五邑大學(xué)化學(xué)反應(yīng)工程期末考試試題及答案(整理)

1、五邑大學(xué)化學(xué)反應(yīng)工程 試題B （閉）卷（答案）2011 2012學(xué)年第一學(xué)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AP（I）和 AR（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（）A.反應(yīng)（1）對A的反應(yīng)級數(shù)大于反應(yīng)（2） B .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）22. 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為（）A.B. C . D . 0A （I） P Q3. 對一平行一連串反應(yīng)A （S） R, P為目的產(chǎn)物，若活化能次序為

2、：E2<E1<E3,為了目的產(chǎn)物的收率最大，則最佳操作溫度序列為（）。A.先高后低B.先低后高 C.高溫操作D .低溫操作4.兩個等體積的全混流反應(yīng)器進行串聯(lián)操作， 與第二釜的反應(yīng)速率-r A2之間的關(guān)系為（）反應(yīng)為一級不可逆，則第一釜的反應(yīng)速率-r A1。兩釜反應(yīng)溫度相同。A. -r A1 > -r A2 B. -r A1 = -r A2 C-r A1 < -r A2 D.不能確定何者為大5.已知一閉式反應(yīng)器的UL0.1,該反應(yīng)器若用多釜串聯(lián)模型來描述，則模型參數(shù)()oA.B.C6. 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)組分的氣體分子主要發(fā)生（）

3、A.物理吸附B .化學(xué)反應(yīng)C .化學(xué)吸附D .質(zhì)量傳遞7. 包括粒內(nèi)微孔體積在內(nèi)的全顆粒密度稱之為（）A.堆（積）密度 B .顆粒密度 C .真密度D .平均密度&在氣固催化反應(yīng)動力學(xué)研究中，內(nèi)循環(huán)式無梯度反應(yīng)器是一種（）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)器9.某液相反應(yīng)，其反應(yīng)式可寫成A+C R+C這種反應(yīng)稱為（）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)10.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瓶闯?)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、液相平推流 二、

4、填空題(每題 5分，共30分)1. 一不可逆反應(yīng)，當反應(yīng)溫度從25C升高到35C時，反應(yīng)速率增加一倍，則該反應(yīng)的活化能為2.一氣固催化反應(yīng) A BR ,若本征反應(yīng)速率方程為：rp 2硏則該反應(yīng)可能的反應(yīng)機理為rQk2CA5cB3.間歇釜反應(yīng)器中進行如下反應(yīng):AP (1) r AI= k1CAa1kd2ABIPA S (2)- A2=k2Ca2A 2B k2 Q在Cao和反應(yīng)時間保持不變下，降低反應(yīng)溫度，釜液中CZCs增大，表明活化能 E1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CZCs增大，表明反應(yīng)級數(shù) al、a2的相對大小為 。4.從反應(yīng)器停留時間分布測定中，

5、求得無因次方差2 O*98,反應(yīng)器可視為 又若求得無因次方差20°2,則反應(yīng)器可視為。5.有兩個有效容積不等的全混流反應(yīng)器串聯(lián)操作，反應(yīng)為二級不可逆反應(yīng)A P,若大釜在先，小釜在后，出口轉(zhuǎn)化率為XA1 ,小釜在先、大釜在后，則出口轉(zhuǎn)化率為XA2,兩種情況下，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。6.在固定床反應(yīng)器中，分別進行一級和二級不可逆氣固催化反應(yīng)，試比較a、b兩處的 值大小(a處靠近反應(yīng)器的進口，b處靠近反應(yīng)器的出口)，并說明理由。k sk apaY KBPB廠2(1KAPA. KBPB + KRPR)(1) 一級放熱反應(yīng)，絕熱操作 (2) 二級反

6、應(yīng)，等溫操作 三、問答題(每題 6分，共12分)1. 液相復(fù)合反應(yīng)，若為使目的產(chǎn)物P的選擇性高，應(yīng)選擇:(1) 若采用間歇反應(yīng)釜，其加料方式為(2) 若采用管式反應(yīng)器，其進料方式為(3) 若E>E2,則反應(yīng)溫度應(yīng)盡可能采用高溫或低溫2. 在四段絕熱式固定床反應(yīng)器中進行n級不可逆反應(yīng)，各段的催化劑量相同，且控制進入各段的反應(yīng)物料溫度相等.若n>0,試問(1) 哪一段的凈轉(zhuǎn)化率最大哪一段最小(2) 若段間采用冷激方法進行降溫，試問第一段與第二段之間和第二段與第三段之間哪 處需加入的冷激劑量多為什么四、計算題：(第1, 2題均為12分，第3題為14分，共38分)1. 在反應(yīng)體積為1 m3

7、的釜式反應(yīng)器中，環(huán)氧丙烷的甲醇溶液與水反應(yīng)生產(chǎn)丙二醇-1，2：H2Cochch 3 h2oh2cohchohch 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，原料液中環(huán)氧丙烷的濃度為m5,環(huán)氧丙烷的最終轉(zhuǎn)化率為 90%(1) 若采用間歇操作，輔助時間為，則丙二醇 -1，2的日產(chǎn)量是多少(2) 有人建議改在定態(tài)下連續(xù)操作，其余條件不變，則丙二醇-1，2的日產(chǎn)量又是多少(3) 為什么這兩種操作方式的產(chǎn)量會有不同2.對一閉式反應(yīng)器進行停留時間分布實驗測定，在Q= 300Lmin下，得到E(t)t關(guān)系如下圖所示。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

8、：(1) E(t) F(t)(3) 該反應(yīng)器體積為多少(4) 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）軸向擴散模型參數(shù)Pe為多少0t/min10203.某一級不可逆氣固催化反應(yīng)，在反應(yīng)溫度150C下，測得kp=5s-1,有效擴散系數(shù)求：（1）當顆粒直徑為時，內(nèi)擴散影響是否已消除（2）欲保持催化劑內(nèi)擴散有效因子為，則顆粒直徑應(yīng)不大于多少DiA=S O2. B 5. Bln乞k1(T右）、J / molE8.3141(2981308In 2In 2E 52894 J / m ol2.A A B 22 2 B A B "s R (此步為速率控制步驟 )R R a<b&l

9、t;E2 al>a2 4.全混流反應(yīng)器活塞流反應(yīng)器 5.xA1<xA2 6.(1) a> b ( 2)三、簡答題1. 答： 若采用間歇反應(yīng)釜，其加料方式為A 次性加入，B連續(xù)滴加(2)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，B沿管長多處加入若E1>E2,則反應(yīng)溫度應(yīng)采用高溫 。2. 答：(1)雖然各段進口溫度相等，在催化劑量相同的情況下，凈轉(zhuǎn)化率也按1至4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)因第一段反應(yīng)量大于第二段反應(yīng)量，所以1-2段間要取出的熱量比 2-3段間要取出的熱量大，因而1-2段間需要的冷激量也大于2-3段間需要

10、的冷激劑量。四、計算題：31I 解.Vr 1m , rAkCA,k 0.98 h ,C AO2.1kmol /l, XA 0.9一級不可逆反應(yīng)：tVrQO1ln( 1 XAf) kQ0(t t0) Q0(2.350.65)113m3hln( 10.9)2.35h丙二醇的濃度=CAOXA 2.10.91.89 kmol/m3丙二醇的產(chǎn)量=QOCAOXAf = 1.891/ 30.63 kmol / h 15.15 kmol / 日(2)采用定態(tài)下連續(xù)操作VrQoX AfQo 0.9k(1 X Af )0.98(10.9)1所以QO=h丙二醇的產(chǎn)量=01°91.890.2058 kmol

11、 / h 4.939 kmol / 日322(3) 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：(1) E(t) = -1200(t-20) (2)F(t) = -t2400+(3) V= 2 m(4)多級串聯(lián)模型參數(shù)N= 2無因次方差2Pe2-PeP(I-e )0.5Pe 2.563. 解:(1)0.01、56 I 0.20.008331 1 1tanh 330.85 dp 0.686 P湖北XX大學(xué)化學(xué)反應(yīng)工程試題、選擇題1、氣相反應(yīng)CO + 3H2 'CH4 + H2O進料時無惰性氣體,0（與 Hb以1 : 2摩爾比進料，則膨2、A.3、4、5、脹因子 CO=

12、。A. -2B. -1C. 1D. 2K1一級連串反應(yīng)APK2S在間歇式反應(yīng)器中,則目的產(chǎn)物P的最大濃度CP ,maxCAQ(Ki)K2K21 K2 K1Ca0B.(K2K1)"12 C.K2CAO V )KIC AQD.(K1K2)"212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SP =nPnP 0A. nA0nA B.全混流反應(yīng)器的容積效率A. < 0B. =0nP n P0nA0nP nP 0C.ns n S0D.nR nR0=時，該反應(yīng)的反應(yīng)級數(shù)C.P主)對于單一反應(yīng)組分的平行反應(yīng)S副）,降，則最適合的反應(yīng)器為D.其瞬間收率P隨CA

13、增大而單調(diào)下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)級數(shù)n > O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7、9、C.循環(huán)操作的平推流反應(yīng)器一級不可逆液相反應(yīng) A : 2R操作時間t+t O=，裝置的生產(chǎn)能力為A. B.C. D.D.全混流串接平推流反應(yīng)器3CAO230kmol / m出口轉(zhuǎn)化率 XA50000 kg產(chǎn)物R/天，MR=60 ,則反應(yīng)器的體積在間歇反應(yīng)器中進行等溫一級反應(yīng) A B,求反應(yīng)至CA 001mol所需時間t=A. 400B. 460C. 500rA 0.01CAmol / lS

14、 當 C A0秒。D. 560一級連串反應(yīng)A P S在全混流釜式反應(yīng)器中進行，使目的產(chǎn)物ln( K2/K1)In (K1/K2)空時opt。A. K2 KI B.K2 K1 c.10、分批式操作的完全混合反應(yīng)器非生產(chǎn)性時間t 0不包括下列哪一項A.加料時間 B.反應(yīng)時間C.物料冷卻時間11、全混流反應(yīng)器中有個穩(wěn)定的定常態(tài)操作點。A. 1B. 2C. 3D. 40.7 ,每批V為m 3o1mol/l 時P濃度最大時的最優(yōu)ln (K2/K1)1RXDTKXD.清洗釜所用時間12、全混流反應(yīng)器的容積效率小于時，且隨著X A的增大而減小，此時該反應(yīng)的反應(yīng)級數(shù)n。A. V 0 B. =0C.D.13、當

15、反應(yīng)級數(shù)n時，微觀流體具有比宏觀流體高的出口轉(zhuǎn)化率。 ZA. =0B. =1C.D.14、軸向分散模型的物料衡算方程的初始條件和邊界條件與無關(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15、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)選用裝置。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逐漸失活，其失活速率式為L k Cm d dt kdCi,當平行失活對反應(yīng)物有強內(nèi)擴散阻力時，d為A. 0B. =1C. 3D.17、 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是 。A.粒子與流體間有溫度差B.粒子與流體

16、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是亠。A.粒子與流體間有濃度差B.粒子與流體間無濃度差D.床層徑向有濃C.床層徑向有溫度梯度度梯度19、下列哪一項不屬于流化床反應(yīng)器按深度而分的第級模型的特點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)UOUmf 在圍內(nèi)。A.B. 10C. 1015 D.21、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),則必須滿足以下條件A.移熱速率 放熱速率.移熱速率 放熱速率

17、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。A.外擴散阻力 B .內(nèi)擴散.內(nèi)外擴散吸附和脫附23、等溫液相反應(yīng)A+BP rp=k QCB, 2AR rR=k2GP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,A和B次性加入；B全混流反應(yīng)器;C.半間歇釜式反應(yīng)器,AL次性加入，B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，乙苯仍大量存在，表明這是一個 反應(yīng)。A.慢速B.可逆C.自催化D.不可逆25、等溫恒容下進行各步均為

18、-級不可逆串聯(lián)反應(yīng)KIA -K2=PS若保持相同的轉(zhuǎn)化率XA,調(diào)節(jié)反應(yīng)溫度使k2k1降低，則P的收率將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為。A.空時TB.反應(yīng)時間tC.停留時間tD.平均停留時間27、 階躍示蹤法測定停留時間分布對應(yīng)曲線為。A. E（t）曲線B. F（t）曲線C. I（t）曲線（t）曲線28、 氣固催化反應(yīng)的內(nèi)擴散模數(shù)，其中L為特征長度，若顆粒為球形則L=。A. 厚度 /2B. RC.R/2D. R/329、 對于反應(yīng)級數(shù)n> O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.

19、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)器二、填空題1、化學(xué)反應(yīng)工程是一門研究的科學(xué)。2、 化學(xué)反應(yīng)速率式為rA KCCACB ,如用濃度表示的速率常數(shù)為KC ,用壓力表示的速率常數(shù) KP ,則 KC =KP。- P（主）A "3、 平行反應(yīng)"）均為一級不可逆反應(yīng)，若 E主> E副，選擇性S）與無關(guān)，僅是的函數(shù)。4、 對于反應(yīng)級數(shù)n > O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，這種流體稱為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

20、導(dǎo)致表面積減少造成的失活,也可能由于化學(xué)物質(zhì)造成的中毒或物料發(fā)生分解而造成的失活。9、對于多孔性的催化劑，分子擴散很復(fù)雜，當微孔孔徑在約時，分子與孔壁的碰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,般可以當作平推流處理，只考慮流體流動方向上有溫度和濃度的變化，因此一般可用模型來計算。TOPt和平衡溫度Teq ,二者的流化速度Umf通過，而其余部分則全部以氣泡的形式通過。11、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)溫度關(guān)系為12、描述流化床的氣泡兩相模型，以UO的氣速進入床層的氣體中，一部分在乳相中以起始O13、描述流化床的數(shù)學(xué)模型， 對于氣、乳兩相的流動

21、模式一般認為氣 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(xué)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(xué)式來表達個參數(shù)間的關(guān)系，簡稱K1K2PS在平推流反應(yīng)器中，則目的產(chǎn)物P的最大濃度17、一級連串反應(yīng)ACp,m axtopt18、著眼反應(yīng)組分K的轉(zhuǎn)化率的定義式為K1K219、一級連串反應(yīng) A PA S在間歇式全混流反應(yīng)器中，則目的產(chǎn)物P的最大濃度CP,m axtopt20、 化學(xué)反應(yīng)速率式為rA KCCACB ,如用濃度表示的速率常數(shù)為KC ,用壓力表示的速率常數(shù) KP ,則 K

22、C =_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，管子較長和流速較大的管式反應(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 、J24、平推流反應(yīng)器的返混為 _ 。25、 一個可逆的均相化學(xué)反應(yīng)，如果正、逆兩向反應(yīng)級數(shù)為未知時，采用_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)化分析是以_、 _為目標進行優(yōu)化的。27、 軸向分散模型的數(shù)學(xué)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(xué)區(qū)域內(nèi)進行。29、 在流化床中為了傳熱或控制氣-

23、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_梯度和梯度。30、 對于氣-固系統(tǒng)的流化床反應(yīng)器的粗顆粒系統(tǒng)，氣速超過起始流化速度后，就出現(xiàn)氣泡，氣速愈高，氣泡的聚并及造成的擾動亦愈劇烈，使床層波動頻繁，這種流化床稱為_。31、 當前用于描述氣-液兩相流相間傳質(zhì)的模型有兩大類：一是按穩(wěn)態(tài)擴散來處理的雙膜模型;一是按非穩(wěn)態(tài)擴散處理模型，如和。32、在建立數(shù)學(xué)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了對溫度的敏感程度。34、 生成主產(chǎn)物的反應(yīng)稱為,其它的均為 。35、固定床中顆粒的體積相當直

24、徑定義為具有相同體積VP的球粒子直徑，表達式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。（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。（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)器內(nèi)物料不發(fā)生返混，具有相同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。（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)曲線階躍示蹤法是對于定常態(tài)的連續(xù)流動系統(tǒng)，（分）在某瞬間t=0將流入系統(tǒng)的流體切換為含

25、有示蹤劑A且濃度為CAo的流體，（分）同時保持系統(tǒng)內(nèi)流動模式不變，并在切換的同時，在出口處測出出口流體中示蹤劑 A的濃度隨時間的變化。（分）對應(yīng)的曲線為FF(t)(t)，CACAO O (分)3、簡述均相反應(yīng)及其動力學(xué)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(xué)反應(yīng)稱為均相反應(yīng)。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，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)如何選擇操作溫度答：1）對于放熱反應(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

26、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)速率出現(xiàn)一極大值；3）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(xué)平衡。5、簡述氣-液反應(yīng)的宏觀過程： A （g） + bB （I ） 產(chǎn)物（I ）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

27、力；3 ）固定床中的傳熱I巳/RTrRk10eSR ；CA答：對于平行反應(yīng)rSk20ek E2 EI-eRT CAk20,所以，當Ei > E2時應(yīng)盡較差；4 ）催化劑的更換必須停產(chǎn)進行。k1R rA ；7、對于反應(yīng)"S , rRk1CA ,其活化能為EI ； rs k2CA ,其活化能為E2 ,當EI> E2時如何選擇操作溫度可以提高產(chǎn)物的收率可能提高反應(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Lmf通過，而其余部分以（Lb-Umf）則全部以氣泡的形式通過； 2 ）床

28、層從流化前的高度 Lmf增高到流化時的高度Lf ,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。9、簡述雙膜理論該模型設(shè)想在氣-液兩相流的相界面處存在著呈滯流狀態(tài)的氣膜和液膜，而把氣液兩相阻力集中在這兩個流體膜內(nèi)，而假定氣相主體和液相主體內(nèi)組成均一，不存在傳質(zhì)阻力。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)

29、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

30、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二、1.化學(xué)反應(yīng)的工程問題（RT）"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(xué)9.努森擴散10.擬均E 2 EIEI 12 U 0Umf相一維 11. Teq TOPt三傳一反k116.數(shù)學(xué)模型17. 心k2 心2 Sk1In （k2k1）19. k2k2k1 20. （RT/

31、>21.全混流反應(yīng)器、平推流反應(yīng)器22.全混dQL dQ流平推流23. _QG QrdT dT 25.初始速率法26.平均生產(chǎn)速率最大生產(chǎn)經(jīng)費最低27. 28.擴散阻力29.溫度 濃度30.聚式流化床31.雙膜模型 溶質(zhì)滲透模型 表面更新模型32.輸入量=輸出量+反應(yīng)量+累積量33.反應(yīng)速率34.主反應(yīng) 副反應(yīng)13.氣 乳14.兩個或更多15.k2(k2 k1)ln(k2 /k1)nK0 nK35. (6V p/ )1/3k2k118.nK0化學(xué)反應(yīng)工程期末試題II.單項選擇1. 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)空時 oPt A.In( K2K

32、1) -Kr-KrB.In( K1K2)K2 Kiln(K2/K1)1C.K1K2D.K1K22.全混流反應(yīng)器的容積效率小于時，且隨著A的增大而減小，此時該反應(yīng)的反應(yīng)級數(shù)A. V 0 B. =0 C. 0 D. >03.當反應(yīng)級數(shù)n時，微觀流體具有比宏觀流體高的出口轉(zhuǎn)化率。A. =0B. =1C.> 1D.V14. 軸向分散模型的物料衡算方程的初始條件和邊界條件與 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5. 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)選用 裝置。A.填料塔B.噴灑塔C.鼓泡塔d6. 催化劑在使用過程中

33、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，d為。 A. 0 B.7. 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是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8. 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是 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9. 下列哪一項不屬于流化床反應(yīng)器按深度而分的第級模型的特點D.kdCimC.攪拌釜,當平行失活對反 3D. 1A.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)2)推算一級不可逆等

34、溫反應(yīng)的出口轉(zhuǎn)化率（2分）10.流化床反應(yīng)器中的操作氣速 Uo是根據(jù)具體情況定的，一般取流化數(shù)UyUmf在范圍內(nèi)。A. B. 10 C. 1015 D.III. 簡答題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3. 簡述氣-液反應(yīng)的宏觀過程： A （g） + bB （I ）產(chǎn)物（I ）4. 簡述固定床反應(yīng)器的優(yōu)缺點5. 簡述氣固流化床反應(yīng)器氣泡兩相模型的特點6. 簡述雙膜理論IV. 計算題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：CH3COOHk1 CH 2 CO H2OCH3COOH k2 C

35、H 4 CO211已知在916C時k1 4-65s ，k2 374s ,試計算：1） 99%勺醋酸反應(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. 有一級不可逆反應(yīng)AP,在85C時反應(yīng)速率常數(shù)為，今擬在一個容積為10的釜式反應(yīng)器中進行，若最終轉(zhuǎn)化率為XA 0.95 ,設(shè)該反應(yīng)的處理量為h,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e3. (A)(P)(S)CeH 6 k CeH 5CIk3CeHqCJCAk1CAk1CAk2Cp反應(yīng)速度 dt；dt,在恒溫恒容下求等容積的兩釜串聯(lián)全混流反應(yīng)器內(nèi)進行這一反應(yīng)時，求目的產(chǎn)物P的選擇性SP ,其中kl1°

36、;(h ), k2°5(h I),Vvo1(h), CPQ CSQ 0 C AQ 1mo|/|2 24.有一個反應(yīng)器測其方差t 112-5min，t 15min ,如果這個反應(yīng)器可以用等體積多釜串聯(lián)模型來描述，并在這個反應(yīng)器中進行液相反應(yīng)A + B 2R,已知rAkCACB，CAQ CBQ 12mol/l，k 1lmol min ,求反應(yīng)器的出口轉(zhuǎn)化率5.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t28.971t26.187，k Q.15 求1)推算模型參數(shù)N;( 3分)2. D三、1.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)

37、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）由于平推流反應(yīng)器內(nèi)物料不發(fā)生返混， 具有相同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）2.階躍示蹤法是對于定常態(tài)的連續(xù)流動系統(tǒng)，（1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，（1分）同時保持系統(tǒng)內(nèi)流動模式不變，并在切換的同時，在出口處測出出口流體中示蹤劑 A的濃度隨時間的變化。（1分）對應(yīng)的曲線為F（t），F(xiàn)(t)C ACAO。(2分)3. （ 1）反應(yīng)物氣相組分從氣相主體傳遞到氣液相界面，

38、在界面上假定達到氣液相平衡;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；（1分）（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；（1分）（3）固定床中的傳熱較差；（1分）（4）催化劑的更換必須停產(chǎn)進行。（1分）5. （ 1）以UO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Lmf通過，

39、而其余部分以（LO-Umf）則全部以氣泡的形式通過；1分（2）床層從流化前的高度 Lmf增高到流化時的高度Lf ,完全是由于氣泡的體積所造成；1分（3）氣泡相為向上的平推流，大小均一；1分（4）反應(yīng)完全在乳相中進行；1分（5）氣泡與乳相間的交換量 Q為穿流量q與擴散量之和。16.該模型設(shè)想在氣-液兩相流的相界面處存在著呈滯流狀態(tài)的氣膜和液膜,（1分）而把氣液兩相阻力集中在這兩個流體膜內(nèi)，而假定氣相主體和液相主體內(nèi)組成均一,不存在傳質(zhì)阻力（1分）。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（1分）。因此，把復(fù)雜的相間傳質(zhì)過程模

40、擬成（1 分）。1.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CAO ,則dxk1 (C AO X y) dtdydtk2 (Ca0 X y)（k1相加得 dtk2 )(Ca0y)d( y)將其積分CAO (X y)(k1k2)dtInCAOCao (X y)(k1k2)t1）當轉(zhuǎn)化率為99%寸0.99C A014.653.74In110.990.549 SSP2）瞬時選擇性為dxdy積分得kk24.653.7455.4%串聯(lián)的穩(wěn)定的雙膜分子擴散過程的疊加（1分）,相間傳質(zhì)總阻力等于傳質(zhì)阻力的加和對第二個全混流反應(yīng)器作物料衡算VO(CAIC A2 )k1 C A2V22. 解：由于

41、兩等體積釜串聯(lián)，C a, NC A0(1 k I)N(1 kJ2CAOC A2XA而CAO C A2CAO弘 0.95C AO(1i)2201.006hiV01.006 1.821.83m3反應(yīng)器的總?cè)莘e為2Vi33.66m3.解：等容積釜串聯(lián)應(yīng)有2 1/20.5hCCAICA2 rCAO2(1 K1)K1 k1 I k120.5對于 PVO (C A1 CA2 )V2 (k1CA2k2CP2 )C P2K1C A0'、2 ,.KICAo2(1 K1) (1 K2)+(1 K1)(1 K2) K2k2 20.25Ca2170.444mol/l(10.5)(10.520.5) (10.2

42、5 )0.5(1 0.5)(120.25) Cs21-(0.4440.391)0.165mollCP2CS20.3910.1652.374.解:2tf2帶0.5則每個反應(yīng)器的停留時間為1527.5min對第一個釜進行物料衡算C A0C A1A1)1 Ca1 kC A1 12整理得75c解得CAI0.30mol/1同理對第二個釜進行物料衡算C A1C A2 (A2 )2C a2 kC解得 Ca2 0.144mol/lXAC A0CAOC A25. 解:8.97126.1870.234174.27XA1取N=41kt N(1 )N0.566化學(xué)反應(yīng)工程期中復(fù)習(xí)題I.填空題1.化學(xué)反應(yīng)工程中的“三傳

43、一反”中的三傳是指2. 化學(xué)反應(yīng)過程按操作方法分為 、操作。3. 活化能的大小直接反映了 對溫度的敏感程度。K1K24. 一級連串反應(yīng)APS在全混流釜式反應(yīng)器中，則目的產(chǎn)物P的最大濃度Cp,maxOPt、 。5. 生成主產(chǎn)物的反應(yīng)稱為 ,其它的均為 。.一，P（主） A ""6. 如果平行反應(yīng)亠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)致。7. 對于恒容的平推流管式反應(yīng)器8.全混流反應(yīng)器的空時T是之比。k1k29. 對于可逆的放熱反應(yīng)A _匕_ R ,使反應(yīng)速率最大的反應(yīng)溫度TOPt,而當10.對于循環(huán)操作的平推流反應(yīng)器，當循環(huán)比 0時反應(yīng)器內(nèi)返混為時則反應(yīng)

44、器內(nèi)返混為II.單項選擇P 主）A1. 如果平行反應(yīng)S（M）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A與 B以2 : 1摩爾比進料，則膨脹因子2. 氣相反應(yīng)2A + B 3P + S進料時無惰性氣體,A. -1B. -1/2C. 1/2D. 13. 氣相反應(yīng)CO + 3H2CH4 + H2O進料時無惰性氣體，CO與H2以1 : 2摩爾比進料,則膨脹因子CO=。A. -2B. -1C. 1D. 24. 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. 45.對于反應(yīng)級數(shù)n > O的不可逆等溫反應(yīng)，為降低反應(yīng)器

45、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.全混流反應(yīng)器的容積效率=時，該反應(yīng)的反應(yīng)級數(shù)n.A. V OB. =OC.D.Ki7. 一級連串反應(yīng)AK2S在全混流釜式反應(yīng)器中，則目的產(chǎn)物P的最大濃度CP,maxCAO(KI)A.K2K21、KrB.(K2/K1)CAOF C.K2 kTT；CAO ()KICAOD.(K1/K2)1/2 128.在間歇反應(yīng)器中進行等溫二級反應(yīng) A B ,20.01CAmOI /1 S 當 C AO1mol /1 時求反應(yīng)至CA 001mOl /l所需時間t=秒。A.8500B. 8900C.9000D.990

46、09.在間歇反應(yīng)器中進行等溫一級反應(yīng) A B ,rA0.01CAmol / l S ,當 Cao1mol /l 時求反應(yīng)至CA 0.01mOl/l所需時間t=秒。A. 400B. 460C. 500D. 56010.對于自催化反應(yīng)，最合適的反應(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.簡述均相反應(yīng)及其動力學(xué)的研究內(nèi)容2.簡述理想反應(yīng)器的種類3.對于反應(yīng)A*22S , rR k1CA ,其活化能為EJsk2CA ,其活化能為E2，當 E1> E2時如何選擇操作溫度可以提高產(chǎn)物的收率4.簡述等溫恒容平推流反應(yīng)器空時、反應(yīng)時間、停

47、留時間三者關(guān)系5. 簡述分批式操作的完全混合反應(yīng)器IV.計算題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：CH30Hkl CH 2 CO H2OCH30H k2 CH 4 CO211已知在916C時k1 465s ,k2 374s ,試計算：1） 99%勺醋酸反應(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. 在1000K于恒溫恒壓反應(yīng)器中進行下述分解反應(yīng)：RCH 2OH （g） RCHO （g） H2（g）反應(yīng)速率常數(shù)l/mol min,初始時含純的 RCHOH其初始壓力為× 10 5Pa,求1）將20%的RCHOH分解所需時間；

48、2）RCHO啲濃度降低20%所需的時間。3. 現(xiàn)有一有效容積為的攪拌釜反應(yīng)器，其內(nèi)設(shè)置有換熱面積為的冷卻盤管。欲利用改反應(yīng) 器來進行A R的一級不可逆的液相反應(yīng)，其速率常數(shù)k 1.0788 109 exp5525.9TZ），反應(yīng)熱（Hr)20921J /m0A ,原料液中 A的濃度CAO 02moll ,但不含反應(yīng)產(chǎn)物 民此原料液的密度P =1050gl ;定壓比熱CP2929（Jg C）。要求原料液的進料流率為V03m3h反應(yīng)器出口的反應(yīng)液中CA °04moll O總傳熱系數(shù)u= （KJm2 h C）°所用的冷卻介質(zhì)的溫度為25C。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To。24.設(shè)某反應(yīng)的動力學(xué)方程為0-35CAmol /l S,當A的濃度為1moll時，達到A的殘余濃度0.01moll ,需多