化學反應工程期末考試試題及答案(整理)

1、精品文檔就在這里各類專業(yè)好文檔，值得你下載，教育，管理，論文，制度，方案手冊，應有盡有XXX大學化學反應工程試題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 .反應器中等溫進行著A- P（1）和A- R（2）兩個反應，當降低 A的濃度后，發(fā)現(xiàn)反應生成P的量顯著降低，而R的生成量略降低，表明 （）A .反應（1）對A的反應級數(shù)大于反應（2） B.反應（1）對A的反應級數(shù)小于反應（2）C.反應（1）的活化能小于反應 （2）D.反應（1）的反應速率常數(shù)大于反應（2）2 .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二2為（）A.1.0 B.

2、 0.25 C. 0.50 D. 0A.P.Q3 .對一平行一連串反應A£）t R, P為目的產(chǎn)物，若活化能次序為：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器進行串聯(lián)操作，反應為一級不可逆，則第一釜的反應速率-rA1與第二釜的反應速率-rA2之間的關系為（）。兩釜反應溫度相同。A .-rA1> -rA2 B.-rA1=-rA2C.-a1< -rA2D.不能確定何者為大5.已知一閉式反應器的Da =0.1uLr該反應器若用多釜串聯(lián)模型來描述,則模型參數(shù)精

3、品文檔A. 4.5 B. 5.6 C, 3.5 D, 4.06 .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組分的氣體分子主要 發(fā)生（）。A.物理吸附 B.化學反應C.化學吸附D.質量傳遞7 .包括粒內微孔體積在內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8 .在氣固催化反應動力學研究中，內循環(huán)式無梯度反應器是一種（）。A.平推流反應器B.軸向流反應器9.某液相反應，其反應式可寫成A+CA .均相催化反應B.自催化反應C.全混流反應器D.多釜串聯(lián)反應器R+C這種反應稱為（）C.鏈鎖反應D.可逆反應10.高徑比不大的氣液連續(xù)鼓泡攪拌釜,對于其中的氣

4、相和液相的流動常可近似看成（）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.二、填空題（每題 5分，共30分）氣相全混流、液相平推流1. 一不可逆反應，當反應溫度從能為25c升高到35c時，反應速率增加倍，則3（1 KaPaKsKaPa、KbPb吸及貓口勺/薩優(yōu)- KbPb + KrPr)2 . 一氣固催化反應 A + Bt R,若本征反應速率方程為：則該反應可能的反應機理為3 .間歇釜反應器中進行如下反應：At p （i）叢廣女心,1At S （2）A2=k2CAa2在Cao和反應時間保持不變下，降低反應溫度，釜液中Cp/Cs增大，表明活化能 E1與E2的相對大小為

5、;在溫度和反應時間保持不變下，增高反應濃度，釜液中Cp/Cs增大，表明反應級數(shù) al、a2的相對大小為 。24 .從反應器停留時間分布測定中，求得無因次方差 仃8 = 0.98，反應器可視為 又若求得無因次方差 仃6=0.02，則反應器可視為 。5 .有兩個有效容積不等的全混流反應器串聯(lián)操作，反應為二級不可逆反應 A-P ,若大釜在先，小釜在后，出口轉化率為Xai,小釜在先、大釜在后，則出口轉化率為XA2,兩種情況下，進料流速、進料濃度和反應溫度均相同，比較XA1和XA2的相對大小為 。6 .在固定床反應器中，分別進行一級和二級不可逆氣固催化反應，試比較升bMCfc大小(a處靠近反應器的進口，

6、b處靠近反應器的出口)，并說明理由。r _ k C0.5C2rQ - k2c A CB(1) 一級放熱反應，絕熱操作 2A Bk1 > PA 2Bk2 > Q(2)二級反應，等溫操作 三、問答題(每題 6分，共12分)1 .液相復合反應，若為使目的產(chǎn)物P的選擇性高，應選擇:(1)若采用間歇反應釜，其加料方式為？(2)若采用管式反應器，其進料方式為？(3)若E1>E2,則反應溫度應盡可能采用高溫或低溫？2 .在四段絕熱式固定床反應器中進行n級不可逆反應，各段的催化劑量相同，且控制進入各段的反應物料溫度相等.若n>0,試問(1)哪一段的凈轉化率最大？哪一段最??？(2)若段間

7、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.在反應體積為1 m3的釜式反應器中，環(huán)氧丙烷的甲醇溶液與水反應生產(chǎn)丙二醇-1, 2：H 2cOCHCH 3 H 2O > H 2cOHCHOHCH 3該反應對環(huán)氧丙烷為一級，對水為零級，反應溫度下反應速率常數(shù)等于0.98h-1,原料液中環(huán)氧丙烷的濃度為 2.1kmol/m3,環(huán)氧丙烷的最終轉化率為 90%。(1)若采用間歇操作，輔助時間為0.65h,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

8、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？Q=300L/min下，得到 Et關系E(t)函數(shù)性質確定并計算：2 .對一閉式反應器進行停留時間分布實驗測定，在 如下圖所示。由于該圖放置已久，縱坐標模糊不清。試根據(jù)(1) E(t)(2) F(t)(3) 該反應器體積為多少？(4) 多級串聯(lián)模型參數(shù) N為多少？_2(5)無因次方差仃日為多少？(5) 軸向擴散模型參數(shù) Pe為多少?t/min3 .某一級不可逆氣固催化反應，在反應溫度150c下，測得kP=5s-1,有效擴散系數(shù)DeA=0.2cm2/s。求：(1) 當顆粒直徑為0.1mm時，內擴散影響是否已消除？

9、(2) 欲保持催化劑內擴散有效因子為0.8,則顆粒直徑應不大于多少？、1.A 2. B 3.B 4.A 5. B 6.C 7.B 8.C 9.B 10.B2.1.52894 J/molE8.314E(-R T1(表2981T21308)=l n2)=l n2E=528SJ4molA + cry A o-B2 +2 y 2B(TAb+Bu-&T R(t+(t (此步為速率控制步驟)R g R +(T3.E1<E2 al>a2 4.全混流反應器 活塞流反應器5.xA1<xA2 6.(1)刀a>刀62)刀a<刀b三、簡答題1 .答：(1)若采用間歇反應釜，其加料

10、方式為A一次性加入，B連續(xù)滴加(2)若采用管式反應器，其進料方式為A從反應器進口處加入，B沿管長多處加入(3)若E1>E2,則反應溫度應采用高溫 。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)因第一段反應量大于第二段反應量，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?t量也大于2-3段間需要的冷激劑量。四、計算題：311 解.Vr=1m , rA = kC A, k = 0.98 h ,C A0 = 2.1 kmol /1, X A = 0.9一級

11、不可逆反應：11t=1n(1XAf)=1n(1 0.9) =2.35hk0.98Vr =Q0(t t0) =Q0(2.35 0.65) =1Q0 =1/3m3 /h3丙二醇的濃度=C A0X A = 2.10.9 = 1.89 kmol /m丙二醇的產(chǎn)量=Q0CA0XAf =1.89 父1/ 3=0.63 kmol /h =15.15 kmol /日(2)采用定態(tài)下連續(xù)操作Vr n Q°XAf = Q0O'=1k(1 -XAf )0.98(1-0.9) 所以 Q0=0.109m3/h丙二醇的產(chǎn)量=0.1091.89 =0.2058 kmol /h =4.939 kmol /

12、日(3)因連續(xù)釜在低的反應物濃度下操作，反應速率慢，故產(chǎn)量低。 33 .答：(1) E(t)= -1/200(t-20)(2) F(t)= -t2/400+0.1t(3) V= 2 m.一 2 _ 1 _ 1(4)多級串聯(lián)模型參數(shù)N= 2(5)無因次方差b 一 N 2 (6).222- Pe、=M -2 (1 - e ) = 0.5Pe Pe2Pe -2.564 .解：dp kp0.01510.00833 ：；6 1 DeA6 , 0.23, 工 1=0.8© tanh3® 31 )試差，得*=0.68d pkpdp55dp = 0.686 DeA 6 0.26 p dp

13、< 0.816 cm湖北XX大學化學反應工程試題、選擇題1、氣相反應CO + 3m - _ CH4 + H2O進料時無惰性氣體，CO與H2以1 ： 2摩爾比進料，則2、膨脹因子達。=。A.-2一級連串反應A上* P K2 »B. -1C.1D.2S在間歇式反應器中，則目的產(chǎn)物P的最大濃度P ,maxA.K2K1、ECA0()K2CA0B. (K2/K1)1/2、12C.K2K2K2上CA0 (7 )K1CA01/22D.(K1/K2)1/2+123、串聯(lián)反應A P （目的）一 R + S,目的產(chǎn)物P與副產(chǎn)物S的選擇性SP=_4、5、nP nP0np - nP0np - nP0A

14、 nA0 - n aB.nA。C ns - ns0D nR nR0全混流反應器的容積效率=1.時,該反應的反應級數(shù)nA. <0B. =0C. >0D.>0對于單一反應組分的平行反應S（副，其瞬間收率中P隨CA增大而單調下降，則最適合的反應器為A.平推流反應器C.多釜串聯(lián)全混流反應器B.全混流反應器D.全混流串接平推流反應器6、對于反應級數(shù)n>0的不可逆等溫反應，為降低反應器容積，應選用B.全混流反應器A.平推流反應器C.循環(huán)操作的平推流反應器D.全混流串接平推流反應器37、一級不可逆液相反應A=> 2R, CA0 =2.30kmol/m ,出口轉化率Xa =0.7

15、,每批 操作時間t+to=2.06h,裝置的生產(chǎn)能力為 50000 kg產(chǎn)物R/天，Mr=60,則反應器的體積 V 為 m3。A. 19.6 B. 20.2C. 22.2 D. 23.48、在間歇反應器中進行等溫一級反應a 一 B, -rA=001CAmOl/l 's,當CA0=1mOl/l時,求反應至Ca =0.01mol ”所需時間t=秒。A. 400B. 460C. 500D. 5609、一級連串反應A 一 P 一畬全混流釜式反應器中進行，使目的產(chǎn)物P濃度最大時的最優(yōu)空時'optln(K2/Ki)K2 -Kiln(Ki/K2)ln(K2/Ki)1K2 -K1K1K2K1K

16、2C.D.10、分批式操作的完全混合反應器非生產(chǎn)性時間t0不包括下列哪一項。A.加料時間B.反應時間C.物料冷卻時間D.清洗釜所用時間11、全混流反應器中有 個穩(wěn)定的定常態(tài)操作點。A. 1B. 2C. 3D. 412、全混流反應器的容積效率皿、于1.0時，且隨著淤的增大而減小，此時該反應的反應級數(shù)n。 A. <0B. =0C. >0D. >013、當反應級數(shù)n 時，微觀流體具有比宏觀流體高的出口轉化率。A. =0B. =1C. >1D. <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無關。A.示蹤劑的種類 B.示蹤劑的輸入方式C.管內的流動狀態(tài)D.檢測

17、位置15、對于氣-液相反應幾乎全部在液相中進行的極慢反應，為提高反應速率，應選用_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d'-dt二 kdC：d當平行失活對反應物有強內擴散阻力時，d為。A. =0B. =1C. 一 3D. =117、不屬于氣固相催化反應固定床反應器擬均相二維模型的特點是一。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固定床反應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

18、度19、下列哪一項不屬于流化床反應器按深度而分的第n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D.參數(shù)值與氣泡大小有關精品文檔就在這里各類專業(yè)好文檔，值得你下載，教育，管理，論文，制度，方案手冊，應有盡有20、流化床反應器中的操作氣速 Uo是根據(jù)具體情況定的，一般取流化數(shù)Uo,，'Umf在_范圍內。 A. 0.1 0.4 B.1.5 10C.10 15D. 0.4 1.521、全混流反應器進行放熱反應時，要使反應器操作在穩(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

19、隨溫度變化率放熱速率隨溫度的變化率22、氣固催化反應本征速率是指排除 阻力后的反應速率。A.外擴散阻力B.內擴散C.內外擴散D.吸附和脫附223、等溫液相反應A+Bf P rp=kiCACB, 2ZR R=k2CAP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.間歇釜式反應器，A和B一次性加入；B.全混流反應器；C.半間歇釜式反應器，A一次性加入，B連續(xù)滴加；D.半間歇釜式反應器，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)一段時間反應后，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。A.慢速B,可逆C.自催化D.不可逆K1K225、等溫恒

20、容下進行各步均為一級不可逆串聯(lián)反應A » P» S若保持相同的轉化率Xa,調節(jié)反應溫度使k2/k1降低，則P的收率將A.增大B .減小C.不變D .先增后減26、在全混流反應器中，反應器的有效容積與進料流體的容積流速之比為 。A.空時tB.反應時間t C.停留時間t D.平均停留時間27、階躍示蹤法測定停留時間分布對應曲線為 。A. E (t)曲線 B. F (t)曲線 C. I (t)曲線 D.y (t)曲線28、氣固催化反應的內擴散模數(shù)，其中L為特征長度，若顆粒為球形則L=。A.厚度/2 B. RC. R/2 D. R/329、對于反應級數(shù)n 0的不可逆等溫反應，為降低

21、反應器容積，應選用 。A.平推流反應器B.全混流反應器C.循環(huán)操作的平推流反應器D.全混流串接平推流反應器二、填空題1、化學反應工程是一門研究 的科學。2、化學反應速率式為 一rA=KcCACBP,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 ,貝U Kc =Kp o. .P(主) A3、平行反應S(副)均為一級不可逆反應，若 巳主 E副，選擇性Sp與 無關，僅是 的函數(shù)。 精品 文檔4、對于反應級數(shù)n>0的反應，為降低反應器容積，應選用 反應器為宜。5、對于恒容的平推流管式反應器 一致。6、若流體是分子尺度作為獨立運動單元來進行混合，這種流體稱為。7、流體的混合程度常用 、

22、來描述。8、催化劑在使用過程中，可能因晶體結構變化、融合等導致表面積減少造成的 失活, 也可能由于化學物質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，只考慮流體流動方向上有溫度和濃度的變化，因此一般可用 模型來計算。11、對于可逆的放熱反應，存在著使反應速率最大的最優(yōu)溫度T0pt和平衡溫度T明，二者的關系為°12、描述流化床的氣泡兩相模型，以U0的氣速進入床層的氣體中，一部分在乳相中以起始流化速度Umf通過，而其余

23、部分 則全部以氣泡的形式通過。13、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為 _M_相為平推流，而對相則有種種不同的流型。14、多相反應過程是指同時存在 相態(tài)的反應系統(tǒng)所進行的反應過程。15、是化學反應工程的基礎。16、不論是設計、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)學式來表達個參數(shù)間的關系，簡稱。K1K217、一級連串反應 A -PR S在平推流反應器中，則目的產(chǎn)物 P的最大濃度CP,max =topt =18、著眼反應組分K的轉化率的定義式為 。 K1K219、一級連串反應 A » P 加S在間歇式全混流反應器中，則目的產(chǎn)物P的最大濃度C P, m

24、ax topt 、 O20、化學反應速率式為 -rA =kccacbP,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,貝U KC =KPO21、理想反應器是指 。22、具有良好攪拌裝置的釜式反應器按 反應器處理，而管徑小，管子較長和流速 較大的管式反應器按 反應器處理。23、全混流反應器穩(wěn)定的定常態(tài)操作點的判據(jù)為 、24、平推流反應器的返混為 _o25、一個可逆的均相化學反應，如果正、逆兩向反應級數(shù)為未知時，采用 精品 文檔法來求反應級數(shù)。26、分批式完全混合反應器操作的優(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)學期望值 ,方差。28、測定氣-液相反應速率的方法與均

25、相反應時不同之點是實驗時要排除氣相和液相中的,使反應在動力學區(qū)域內進行。29、在流化床中為了傳熱或控制氣 -固相間的接觸，常在床內設置內部構件，但很少使用水 平構件，它對顆粒和氣體的上下流動起一定的阻滯作用，從而導致床內產(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 O31、當前用于描述氣-液兩相流相間傳質的模型有兩大類：一是按穩(wěn)態(tài)擴散來處理的雙膜模里_;一是按非穩(wěn)態(tài)擴散處理模型，如 和。32、在建立數(shù)學模型時，根據(jù)基礎資料建立物料衡算式的一般式為 O33、活

26、化能的大小直接反映了 對溫度的敏感程度。34、生成主產(chǎn)物的反應稱為 一 其它的均為。35、固定床中顆粒的體積相當直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器空時、反應時間、停留時間三者關系？空時是反應器的有效容積與進料流體的容積流速之比。（分）反應時間是反應物料進入反應器后從實際發(fā)生反應的時刻起到反應達某一程度所需的反應時間。（分）停留時間是指反應物進入反應器的時刻算起到離開反應器內共停留了多少時間。（分）由于平推流反應器內物料不發(fā)生返混，具有相同的停留時間且等于反應時間，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

27、測停留時間分布的實驗方法及其對應曲線？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)的流體切換為含有示蹤劑A且濃度為CA0的流體，（分）同時保持系統(tǒng)內流動模式不變，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）對應的曲線為CAF”廣F （t） ,CA0。（分）3、簡述均相反應及其動力學的研究內容？答：參與反應的各物質均處于同一個相內進行的化學反應稱為均相反應。均相反應動力 學是研究各種因素如溫度、催化劑、反應物組成和壓力等對反應速率、反應產(chǎn)物分布的 影響，并確定表達這些影響因素與反應速率之間定量關系的速率方程。4、對于可逆放熱反應如何選擇操作溫度

28、？答：1）對于放熱反應，要使反應速率盡可能保持最大，必須隨轉化率的提高，按最優(yōu)溫度曲線相應降低溫度；2）這是由于可逆放熱反應，由于逆反應速率也隨反應溫度的提 精品 文檔高而提高，凈反應速率出現(xiàn)一極大值；3）而溫度的進一步提高將導致正逆反應速率相等而達到化學平衡。5、簡述氣-液反應的宏觀過程： A （g） + bB （l） 一產(chǎn)物（l） ?1）反應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）反應物氣相組分A從氣液相界面擴散入液相，并在液相內反應； 3）液相內的反應產(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、簡述固定床反應器的優(yōu)缺點？1）

29、催化劑在床層內不易磨損；2）床層內流體的流動接近于平推流，與返混式反應器相比，用較少的催化劑和較小的反應器容積來獲得較大的生產(chǎn)能力；3）固定床中的傳熱7、對于反應rR =k1cA,其活化能為較差；4）催化劑的更換必須停產(chǎn)進行。E1 ； rs = k2cA ,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?Sr答：對于平行反應,_E"RTrRkoe一="_E2 /RT CArsk2°eko=-ekzoE2-E1個所以，當一應盡可能提高反應溫度，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器氣泡兩相模型的特點？1）以Uo的氣速進

30、入床層的氣體中，一部分在乳相中以起始流動速度Umf通過，而其余部分以（Uo-Umf）則全部以氣泡的形式通過； 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； 3）氣泡相為向上的平推流，大小均一；4）反應完全在乳相中進行； 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，而假定氣相主體和液相主體內組成均一，不存在傳質阻力。組分是通過在氣膜和液膜內的穩(wěn)定的分子擴散過程來進行傳質的，通過氣膜傳遞到相界 面的溶質組分瞬間的溶于液體且達到平衡。

31、因此，把復雜的相間傳質過程模擬成串聯(lián)的 穩(wěn)定的雙膜分子擴散過程的疊加，相間傳質總阻力等于傳質阻力的加和。10、簡述理想反應器的種類？通常所指的理想反應器有兩類：理想混合（完全混合）反應器和平推流（活塞流或擠出 流）反應器。所謂完全混合流反應器是指器內的反應流體瞬間達到完全混合，器內物料 與反應器出口物料具有相同的溫度和濃度。所謂平推流反應器是指器內反應物料以相同 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 具有相同的停留時間。11、簡述氣固流化床反應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

32、便可以達到反應的轉化率12、簡述理想反應器的種類。答：通常所指的理想反應器有兩類：理想混合（完全混合）反應器和平推流（活塞流或 精品 文檔精品文檔就在這里各類專業(yè)好文檔，值得你下載，教育，管理，論文，制度，方案手冊，應有盡有擠出流）反應器。所謂完全混合流反應器是指器內的反應流體瞬間達到完全混合，器內 物料與反應器出口物料具有相同的溫度和濃度。所謂平推流反應器是指器內反應物料以 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 器內具有相同的停留時間、1.A 2.A 3.C 4.B5.B 6.A 7.C 8.B 9.D 10.B 11.B 12.D 13.D 14.C

33、15.C 16.C 17.A 18.A28.D 29.A19.C 20.B 21.C 22.C 23.D 24.B25.A 26.A 27.B二、1.化學反應的工程問題2.（RT）（O3.濃度溫度4.平推流5.平均停留時間、反應時間、空時6.微觀流體7.調勻度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Teq -Topt11. Teq ToptE2R ln E2 _E1E112.U0Umf 13.氣 乳14.兩個或更多15.三傳一反16 .數(shù)學模型k2 /(k2 K)與17 .k2lnk2/k1)k2 一 k118.nK 0 - nKK 二nK0k2 /(k2 &q

34、uot;)l nk2/k1)19. k2k2 - k1 20. （RT）（21.全混流反應器、 平推流反應器22.全混流dQr dQG平推流23. QG =Qr最低27. 28.擴散阻力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29.溫度濃度30.聚式流化床31.雙膜模型溶質滲透模型表面更新模型32.輸入量=輸出量+反應量+累積量33.反應速率34.主反應副反應 35.（6Vp/ nt/3化學反應工程期末試題II.單項選擇1.一級連串反應AP 一右全混流釜式反應器中進行，使目的產(chǎn)物P濃度最大時的最優(yōu)空精品文檔時,opt =ln( K2/K1)ln(Ki /K2)A K

35、2 K1B.K2 -K1ln(K2/K1)C<'K?K2D. VK1K22.全混流反應器的容積效率刀小于1.0時，且隨著A的增大而減小,此時該反應的反應級數(shù)A. <0B. =0C. >0D. >03 .當反應級數(shù)n 時，微觀流體具有比宏觀流體高的出口轉化率。A. =0B. =1C. >1D. <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。A.示蹤劑的種類B.示蹤劑的輸入方式C.管內的流動狀態(tài) D.檢測位置5 .對于氣-液相反應幾乎全部在液相中進行的極慢反應，為提高反應速率，應選用 置。A.填料塔B.噴灑塔C.鼓泡塔D.攪拌釜6.催

36、化劑在使用過程中會逐漸失活,其失活速率式為- >kdCi%dt當平行失活對反應物有強內擴散阻力時，d為。 A. =0 B. =1 C. 一 3 D. =17 .不屬于氣固相催化反應固定床反應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固定床反應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器按深度而分的第n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

37、關D.參數(shù)值與氣泡大小有關10 .流化床反應器中的操作氣速 U0是根據(jù)具體情況定的，一般取流化數(shù)U0-/Umf在范圍內。 A. 0.1 0.4B.1.5 10C.10 15D. 0.4 1.5III.簡答題1 .簡述等溫恒容平推流反應器空時、反應時間、停留時間三者關系？2 .簡述階躍示蹤法測停留時間分布的實驗方法及其對應曲線？3 .簡述氣-液反應的宏觀過程：A （g） + bB （l） 一產(chǎn)物（l） ?4 .簡述固定床反應器的優(yōu)缺點？5 .簡述氣固流化床反應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，而副反應生成甲烷和二氧化碳：CH3COOHk1

38、> CH2 =CO H2OCH3COOHk2 > CH4CO211已知在916時k1 =465s ,k2 =374s，試計算：1） 99%的醋酸反應掉的時間；（6分）2）在此反應條件下醋酸轉化成乙烯酮的選擇性。（4分）精品文檔就在這里各類專業(yè)好文檔，值得你下載，教育，管理，論文，制度，方案手冊，應有盡有2.有一級不可逆反應Af P ,在85c時反應速率常數(shù)為3.45h-1,今擬在一個容積為10m3的釜式 反應器中進行，若最終轉化率為xA =0.95,設該反應的處理量為1.82m3/h,今若改用兩個容積相等的串聯(lián)釜操作，求反應器的總容積？3.(A)(P)(S)dCA反應速度dtC6H

39、6ki , C6H5CIk3 , C6H4cI2=k1cA =k1cA -k2cp；dt,在恒溫恒容下求等容積的兩釜串聯(lián)全混CI .1 C/I一 一1、 IC L/I _1流反應器內進行這一反應時，求目的產(chǎn)物P的選擇性Sp,其中k1=1.0(h),k2=0.5什)，V. v0 -= 1(h), CP0 = CS0 =0 CA0 =1mol/l22 ；4 .有一個反應器測其方差t =112.5min 1 =15min，如果這個反應器可以用等體積多釜串聯(lián)模型來描述，并在這個反應器中進行液相反應A + B - 2R,已知一rA =kCACB,Ca0 =Cb0 =12mol/l , k=1l/mol

40、min ,求反應器的出口轉化率？ 精品 文檔5 .用多級全混流串聯(lián)模型來模擬一管式反應裝置中的脈沖實驗，已知t2 =6.187 , k = 0.15 求1）推算模型參數(shù)N; （3分）2）推算一級不可逆等溫反應的出口轉化率。（2分）二 2 =8.971二、1.D 2. D 3.D 4.C 5.C 6.C 7.A 8.A 9.C 10.B三、1.空時是反應器的有效容積與進料流體的容積流速之比。（1分）反應時間是反應物料進入反應器后從實際發(fā)生反應的時刻起到反應達某一程度所需的反應時間。（1分）停留時間是指反應物進入反應器的時刻算起到離開反應器內共停留了多少時間。（1分）由于平推流反應器內物料不發(fā)生返

41、混，具有相同的停留時間且等于反應時間，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Cao的流體，（1分）同時保持系統(tǒng)內流動模式不變，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）對應白曲線為F（t）,C aF（t）=一Ca0。（2分）3 . （1）反應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分（2）反應物氣相組分 A從氣液相界面擴散入液相，并在液相內反應；1分（3）液相內的反應產(chǎn)物向濃度下降方向擴散，氣相產(chǎn)物則向界面擴散

42、；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的裝置都稱作固定床反應器。（1分）（1）催化劑在床層內不易磨損；（1分）（2）床層內流體的流動接近于平推流，與返混式反應器相比，用較少的催化劑和較小的反應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Umf通過，而其余部 精品 文檔精品文檔就在這里各類專業(yè)好文檔，值得你下載，教育，管理，論文，制度，方案手冊，應有盡有分以（Uo-Umf）則全部以氣泡的形式通過；1分（2

43、）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。1分6.該模型設想在氣-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， 而假定氣相主體和液相主體內組成均一， 不存在傳質阻力（1分）。組分是通過在氣膜和液膜內的穩(wěn)定的分子擴散過程來進行傳質的，通過氣膜傳遞到相界面的溶質組分瞬間的溶于液體且達到平衡（1分）。因此，把復雜的相間傳質過程模擬成串聯(lián)的穩(wěn)定的雙膜分子擴散過程的疊加（1分），相間傳質

44、總阻力等于傳質阻力的加和（1分）。1.解：設在時間t時乙烯酮和甲烷的濃度分別為C一 -x和y,初始為CA0,則精品文檔dxk1(CA0 -X-y) 出相加得d(x y)dt=(K k2)(CAo - x -y)d(x y)將其積分Ca0 一（x y）=(kk2 )dt lnC A0CA0 -( xy)KKk2)t1）當轉化率為99%時=0.99CA04.65 - 3.74,1ln = 0.549 s1 -0.992）瞬時選擇性為Sp =dxdy積分得k1k24.653.742.解：由于兩等體積釜串聯(lián)，則C A, NC A0(1 k i)N(1 k i)2CA0CA2XaCA0CA0 - CA2

45、 C A2_°A2 = 1 _ -2-二 0.95C A02_ _(1 k i) = 20= i =1.006hJ ViV0=iv0 =1.006 1.82 = 1.83m3反應器的總容積為V = 2Vi = 3.66m33.解：等容積釜串聯(lián)應有=121 = 2 =1/2 = 0.5h對第二個全混流反應器作物料衡算Vo(Ca1 -Ca2)=KCa2V2精品文檔就在這里各類專業(yè)好文檔，值得你下載，教育，管理，論文，制度，方案手冊，應有盡有C A2CaiCA01k1 2 一(1 K1)2K1 = k1 1 = k1 2 =0.5對于 P V0(CA1 -CA2)=V2(k1CA2k2 C

46、P2 )C P2KCa0K 1C A022(1 K1) (1 *2) + (1 K1)(1 K2) K2二 k2. 2 = 0.25CA2(1 0.5)2=0.444mol /1C P20.50.5.2 ' 2(10.5)2(10.25)(10.5)(10.25)2CP2 CS21-(0.444 0.391) = 0.165mo1/1CS20.391-行=2.370.1654.解:_ 2ae 二t2112.5152= 0.5N =2則每個反應器的停留時間為=7.5min 2對第一個釜進行物料衡算C A02=CA1 , ( rA1)1 = CA1 , kCA1 15.解:r 2整理得 7

47、.5CA1 CA1 -1=0同理對第二個釜進行物料衡算解得 Ca2 =0.144mo1/1t28.9714_26.187= 0.234I.填空題取N=4解得 Ca1 =0.30mo1/12Ca1 = Ca2 .(一A?)，2 - Ca2 ' kCA2 2X a = 1 一(1 kt ) NNXaC A0 - C A2C A01 0.144 =85 .6%= 4.27= 0.566化學反應工程期中復習題精品文檔精品文檔就在這里各類專業(yè)好文檔，值得你下載，教育，管理，論文，制度，方案手冊，應有盡有1 .化學反應工程中的 三傳一反”中的三傳是指、。2 .化學反應過程按操作方法分為 、操作。3

48、 .活化能的大小直接反映了 對溫度的敏感程度。4 .一級連串反應A K1 > P K2 A S在全混流釜式反應器中，則目的產(chǎn)物 P的最大濃度- optP,max5 .生成主產(chǎn)物的反應稱為 ,其它的均為 。p（）A6 .如果平行反應 J'''''* S（副）均為一級不可逆反應，若 E主>*副，提高選擇性SP應O7 .對于恒容的平推流管式反應器 、一致。8 .全混流反應器的空時 是 與 之比。k 1A - RT 二9 .對于可逆的放熱反應k2,使反應速率最大的反應溫度10Pt 。10 .對于循環(huán)操作的平推流反應器，當循環(huán)比 3 一時反應器內返混為

49、 ,而當3 一陰寸 則反應器內返混為 。11 .單項選擇“ P?。〢1 .如果平行反應S昌D均為一級不可逆反應，若 E主>*副，提高選擇性Sp應OA.提高濃度2.氣相反應2A + B一 CB.提高溫度一 3P +進料時無惰性氣體,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A. -1B. -1/2C. 1/2D. 13.氣相反應CO + 3H2CH4 + H2O進料時無惰性氣體，CO與H 2以1 ： 2摩爾比進料,則膨脹因子0CO=。A. -2B. -1C. 1D. 24 .全混流釜式反應器最多可能有 個定常態(tài)操作點。A. 1B. 2C. 3D. 45 .對于反應級數(shù)

50、n>0的不可逆等溫反應，為降低反應器容積，應選用 A.平推流反應器B.全混流反應器C.循環(huán)操作的平推流反應器D.全混流串接平推流反應器6 .全混流反應器的容積效率刀=1.時，該反應的反應級數(shù) n。A. <0B. =0C. >0D. >07 .一級連串反應A K1 A P K2 > S在全混流釜式反應器中，則目的產(chǎn)物P的最大濃度C P , max OK2CA0昌EA. K2CA0B.(K2/Ki)1/2 12K2K 2 K 2 _K1CA0()C. K1C A0T722D. (K1/K2)+18.在間歇反應器中進行等溫二級反應27 A =0.01cAmol/Is,當

51、 Ca0 =1mol /l 時,求反應至CA =0.01mol / 1所需時間t=秒。A.8500B.8900C.9000D.99009.在間歇反應器中進行等溫一級反應A 一 B rA=0.01CAmoI/I s,當 Ca。=1mol/1 時,求反應至CA =0.01mol”所需時間t=秒。A. 400B. 460C. 500D. 56010.對于自催化反應，最合適的反應器為A.全混流反應器C.循環(huán)操作的平推流反應器III.簡答題1 .簡述均相反應及其動力學的研究內容?2 .簡述理想反應器的種類？B.平推流反應器D.全混流串接平推流反應器3.對于反應ArR = k1cA,其活化能為日；rs =

52、 k2CA,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器空時、反應時間、停留時間三者關系？5 .簡述分批式操作的完全混合反應器？IV.計算題1.醋酸在高溫下可分解為乙烯酮和水，而副反應生成甲烷和二氧化碳：CH 3COOH k1 > CH 2 = CO H 2。CH 3COOH k2 > CH 4 CO211已知在916c時k1 =465s *2 = 3.74s，試計算：1 ） 99%的醋酸反應掉的時間；（6分）2）在此反應條件下醋酸轉化成乙烯酮的選擇性。（4分）2 .在1000K于恒溫恒壓反應器中進行下述分解反應：RCH20H (g)，RCHO(g) H2(g)反應速率常數(shù)0.082 l/mol min,初始時含純的 RCH2OH ,其初始壓力為2.026 TO5Pa,求 1)將20%的RCH20H分解所需時間；2 ) RCH20H的濃度降低20%所需的時間。3 .現(xiàn)有一有效容積為0.75m3的攪拌釜反應器，其內設置有換熱面積為5.0m2的冷卻盤管。