化學(xué)反應(yīng)工程期末考試真題

1、化學(xué)反應(yīng)工程原理一、選擇題1、氣相反應(yīng)進(jìn)料時(shí)無惰性氣體，與以12摩爾比進(jìn)料，則膨脹因子=_A_。A. -2 B. -1 C. 1 D. 22、一級(jí)連串反應(yīng)在間歇式反應(yīng)器中，則目的產(chǎn)物P的最大濃度_A_。A. B. C. D. 3、串聯(lián)反應(yīng)A P（目的）R + S，目的產(chǎn)物P與副產(chǎn)物S的選擇性=_C_。A. B. C. D. 4、全混流反應(yīng)器的容積效率=1.0時(shí)，該反應(yīng)的反應(yīng)級(jí)數(shù)n_B_。A. 0 B. =0 C. 0 D. 05、對(duì)于單一反應(yīng)組分的平行反應(yīng)，其瞬間收率隨增大而單調(diào)下降，則最適合的反應(yīng)器為_B_。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

2、推流反應(yīng)器6、對(duì)于反應(yīng)級(jí)數(shù)n0的不可逆等溫反應(yīng)，為降低反應(yīng)器容積，應(yīng)選用_A_。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(jí)不可逆液相反應(yīng)， 出口轉(zhuǎn)化率，每批操作時(shí)間，裝置的生產(chǎn)能力為50000 kg產(chǎn)物R/天，=60，則反應(yīng)器的體積V為_C_。A. 19.6 B. 20.2 C. 22.2 D. 23.48、在間歇反應(yīng)器中進(jìn)行等溫一級(jí)反應(yīng)A B，當(dāng)時(shí)，求反應(yīng)至所需時(shí)間t=_B_秒。A. 400 B. 460 C. 500 D. 5609、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，使目的產(chǎn)物P濃度最大時(shí)的最優(yōu)空時(shí)_D_。A. B

3、. C. D. 10、分批式操作的完全混合反應(yīng)器非生產(chǎn)性時(shí)間不包括下列哪一項(xiàng)_B_。A. 加料時(shí)間 B. 反應(yīng)時(shí)間 C. 物料冷卻時(shí)間 D. 清洗釜所用時(shí)間11、全混流反應(yīng)器中有_B_個(gè)穩(wěn)定的定常態(tài)操作點(diǎn)。A. 1 B. 2 C. 3 D. 412、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 _ D_ 。A. 0 B. =0 C. 0 D. 013、當(dāng)反應(yīng)級(jí)數(shù)n_D_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. 114、軸向分散模型的物料衡算方程的初始條件和邊界條件與_C_無關(guān)。A. 示蹤劑的種類 B. 示蹤劑的輸入方式

4、C. 管內(nèi)的流動(dòng)狀態(tài) D. 檢測(cè)位置15、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_C_裝置。A. 填料塔 B. 噴灑塔 C. 鼓泡塔 D. 攪拌釜16、催化劑在使用過程中會(huì)逐漸失活，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_C_。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(diǎn)是_A_。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(diǎn)是_A_。A. 粒子與流體間有濃度差B. 粒子與流體間

5、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(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)_C_。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)20、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_B_范圍內(nèi)。A. 0.10.4 B. 1.510 C. 1015 D. 0.41.521、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 C A移熱速率放熱速率 B移熱速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 C 阻

6、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23、等溫液相反應(yīng) A+BP rp=klCACB， 2AR rR=k2CA2P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 D A 間歇釜式反應(yīng)器，A和B一次性加入； B全混流反應(yīng)器；C半間歇釜式反應(yīng)器，A一次性加入，B連續(xù)滴加；D半間歇釜式反應(yīng)器，B一次性加入，A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(shí)間反應(yīng)后，苯乙烯生成量不再增加，乙苯仍大量存在，表明這是一個(gè) B 反應(yīng)。A慢速 B可逆 C自催化 D不可逆25、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/

7、k1降低，則P的收率將 A 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(jìn)料流體的容積流速之比為_A_。A. 空時(shí)B.反應(yīng)時(shí)間t C. 停留時(shí)間t D. 平均停留時(shí)間 27、階躍示蹤法測(cè)定停留時(shí)間分布 對(duì)應(yīng)曲線為_B_。A. E（t）曲線B. F（t）曲線C. I（t）曲線 D.y（t）曲線28、氣固催化反應(yīng)的內(nèi)擴(kuò)散模數(shù) ，其中L為特征長(zhǎng)度，若顆粒為球形則L=_D_。A. 厚度/2B. RC. R/2D. R/329、對(duì)于反應(yīng)級(jí)數(shù)n0的不可逆等溫反應(yīng)，為降低反應(yīng)器容積，應(yīng)選用_A_。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

8、流串接平推流反應(yīng)器3、 分析解答題1、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？空時(shí)是反應(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、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？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，（

9、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、簡(jiǎn)述均相反應(yīng)及其動(dòng)力學(xué)的研究?jī)?nèi)容？答：參與反應(yīng)的各物質(zhì)均處于同一個(gè)相內(nèi)進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)稱為均相反應(yīng)。均相反應(yīng)動(dòng)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(duì)反應(yīng)速率、反應(yīng)產(chǎn)物分布的影響，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。4、對(duì)于可逆放熱反應(yīng)如何選擇操作溫度？答：1）對(duì)于放熱反應(yīng)，要使反應(yīng)速率盡可能保持最大，必須隨轉(zhuǎn)化率的提高，按最優(yōu)溫度曲線相應(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)溫度的提高而提高，凈反應(yīng)速率

10、出現(xiàn)一極大值；3）而溫度的進(jìn)一步提高將導(dǎo)致正逆反應(yīng)速率相等而達(dá)到化學(xué)平衡。5、簡(jiǎn)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(dá)到氣液相平衡； 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)； 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； 4）氣相產(chǎn)物向氣相主體擴(kuò)散。6、簡(jiǎn)述固定床反應(yīng)器的優(yōu)缺點(diǎn)？1）催化劑在床層內(nèi)不易磨損； 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(jìn)行。7

11、、對(duì)于反應(yīng)，其活化能為；，其活化能為，當(dāng) 時(shí)如何選擇操作溫度可以提高產(chǎn)物的收率？答：對(duì)于平行反應(yīng)，所以，當(dāng)時(shí)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10、簡(jiǎn)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(dá)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(jìn)行移動(dòng)，不存在不同停留時(shí)間的物料的混合，所有的物料在器內(nèi)具有相同的停留時(shí)間。11、簡(jiǎn)述氣固流化床反應(yīng)器鼓泡床模型的特點(diǎn)？答：假定床頂出氣組成完全可用氣泡中的組成代

12、表，而不必計(jì)及乳相中的情況，對(duì)氣泡的組成進(jìn)行計(jì)算便可以達(dá)到反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率12、簡(jiǎn)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(dá)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(jìn)行移動(dòng)，不存在不同停留時(shí)間的物料的混合，所有的物料在器內(nèi)具有相同的停留時(shí)間四、計(jì)算題1、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）99%的醋酸反應(yīng)掉的時(shí)間；2）在此反應(yīng)條件下醋酸轉(zhuǎn)化成乙烯酮的選擇性。解

13、：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 相加得 將其積分 1）當(dāng)轉(zhuǎn)化率為99%時(shí) 2）瞬時(shí)選擇性為 積分得 2、反應(yīng)A B為n級(jí)不可逆反應(yīng)。已知在300K時(shí)要使A的轉(zhuǎn)化率達(dá)到20%需12.6分鐘，而在340K時(shí)達(dá)到同樣的轉(zhuǎn)化率僅需3.20分鐘，求該反應(yīng)的活化能E。解： 即 達(dá)20%時(shí)， 式中M為常數(shù) E=29.06（kJ/mol） 3、氣相反應(yīng)在400K時(shí)的速率式，求。4、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？解： 分 分則每個(gè)反應(yīng)器的停留時(shí)間為 分對(duì)第一個(gè)釜進(jìn)行物料衡算

14、分整理得 分解得 分同理對(duì)第二個(gè)釜進(jìn)行物料衡算 分解得 分 6、在間歇釜中一級(jí)不可逆反應(yīng)，液相反應(yīng)A 2R，kmol/m3h，k=9.52109exp-7448.4/T h-1，2.3 kmol/m3，60，0，若轉(zhuǎn)化率0.7，裝置的生產(chǎn)能力為50000 kg產(chǎn)物R/天。求50等溫操作所需反應(yīng)器的有效容積？（用于非生產(chǎn)性操作時(shí)間t0=0.75 h）解：反應(yīng)終了時(shí)R的濃度為 二、選擇題（每題2分，共20分）1. 對(duì)于反應(yīng)，則_A_。A. B. C. D. 2. 對(duì)于一非恒容均相化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物B的化學(xué)反應(yīng)速率_B_。A. B. C. D. 3. 氣相反應(yīng)4A + B 3R + S進(jìn)料時(shí)無惰性氣

15、體，A與B以31的摩爾比進(jìn)料，則膨脹因子=_C_。（A）1/4（B）2/3（C） 1/4（D）2/34. 反應(yīng)，則反應(yīng)級(jí)數(shù)n=_B_。（A）0 （B）1 （C）2 （D）35. 串聯(lián)反應(yīng)A P（目的）R + S，目的產(chǎn)物P的得率=_A_。A. B. C. D. 6. 一級(jí)連串反應(yīng)A P S在平推流管式反應(yīng)器中進(jìn)行，使目的產(chǎn)物P濃度最大時(shí)的反應(yīng)時(shí)間_C_。A. B. C. D. 7. 氣液相反應(yīng)中的膜內(nèi)轉(zhuǎn)化系數(shù)g在_B_范圍內(nèi)，反應(yīng)為中等速率的反應(yīng)。A. 0.02 B. 0.02g2 C. 2 D. 28. 氣固催化反應(yīng)的內(nèi)擴(kuò)散模數(shù)，其中L為特征長(zhǎng)度，若顆粒為圓柱形則L=_C_。A. 厚度/2 B. R C. R/2 D. R/39. 下列不屬于Langmuir型等溫吸附的假定的是_D_。A. 均勻表面 B. 吸附機(jī)理相同 C. 分子間無作用 D.多分子層吸附10. 全混流流動(dòng)的E（t）曲線的方差_C_。A. 0 B. 01 C. 1 D. 1四、 分析