化學(xué)反應(yīng)工程 試題A答案

南京工業(yè)大學(xué)化學(xué)反應(yīng)工程試題A（開）卷（答案）20０5--20０6學(xué)年第一學(xué)期使用班級(jí)題號(hào)一二題號(hào)一二三四總分得分單項(xiàng)選擇題：（每題2分，共20分）一、答案為：12345678910BABCBCBCBA1．反應(yīng)器的類型不同，則()也將有不同。A．反應(yīng)動(dòng)力學(xué)B．傳遞特性C．反應(yīng)的相態(tài)D．反應(yīng)的可逆性2．等溫恒容下進(jìn)行各步均為一級(jí)不可逆串聯(lián)反應(yīng)若保持相同的轉(zhuǎn)化率xA，調(diào)節(jié)反應(yīng)溫度使k2/k1降低，則P的收率將()A.增大B．減小C．不變D．先增后減3．乙苯在催化劑上脫氫生成苯乙烯，經(jīng)一段時(shí)間反應(yīng)后，苯乙烯生成量不再增加，但乙苯仍大量存在，表明這是一個(gè)()反應(yīng)。A．慢速B．可逆C．自催化D．不可逆4．全混流反應(yīng)器進(jìn)行放熱反應(yīng)時(shí)，要使反應(yīng)器操作在穩(wěn)定的定常態(tài)，則必須滿足以下條件()A．移熱速率>放熱速率B．移熱速率<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5．等溫一級(jí)不可逆液相反應(yīng)，采用下列三種方案進(jìn)行：(1)一個(gè)間歇反應(yīng)釜，容積V1(僅考慮反應(yīng)時(shí)間所需)，(2)一個(gè)平推流反應(yīng)器，容積V2，(3)二個(gè)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．V1<V2<V3B．V1=V2<V3C．V2<V1<V3D．V2<V1=V36．等溫液相反應(yīng)A+B→Prp=klCACB，P為目的產(chǎn)物2A→RrR=k2CA2有下列四種方案可供選擇：(1)間歇釜式反應(yīng)器，A和B一次性加入；(2)半間歇釜式反應(yīng)器，A一次性加入，B連續(xù)滴加(3)半間歇釜式反應(yīng)器，B一次性加入，A連續(xù)滴加；(4)全混流反應(yīng)器。從提高P的收率著眼適宜選用()A．(1)B．(2)C．(3)D．(4)7．由示蹤法測(cè)得一反應(yīng)器的停留時(shí)間分布密度函數(shù)E(t)=0.1exp(-t/10)min-1，可判別該反應(yīng)器的流型為()A．平推流B．全混流C．軸向分散D．多級(jí)混合8．氣固催化反應(yīng)本征速率是指排除()阻力后的反應(yīng)速率。A．外擴(kuò)散阻力B．內(nèi)擴(kuò)散C．內(nèi)外擴(kuò)散D．吸附和脫附9．所謂固定床積分反應(yīng)器是指反應(yīng)物一次通過后，轉(zhuǎn)化率大于()的情況。A．10％B．25％C．40％D．50％10．用硫酸吸收氨氣氣液反應(yīng)，若H2SO4濃度大于臨界濃度，則該過程的宏觀反應(yīng)速率的阻力主要集中在()。A．氣膜內(nèi)B．相界面C．相界面和氣膜內(nèi)D．液膜內(nèi)二、填空題（每題5分，共30分）1．一氣固催化反應(yīng)，若反應(yīng)機(jī)理為：則本征反應(yīng)速率方程為：2．一液相復(fù)合反應(yīng)，均為一級(jí)不可逆反應(yīng)。在單一連續(xù)釜中等溫反應(yīng)，已知該溫度下，,問當(dāng)最終轉(zhuǎn)化率為80％時(shí)，目的產(chǎn)物P的瞬時(shí)選擇性為：0.875，總選擇性為：0.875。3．要使固定床反應(yīng)器所用催化劑量最少，對(duì)簡(jiǎn)單不可逆反應(yīng)，應(yīng)盡可能在高溫溫度下操作；對(duì)可逆放熱反應(yīng)，應(yīng)盡可能在最佳溫度下操作；對(duì)可逆吸熱反應(yīng)，應(yīng)盡可能在高溫溫度下操作。4.對(duì)xA的曲線上存在極小值的情況是___可逆放熱反應(yīng)_____反應(yīng)和____自催化______反應(yīng)的特征。5．已知一實(shí)際流動(dòng)反應(yīng)器，Pe=20，該反應(yīng)器若用多級(jí)混合模型描述，則模型參數(shù)N=____10.53____。6.可逆放熱反應(yīng)，在四段絕熱式固定床中進(jìn)行，床層溫度與轉(zhuǎn)化率的關(guān)系如圖所示。試比較各段床層的(1)進(jìn)出口溫差大小(2)催化劑用量多少Wl<W2<W3<W4(3)若整個(gè)床層以T4等溫操作，則催化劑總裝填量比原來①(①增多②減少)(假定各段絕熱溫升相同)三、問答題：（每題6分，共12分）1.均相CSTR反應(yīng)器中，放熱S形曲線與移熱直線一般有3個(gè)交點(diǎn)，高溫區(qū)交點(diǎn)、中溫區(qū)交點(diǎn)、低溫區(qū)交點(diǎn)的特征分別是什么？工業(yè)上一般選擇什么區(qū)交點(diǎn)為操作點(diǎn)？為什么？答：高溫區(qū)交點(diǎn)特征：熱穩(wěn)定點(diǎn)，T高，反應(yīng)速度快，能達(dá)到的轉(zhuǎn)化率高，中溫區(qū)交點(diǎn)的特征：熱不穩(wěn)定點(diǎn)；低溫區(qū)交點(diǎn)的特征是熱穩(wěn)定點(diǎn)，T低，反應(yīng)速度慢。工業(yè)上一般選擇高溫區(qū)交點(diǎn)為操作點(diǎn)，T高，反應(yīng)速度快，易達(dá)到高轉(zhuǎn)化率。2．為什么說對(duì)于反應(yīng)級(jí)數(shù)大于零的不可逆反應(yīng)，反應(yīng)溫度越高，消除內(nèi)擴(kuò)散影響所要求的粒度越??；反應(yīng)物濃度越高，消除內(nèi)擴(kuò)散影響所要求的粒度越??？答：四、計(jì)算題：（第1，2題均為12分，第3題為14分，共38分）1.在一反應(yīng)體積為3m3的連續(xù)釜式反應(yīng)器中等溫進(jìn)行下列液相反應(yīng)rP及rQ分別為產(chǎn)物P及Q的生成速率，P為目的產(chǎn)物。反應(yīng)用的原料為A及B的混合液，其中CA0＝2kmol/m3，每小時(shí)處理混合液6m3。求：反應(yīng)器出口A、P、Q的濃度，P的收率及總選擇性?；颍?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)E(t)=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）E(θ)、F(θ)和（4）若將該反應(yīng)器用多釜串聯(lián)模型描述，其模型參數(shù)N為多少？解：（1）（2）（3），屬于全混流理想流動(dòng)反應(yīng)器＝1模型參數(shù)N＝13．一級(jí)氣固催化反應(yīng)，在消除了內(nèi)、外擴(kuò)散阻力后，測(cè)得如下數(shù)據(jù)：T(℃)CA(kmol/m3)(-RA)(kmol/m3顆粒.s)40010.