學期期末考試

1、PAGE PAGE 4總分核分人姓 名一、密封線內(nèi)不準答題。二、姓名、準考證號不許涂改，否則試卷無效。三、考生在答題前應先將姓名、學號、年級和班級填寫在指定的方框內(nèi)。四、試卷印刷不清楚?？膳e手向監(jiān)考教師詢問。學 號所在年級、班級密封注意 意：卷號：B 二OO 五 二OO 六 學年第 一 學期期末考試 化學反應工程 試題（開卷） （ 化學工程與工藝 專業(yè)用） 題號一二三四五六七八九十題分2416104010得分注意：學號、姓名和所在年級班級不寫、不寫全或?qū)懺诿芊饩€外者，試卷作廢。一、填空題（共24分）1、(2分)某反應的化學計量方程式為A+2B=L+4M，其速率式為-rA=0.5CACB2，假如

2、化學計量式寫成A+B=L+2M，該反應的速率式是 -rA=0.5CACB2 。2、（2分）氧化亞氮均相分解反應，其活化能為2.2105J/mol，600時的分解速率是500時的50 倍。3、（4分）分子擴散過程中，傳遞過程的阻力來源于 分子間的碰撞 ；努森擴散過程中，傳遞過程的阻力來源于 氣體分子與孔壁的碰撞 。4、（4分）停留時間分布的實驗測定方法主要是 應答技術(shù) ，示蹤劑輸入的方式有 脈沖輸入法 、 階躍輸入法 及 周期輸入法 等。5、（2分）固定床反應器擬均相模型中，活性校正系數(shù)要考慮 傳遞過程的影響、催化劑的中毒、結(jié)焦、衰老、還原 等因素。6、（4分）一級不可逆反應過程，已知kL=10

3、-4m/s，DL=1.510-9m2/s，如果k1=0.1s-1，當aL達到67.7時，反應方能在液流主體中反應完畢，此時傳遞表面上的平均液體厚度為1.510-5m。7、（3分）根據(jù)氣液并流向下固定床內(nèi)氣體和液體的流動狀態(tài)，可主要分為穩(wěn)定流動滴流區(qū)、脈沖流動區(qū)、分散鼓泡區(qū)三個區(qū)域。8、（3分）床層持液量可分為內(nèi)持液量、靜持液量、動持液量三種。二、簡答題（共16分，每小題8分）1、如何判別內(nèi)擴散影響已經(jīng)消除？ （2分）對于一定粒度的催化劑在一定的溫度和氣體組成下反應時，常用粒度試驗或總體速率測試來判定是否存在內(nèi)擴散影響。 （2分）粒度試驗：在溫度、反應氣體組成、空間速率都不變的情況下進行，若實驗

4、測定的轉(zhuǎn)化率或多重反應的選擇率隨粒度減少而提高，說明內(nèi)擴散的影響不可忽略。 （2分）=2，左式為內(nèi)擴散的判據(jù)式，左端項為可測項。（2分） 1時，內(nèi)擴散影響可略去，右端2=（1） 1 1時，內(nèi)擴散嚴重影響，= ，右端2=12、解釋下列參數(shù)的物理意義：無因次參數(shù)M，增強因子、液相利用率。 （3分）M表示液膜中化學反應與傳遞速率之間相對速率的大小，是判斷反應在膜中進行還是在液相主體中進行的依據(jù)。 M1，說明反應速率遠比傳遞速率小，化學反應擴散到液相主體中進行；M1，說明反應速率遠比傳遞速率大，傳遞的數(shù)量完全可以在膜中反應完畢。（3分）=的作用：降低液相傳質(zhì)阻力的比例（增強液相傳質(zhì)系數(shù)的倍數(shù)）。 （2

5、分）= =表示液相反應被利用的程度。三、分析題（10分）姓 名一、密封線內(nèi)不準答題。二、姓名、準考證號不許涂改，否則試卷無效。三、考生在答題前應先將姓名、學號、年級和班級填寫在指定的方框內(nèi)。四、試卷印刷不清楚?？膳e手向監(jiān)考教師詢問。學 號所在年級、班級密封注意 意： 作出全混流反應器移熱速率QC和放熱速率QR與溫度的關(guān)系圖，注出熱穩(wěn)定點與非熱穩(wěn)定點，說明理由，并寫出熱穩(wěn)定性的判據(jù)。（3分）（1分）a1、b1、c3、a3、b2為熱穩(wěn)定的狀態(tài)點，c1為非熱穩(wěn)定的狀態(tài)點。（2分）b1點為熱穩(wěn)定的狀態(tài)點， 當T增大，因為，則 QRQC， T下降回到b1點； 當T減小，因為QC，T上升回到b1點。（2分

6、）c1點為熱穩(wěn)定的狀態(tài)點， 當T增大，因為，則QRQC，T上升至b1點； 當T減小，因為，則QRQC，T下降至a1點。（2分）可見，熱穩(wěn)定性的判據(jù)為。四、計算題（共40分）1、（10分）確定下列反應物系的獨立反應數(shù) CO2、MgO、CaO、MgCO3、CaCO3，Ca、Mg、C、O （6分） CO2 MgO CaO MgCO3 CaCO3 0 0 1 0 1 Caji= 0 1 0 1 0 Mg 1 0 0 1 1 C 2 1 1 3 3 O（4分）由上可知，矩陣ji的秩為4，而反應組分數(shù)為5，因此獨立反應數(shù)等于5-4=1。2、（15分）今有二級反應A+BP，現(xiàn)用兩個平推流反應器串聯(lián)操作，已知

7、CA0=1mol/L，VR1=120L，VR2=240L。反應器1溫度為T1時，kT1=1L/（hmol）；反應器2溫度為T2時，kT2=2L/（hmol），進料體積流量V0=1/min，試問兩個反應器前后順序不同時何者為優(yōu)？VR1，T1VR2，T2（1） CA0 CA1 CAFVR1，T1VR2，T2（2） CA0 CA1 CAF對第一種情況（4分）CA1=（3分）CAf=對第二種情況（4分）CA1= = = （3分）CAf= = =（1分）可見，這兩種操作方式等效。姓 名一、密封線內(nèi)不準答題。二、姓名、準考證號不許涂改，否則試卷無效。三、考生在答題前應先將姓名和準考證號填寫在在指定的方框內(nèi)

8、。四、考試不許左顧右盼、不許傳遞紙條、不許將書籍等資料帶到座位上，否則按違紀處理準考證號就讀學校密封注意 意：3、（15分）用脈沖法測定一反應器的停留時間分布，得到出口流中示蹤劑的濃度c（t）與時間關(guān)系如下：t（min）05101520253035c（t）（g/L）03554210試求平均停留時間tm與方差t2、2。(1分) 由下式計算平均停留時間: tm=(2分) 由下式計算方差: t2=tm2（3分）具體計算過程見下表:t（min）05101520253035c（t）（g/L）03554210（g/L）0381317192020tc(t)(gmin/L)01550758050300t2c(t)(gmin2/L)0755001125160012509000（1分）=0+3+5+2+1+0=20（1分）=0+15+50+50+30+0=300（2分）tm=15min（1分）=0+75+500+1250+900+0=5450（2分）t2=152=47.5min2（2分）2= = =0.211五、證明題（10分）物料A的液相平行反應為：AL（異構(gòu)反