化學(xué)反應(yīng)工程考試題

第一章緒論1.“三傳一反”是化學(xué)反應(yīng)工程的基礎(chǔ)，其中所謂的一反是指__反應(yīng)動(dòng)力學(xué)__。2.“三傳一反”是化學(xué)反應(yīng)工程的基礎(chǔ)，下列不屬于三傳的是_______。“三傳”指的是質(zhì)量傳遞、流量傳遞、動(dòng)量傳遞3.一級(jí)連串反應(yīng)在全混流釜式反應(yīng)器中，則目的產(chǎn)物P的最大濃度_____、__。4.一級(jí)連串反應(yīng)在平推流反應(yīng)器中，則目的產(chǎn)物P的最大濃度__、____。5.一級(jí)連串反應(yīng)在間歇式全混流反應(yīng)器中，則目的產(chǎn)物P的最大濃度_、_。6.一級(jí)連串反應(yīng)在平推流反應(yīng)器中，為提高目的產(chǎn)物P的收率，應(yīng)__降低__。7.化學(xué)反應(yīng)速率式為，如用濃度表示的速率常數(shù)為，用壓力表示的速率常數(shù)為，則=__D__。A.B.C.D.8.反應(yīng)，，則反應(yīng)級(jí)數(shù)n=__B___。A.0B.1C.2D.39.反應(yīng)A+B→C，已知，則反應(yīng)級(jí)數(shù)n=___B____。A.0B.1C.2D.310.反應(yīng)3A→P，已知，則反應(yīng)級(jí)數(shù)n=___A____。A.0B.1C.2D.311.反應(yīng)，已知，則反應(yīng)級(jí)數(shù)n=___C____。A.0B.1C.2D.312.反應(yīng)，已知，則反應(yīng)級(jí)數(shù)n=___C____。A.0B.1C.2D.313.反應(yīng)，已知，則反應(yīng)級(jí)數(shù)n=___C____。A.0B.1C.2D.314.反應(yīng)A+B→C，已知，則反應(yīng)級(jí)數(shù)n=___A____。A.0B.1C.2D.315.下列屬于平行反應(yīng)的是___C___。A.B.C.D.25.一級(jí)連串反應(yīng)A→P→S在間歇式反應(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__D_____。A.B.C.D.26.一級(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.27.對(duì)于恒容的平推流管式反應(yīng)器_平均停留時(shí)間_、_反應(yīng)時(shí)間_、空時(shí)__一致。28.對(duì)于恒容的__平推流_____管式反應(yīng)器平均停留時(shí)間、反應(yīng)時(shí)間、空時(shí)一致。29.對(duì)于反應(yīng)級(jí)數(shù)n＜0的反應(yīng)，為降低反應(yīng)器容積，應(yīng)選用__全混流_____反應(yīng)器為宜。30.對(duì)于反應(yīng)級(jí)數(shù)n＞0的反應(yīng)，為降低反應(yīng)器容積，應(yīng)選用__平推流_____反應(yīng)器為宜。31.對(duì)于自催化反應(yīng)，最合適的反應(yīng)器為__全混流串平推流_____。32.對(duì)于可逆的放熱反應(yīng)，使反應(yīng)速率最大的反應(yīng)溫度_?(E2?E1)/Rln[(k0E1CA0(1?χA)/k’0E2(CR0+CA0χA))]______。33.對(duì)于可逆的放熱反應(yīng)，達(dá)到化學(xué)反應(yīng)平衡時(shí)的溫度_?(E2?E1)/Rln[(k0E1CA0(1?χA)/k’0(CR0+CA0χA))]_______。34.對(duì)于反應(yīng)級(jí)數(shù)n＞0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35.對(duì)于可逆放熱反應(yīng)，為提高反應(yīng)速率應(yīng)__C___。A.提高壓力B.降低壓力C.提高溫度D.降低溫度

36.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)增大，則最適合的反應(yīng)器為__A_____。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

37.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.全混流串接平推流反應(yīng)器38.對(duì)于可逆放熱反應(yīng)如何選擇操作溫度？

（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)速率出現(xiàn)一極大值，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。39.全混流反應(yīng)器其E（t）曲線的方差___t?2____。40.偏離全混流、平推流這兩種理想流動(dòng)的非理想流動(dòng)，E（θ）曲線的方差為_0—1______。41.當(dāng)流體在半徑為R的管內(nèi)作層流流動(dòng)時(shí)，在徑向存在流速分布，軸心處的流速以記，則距軸心處距離為r的流速u0[1?(r/R)2]_______。42.當(dāng)流體在半徑為R的管內(nèi)作層流流動(dòng)時(shí)，管壁處的流速___0____。43.流體在半徑為R的管內(nèi)作層流流動(dòng)的停留時(shí)間分布密度函數(shù)E（t）=_t?2/2t3______。44.流體在半徑為R的管內(nèi)作層流流動(dòng)的停留時(shí)間分布函數(shù)F（t）=_1?(t?/2t)2______。45.脈沖示蹤法測(cè)定停留時(shí)間分布對(duì)應(yīng)曲線為_E（t）曲線______。46.階躍示蹤法測(cè)定停留時(shí)間分布對(duì)應(yīng)曲線為_F（t）曲線______。47.非理想流動(dòng)不一定是由__返混_____造成的。48.非理想流動(dòng)不一定是由返混造成的，但返混造成了___停留時(shí)間分布____。49.為了模擬返混所導(dǎo)致流體偏離平推流效果，可借助這種軸向返混與擴(kuò)散過程的相似性，在__平推流_____的基礎(chǔ)上疊加上軸向返混擴(kuò)散相來加以修正，并認(rèn)為的假定該軸向返混過程可以用費(fèi)克定律加以定量描述，所以，該模型稱為_軸向分散模型______。27.在軸向分散模型中，模型的唯一參數(shù)彼克萊準(zhǔn)數(shù)_uL/EX______。28.在軸向分散模型中，模型的唯一參數(shù)彼克萊準(zhǔn)數(shù)愈大軸向返混程度就__愈小_____。31.誤差函數(shù)erf的定義式為______________。33.軸向分散模型的數(shù)學(xué)期望值_1+2/Pe______，方差_2(1/Pe)+8(1/Pe)2______。51.平推流流動(dòng)的E（t）曲線的方差___A____。A.0B.0～1C.1D.＞152.全混流流動(dòng)的E（t）曲線的方差____C___。A.0B.0～1C.1D.＞167.簡述非理想流動(dòng)軸向擴(kuò)散模型的特點(diǎn)？1）在管內(nèi)徑向截面上流體具有均一的流速2）在流動(dòng)方向上流體存在擴(kuò)散過程，該過程類似于分子擴(kuò)散，符合Fick定律3）軸向混合系數(shù)在管內(nèi)為定值4）徑向不存在擴(kuò)散5）管內(nèi)不存在死區(qū)或短路流68.簡述非理想流動(dòng)軸向擴(kuò)散模型的定義？為了模擬返混所導(dǎo)致流體偏離平推流效果，可借助這種返混與擴(kuò)散過程的相似性，在平推流的基礎(chǔ)上疊加上軸向返混擴(kuò)散相來加以修正，并人為的假定該軸向返混過程可以用Fick定律加以定量描述，所以該模型稱為“軸向擴(kuò)散模型”69.簡述非理想流動(dòng)多級(jí)混合模型的特點(diǎn)？把實(shí)際的工業(yè)反應(yīng)器模擬成有n個(gè)容積相等串聯(lián)的全混流區(qū)所組成，來等效的描述返混和停留時(shí)間分布對(duì)反應(yīng)過程的影響。19.對(duì)于多孔性的催化劑，分子擴(kuò)散很復(fù)雜，當(dāng)微孔孔徑在約0.1um時(shí)，_分子與孔壁的碰撞__為擴(kuò)散阻力的主要因素。20.對(duì)于多孔性的催化劑，分子擴(kuò)散很復(fù)雜，當(dāng)微孔孔徑在約0.1um時(shí)，分子與孔壁的碰撞為擴(kuò)散阻力的主要因素，這種擴(kuò)散稱為_努森擴(kuò)散__。22.氣—固相催化反應(yīng)的內(nèi)擴(kuò)散模數(shù)_______，它是表征內(nèi)擴(kuò)散影響的重要參數(shù)。23.氣—固相催化反應(yīng)的內(nèi)擴(kuò)散模數(shù)，它是表征內(nèi)擴(kuò)散影響的重要參數(shù)，數(shù)值平方的大小反映了_表面反應(yīng)速率___與__內(nèi)擴(kuò)散速率_____之比。24.氣—固相催化反應(yīng)的內(nèi)擴(kuò)散模數(shù)的大小可判別內(nèi)擴(kuò)散的影響程度，愈大，則粒內(nèi)的濃度梯度就_愈大_，反之，愈小，內(nèi)外濃度愈近于__均一__。26.催化劑的失活可能是由于某些化學(xué)物質(zhì)的中毒引起的，關(guān)于中毒的兩種極端情況是_均勻中毒_與_孔口中毒_。43.氣固催化反應(yīng)的內(nèi)擴(kuò)散模數(shù)，其中L為特征長度，若顆粒為平片形則L=___C____。A.厚度/2B.RC.R/2D.R/359.解釋努森擴(kuò)散和分子擴(kuò)散分別在何種情況下占優(yōu)勢(shì)？多孔物質(zhì)催化劑的粒內(nèi)擴(kuò)散較為復(fù)雜。當(dāng)微孔孔徑較大時(shí)，分子擴(kuò)散阻力是由于分子間的碰撞所致，這種擴(kuò)散稱為分子擴(kuò)散。當(dāng)微孔孔徑小于分子的自由程0.1um時(shí)，分子與孔壁的碰撞機(jī)會(huì)超過了分子間的相互碰撞，而成為擴(kuò)散阻力的主要因素，這種擴(kuò)散稱為努森擴(kuò)散。7.描述固定床反應(yīng)器的數(shù)學(xué)模型，考慮了粒子與流體之間溫度與濃度的差別的模型稱之為_非均相模型______。8.描述固定床反應(yīng)器的擬均相模型，根據(jù)流動(dòng)模式與溫差的情況它又可分為平推流與有軸向返混的___一維____模型，和同時(shí)考慮徑向混合和徑向溫差的__二維_____模型。21簡述固定床反應(yīng)器的優(yōu)缺點(diǎn)？凡是流體通過不動(dòng)的固體物料所形成的床層而進(jìn)行反應(yīng)的裝置都稱作固定床反應(yīng)器。（1）催化劑在床層不易磨損（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22.簡述氣固相催化反應(yīng)固定床反應(yīng)器擬均相模型的特點(diǎn)？凡是流體通過不動(dòng)的固體物料所形成的床層而進(jìn)行反應(yīng)的裝置都稱作固定床反應(yīng)器。擬均相模擬忽略了床層中粒子與流體間溫度與濃度的差別。25.簡述氣—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)？凡是流體通過不動(dòng)的固體物料所形成的床層而進(jìn)行反應(yīng)的裝置都稱作固定床反應(yīng)器。擬均相二維模型是忽略床層中粒子與流體間溫度與濃度的差別，同時(shí)考慮流體在軸向和徑向上的溫度梯度和濃度梯度。名詞解釋（本題滿分30分）0、收率：以Y表示，其定義為Y=生成目的產(chǎn)物所消耗的關(guān)鍵組分的量（mol）/進(jìn)入反應(yīng)系統(tǒng)的關(guān)鍵組分的量（mol）1平行反應(yīng)：一種反應(yīng)物同時(shí)形成多種產(chǎn)物，稱為平行反應(yīng)，如2、全混流反應(yīng)器多態(tài)：根據(jù)不同的操作參數(shù)，QR與QC的交點(diǎn)可能有三個(gè)、兩個(gè)或一個(gè)，這種有多個(gè)交點(diǎn)的現(xiàn)象稱為反應(yīng)器的多態(tài)。3宏觀反應(yīng)動(dòng)力學(xué)：4返混：又稱逆向返混，不同年齡的質(zhì)點(diǎn)之間的混合。是時(shí)間概念上的混合。5內(nèi)擴(kuò)散有效因子：ζ=rp/rs=cat粒子的實(shí)際反應(yīng)速率/cat內(nèi)部的濃度和溫度與其外表面上的相等時(shí)的反應(yīng)速率（s指外表面狀態(tài)下的情況）6、全混流模型：反應(yīng)物料以穩(wěn)定流量流入反應(yīng)器，在反應(yīng)器中，剛進(jìn)入的新鮮物料與存留在反應(yīng)器中的物料瞬間達(dá)到完全混合。7、化學(xué)膨脹因子:δA為組分A轉(zhuǎn)化1mol時(shí)，反應(yīng)物系增加或減少的量，稱為化學(xué)膨脹因子，即δA=(1/γA)[(γA+γM)?(γA+γB)]=∑γi/γA8,全混流反應(yīng)器熱不穩(wěn)定性：如果某個(gè)短暫的擾動(dòng)使反應(yīng)器內(nèi)的溫度產(chǎn)生微小的變化，當(dāng)擾動(dòng)消失后，如果反應(yīng)溫度將繼續(xù)上升直到另一個(gè)平衡狀態(tài)為止，稱此反應(yīng)器是不穩(wěn)定的，或五自衡能力。4、有如下平行反應(yīng),P為目的產(chǎn)物，各反應(yīng)均為一級(jí)不可逆放熱反應(yīng)，反應(yīng)活化能依次為,為j反應(yīng)的指前因子，證明最佳溫度（10分）2、某催化反應(yīng)總反應(yīng)為反應(yīng)機(jī)理為：a.b.c.(1)分別推導(dǎo)a,c各為控制步驟時(shí)的均勻吸附動(dòng)力學(xué)方程;(2)寫出b為控制步驟時(shí)的均勻吸附動(dòng)力學(xué)方程;（20分）3、用脈沖示蹤法在反應(yīng)器入口輸入示蹤劑KMnO4，并同時(shí)測(cè)其出口物料中示蹤劑KMnO4的濃度隨時(shí)間的變化，測(cè)量數(shù)據(jù)如下：t（min）0481216202428323640KMnO4濃度（g/l）0261212105210.50試根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定反應(yīng)器中的平均停