīng)_______。

假使平行反應(yīng)

7.(3)

對于恒容的平推流管式反應(yīng)器_______、_______、_______一致。

8.(2)

全混流反應(yīng)器的空時τ是_______與_______之比。

9.(1)

A對于可逆的放熱反應(yīng)

k1k2R，使反應(yīng)速率最大的反應(yīng)溫度

Topt?_______。

10.(2)

對于循環(huán)操作的平推流反應(yīng)器，當(dāng)循環(huán)比β→0時反應(yīng)器內(nèi)返混為_______，而當(dāng)β→∞時則反應(yīng)器內(nèi)返混為_______。

II.單項選擇1.(2)

P(主)A假使平行反應(yīng)

S(副)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.(2)

氣相反應(yīng)2A+B→3P+S進(jìn)料時無惰性氣體，A與B以2∶1摩爾比進(jìn)料，則膨脹因子?A=____。A.-1B.-1/2C.1/2D.1

3.(2)

氣相反應(yīng)CO+3H2CH4+H2O進(jìn)料時無惰性氣體，CO與H2以1∶2摩爾比進(jìn)料，則膨脹

因子CO=_______。

A.-2B.-1C.1D.2

?4.(2)

全混流釜式反應(yīng)器最多可能有_______個定常態(tài)操作點。

A.1B.2C.3D.4

5.(2)

對于反應(yīng)級數(shù)n＞0的不可逆等溫反應(yīng)，為降低反應(yīng)器容積，應(yīng)選用_______。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

6.(2)

全混流反應(yīng)器的容積效率η=1.0時，該反應(yīng)的反應(yīng)級數(shù)n_______。

A.＜0B.=0C.≥0D.＞0

7.(2)

一級連串反應(yīng)ACP,max?K1PK2S在全混流釜式反應(yīng)器中，則目的產(chǎn)物P的最大濃度

K22?K1_______。

K2CA0K1K2?K1KCA0()CA0(2)K1/22K2K1A.B.[(K2/K1)?1]C.

CA01/22[(K/K)?1]12D.

8.(2)

2CAmol/l?s，當(dāng)CA0?1mol/l時，求反在間歇反應(yīng)器中進(jìn)行等溫二級反應(yīng)A→B，?rA?0.01應(yīng)至CA?0.01mol/l所需時間t=_______秒。

A.8500B.8900C.9000D.9900

9.(2)

C?1mol/l時，求反

在間歇反應(yīng)器中進(jìn)行等溫一級反應(yīng)A→B，?rA?0.01CAmol/l?s，當(dāng)A0應(yīng)至CA?0.01mol/l所需時間t=_______秒。

A.400B.460C.500D.560

10.(2)

對于自催化反應(yīng)，最適合的反應(yīng)器為_______。

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

III.簡答題1.(5)

簡述均相反應(yīng)及其動力學(xué)的研究內(nèi)容？

2.(5)

簡述理想反應(yīng)器的種類？

3.(5)

k1R2AS，rR?k1CA，其活化能為E1；對于反應(yīng)

時如何選擇操作溫度可以提高產(chǎn)物的收率？

k2rS?k2CA，其活化能為E2，當(dāng)E1＞E24.(5)

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？

5.(5)

簡述分批式操作的完全混合反應(yīng)器？

IV.計算題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：

k1k2CH3COOH???CH2?CO?H2OCH3COOH???CH4?CO2

?1?1k?4.65s,k?3.74s12已知在916℃時，試計算：

1）99%的醋酸反應(yīng)掉的時間；(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)

在1000K于恒溫恒壓反應(yīng)器中進(jìn)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2.026×10Pa，求1）將20%的RCH2OH分解所需時間；2）RCH2OH的濃度降低20%所需的時間。

5

3.(10)

現(xiàn)有一有效容積為0.75m的攪拌釜反應(yīng)器，其內(nèi)設(shè)置有換熱面積為5.0m的冷卻盤管。欲利用改反應(yīng)器來進(jìn)行A→R的一級不可逆的液相反應(yīng)，其速率常數(shù)

3

2

.9??1?5525k?1.0788?109exp??(h)?J/molA，原料液中A的濃度T??，反應(yīng)熱(??Hr)?20921CA0?0.2mol/l，但不含反應(yīng)產(chǎn)物R。此原料液的密度ρ=1050g/l；定壓比熱CP?2.9293v?3m/h，0（J/g·℃）。要求原料液的進(jìn)料流率為反應(yīng)器出口的反應(yīng)液中CA?0.04mol/l。

總傳熱系數(shù)U=209.2（KJ/m·h·℃）。所用的冷卻介質(zhì)的溫度為25℃。試求滿足上述反應(yīng)要求

所需的反應(yīng)溫度以及料液的起始溫度T0。

2

4.(5)

2?r?0.35Cmol/l?s，當(dāng)A的濃度為1mol/l時，達(dá)到A的剩余濃度AA設(shè)某反應(yīng)的動力學(xué)方程為

0.01mol/l，需多少時間？

化學(xué)反應(yīng)工程期中自測試卷答案

(3)

1.(3)

質(zhì)量傳遞、熱量傳遞、動量傳遞

2.(3)

分批式操作、連續(xù)式操作、半分批式

3.(1)

反應(yīng)速率

4.(2)

1CA0[(K2/K1)1/2?1]2、K1K2

5.(2)

主反應(yīng)、副反應(yīng)

6.(1)

提高溫度

7.(3)

平均停留時間、反應(yīng)時間、空時

8.(2)

反應(yīng)器的有效容積、進(jìn)料流體的容積流速

9.(1)

10.(2)1.(2)

?(E2?E1)kEC(1??A)Rln'01A0k0E2(CR0?CA0?A)

零、最大B

2.(2)

C

3.(2)

A

4.(2)

C

5.(2)

A

6.(2)

B

7.(2)

B

8.(2)

D

9.(2)

B

10.(2)

D

1.(5)

參與反應(yīng)的各物質(zhì)均處于同一個相內(nèi)進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)稱為均相反應(yīng)。（①分）均相反應(yīng)動力學(xué)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，（②分）并確定表達(dá)這些影響因素與反應(yīng)速率之間定量關(guān)系的速率方程。（②分）

2.(5)

尋常所指的理想反應(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。（①分）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(dá)到完全混合，器內(nèi)物料與反應(yīng)器出口物料具有一致的溫度和濃度。（②分）所謂平推流反應(yīng)器是指器內(nèi)反應(yīng)物料以一致的流速和一致的方向進(jìn)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)具有一致的停留時間。（②分）

3.(5)

k10rRk10e?E1/RTSR??C?eA?E2/RTrSk20ek20對于平行反應(yīng)

4.(5)

E2?E1RT（②分），所以，當(dāng)E1＞E2時應(yīng)盡可

能提高反應(yīng)溫度，（②分）方可提高R的選擇性，提高R的收率。（①分）空時是反應(yīng)器的有效容積與進(jìn)料流體的容積流速之比。（①分）反應(yīng)時間是反應(yīng)物料進(jìn)入反應(yīng)器后從實際發(fā)生反應(yīng)的時刻起到反應(yīng)達(dá)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(jìn)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）由于平推流反應(yīng)器內(nèi)物料不發(fā)生返混，具有一致的停留時間且等于反應(yīng)時間，恒容時的空時等于體積流速之比，所以三者相等。（②分）

5.(5)

CA反應(yīng)物料一次性投入反應(yīng)器內(nèi)，（①分）在反應(yīng)過程中，不再向器內(nèi)投料，也不出料，（①分）待達(dá)到反應(yīng)要求的轉(zhuǎn)化率后，一次性出料，（①分）每批操作所需生產(chǎn)時間為反應(yīng)時間與非生產(chǎn)性時間之和，（①分）非生產(chǎn)性時間包括加料、排料和物料加熱、冷卻等用于非反應(yīng)的一切輔助時間。（①分）

1.(10)

解：設(shè)在時間t時乙烯酮和甲烷的濃度分別為x和y，初始為

CA0，則

dx?k1(CA0?x?y)dt①分dy?k2(CA0?x?y)dt①分d(x?y)?(k1?k2)(CA0?x?y)dt相加得①分d(x?y)?(k1?k2)dtC?(x?y)將其積分A0

ln