化學(xué)反應(yīng)工程試卷A

1、2013-2014學(xué)年第1學(xué)期考試試題（A）卷任課教師：羅曉剛審題教師：閆福安考試時(shí)間：（120）分鐘課程名稱：化學(xué)反應(yīng)工程出題教師：楊小俊考試方式：（閉）卷適用專業(yè)：2010英語(yǔ)+化學(xué)工程與工藝題號(hào)二三四五六七總分得分評(píng)卷人注意：答案一律按順序做在答題紙上。名詞解釋（每小題4分，共24分）。停留時(shí)間分布函數(shù)全混流反應(yīng)進(jìn)度增強(qiáng)因子膨脹率停留時(shí)間分布測(cè)定的方法選擇題（每小題3分，共21分）在間歇反應(yīng)器中進(jìn)行等溫一級(jí)反應(yīng)A-E,-rA=CmoUl-s當(dāng)Ji曲/時(shí)，求反應(yīng)至CA=0.01mol/l所需時(shí)間t=秒。A.400B.460C.500D.560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)，

2、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v放熱速率移熱速率隨溫度變化率放熱速率隨溫度的變化率移熱速率隨溫度變化率v放熱速率隨溫度的變化率可逆放熱反應(yīng)，在轉(zhuǎn)化率一定時(shí)，反應(yīng)速率隨溫度升高而A.降低升高C.A、E均可能D.同可逆吸熱反應(yīng)對(duì)于AP（主），AB（副）的平行反應(yīng)，若反應(yīng)級(jí)數(shù)aa,在、主副相同的操作條件和反應(yīng)時(shí)間下，下列各種反應(yīng)器所得轉(zhuǎn)化率判斷中正確TOC o 1-5 h z的是A.CSTRPFRB.CSTR多級(jí)CSTR串聯(lián)平推流反應(yīng)器Pe,N,oe2值分

3、別為A.0、0、1B.oo、0、0C.0、oo、0D.00、00、0當(dāng)反應(yīng)級(jí)數(shù)n_一時(shí)，微觀流體具有比宏觀流體高的出口轉(zhuǎn)化率。A.=0B=1C.1D.1三.簡(jiǎn)答題（每小題W分，共20分）反應(yīng)器中流體為離析流與混合程度達(dá)到最大兩種，討論這兩種情況下反應(yīng)流體的混合狀況對(duì)一級(jí)不可逆反應(yīng)的反應(yīng)速率影響。簡(jiǎn)述氣-固相催化反應(yīng)的宏觀過(guò)程。四計(jì)算題（共35分）。（10分）某氣相1級(jí)反應(yīng)At2R+S在等溫，等壓的反應(yīng)器中進(jìn)行，原料含量A為75%（摩爾分?jǐn)?shù)），惰性氣體25%,經(jīng)8min后體積增加了1倍，求此時(shí)的轉(zhuǎn)化率及該反應(yīng)在此溫度下的速率常數(shù)。（15分）在一個(gè)連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器進(jìn)行均相反應(yīng)A+BP,反應(yīng)維持在

4、80C等溫操作,實(shí)驗(yàn)測(cè)得反應(yīng)速率方程式為：（-rA）=kCACBmol/（L-s）,k=2.5xl0-3L/（mol-s）,Q0=200L/min,當(dāng)反應(yīng)物A和E的初始濃度CA0=CBo=4mol/L,而A的轉(zhuǎn)化率xa=0.8時(shí)，求此反應(yīng)器的體積為多大？（10分）對(duì)不可逆反應(yīng)A+BtR+S,其機(jī)理步驟分別為A的吸附、E的吸附、表面反應(yīng)、R的脫附、S的脫附5個(gè)步驟，請(qǐng)推導(dǎo)出當(dāng)表面反應(yīng)為速率控制步驟時(shí)的本征動(dòng)力學(xué)方程。2013-2014學(xué)年第1學(xué)期考試試題（A）卷答案任課教師：羅曉剛審題教師：閆福安考試時(shí)間：（120）分鐘課程名稱：化學(xué)反應(yīng)工程出題教師：楊小俊考試方式：（閉）卷適用專業(yè)：2010英

5、語(yǔ)+化學(xué)工程與工藝題號(hào)二三四五六七總分得分評(píng)卷人注意：答案一律按順序做在答題紙上。二名詞解釋（每小題4分，共24分）。流過(guò)系統(tǒng)中的物料中所有停留時(shí)間小于t的物料百分率。又稱為理想混合或完全，無(wú)論有無(wú)化學(xué)反應(yīng)，是指流動(dòng)的理想化模型。基本假定：反應(yīng)器中的物料，包括剛進(jìn)入的物料，都能立即完全均勻地混合，即混合程度最大。反應(yīng)體系中,反應(yīng)物的消耗量和反應(yīng)產(chǎn)物的生成量之間存在著定量關(guān)系，即所謂反應(yīng)的化學(xué)計(jì)量關(guān)系。表示有化學(xué)反應(yīng)的吸收速率比單純物理吸收的速率大的倍數(shù)。反應(yīng)物全部轉(zhuǎn)化后系統(tǒng)體積的變化分率。脈沖示蹤法和階躍示蹤法選擇題（每小題3分，共21分）BCCCADD三.簡(jiǎn)答題（每小題10分，共20分）答題

6、要點(diǎn)：離析流ri=k（CAin+CA2n）/2混合程度達(dá)到最大r2=k（CA1+CA2）/2）n當(dāng)n=l時(shí)r=r2故流體的混合對(duì)一級(jí)不可逆反應(yīng)的反應(yīng)速率沒(méi)有影響答題要點(diǎn)：反應(yīng)物從氣相主體擴(kuò)散到顆粒外表面-外擴(kuò)散；（2分）反應(yīng)物從顆粒外表面擴(kuò)散進(jìn)入顆粒內(nèi)部的微孔-內(nèi)擴(kuò)散；（2分）反應(yīng)物在微孔的表面進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)分三步，串聯(lián)而成：反應(yīng)物在活性位上被吸附；吸附態(tài)組分進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)；吸附態(tài)產(chǎn)物脫附；（2分）反應(yīng)產(chǎn)物從內(nèi)表面上擴(kuò)散到顆粒外表面；（2分）反應(yīng)產(chǎn)物從顆粒外表面擴(kuò)散到氣相主體。（2分）四計(jì)算題（共35分）。（10分）解：首先確定該反應(yīng)是變摩爾反應(yīng)，其物質(zhì)量的變化為1+2-1設(shè)未反應(yīng)時(shí)其體積為

7、v,則反應(yīng)后其體積為=Vo(l+SAyAoXA)由題給條件可知，當(dāng)反應(yīng)8min后V=2V故有V兀=1+=2將有關(guān)代入上式解得：66.6%對(duì)于一級(jí)反應(yīng)，反應(yīng)速率方程可表示為dCArA=A=kcA=kcA(1XA)adtaaova丿積分后得1將轉(zhuǎn)化率和反應(yīng)時(shí)間代入上式，解得：k=0.123min-i(15分)解：C-CC-CXT=A074-=A074-=A(-y)kC2kC(1-X)2AAAQA_0.82.5x10-3x4x(l-O.8)o.2=2000S=33.3min,V=Vxt=200 x33.33=6.67M2r0(10分)推導(dǎo)過(guò)程如下：A的吸附：A+aoAaB的吸附：A+ooAo表面反應(yīng)：Ao+BotRo+SoR的吸附：RooR+oS的吸附：SooS+o（3分）本征動(dòng)力學(xué)方程為