(建筑工程管理)化學(xué)反應(yīng)工程自測(cè)試卷

1、（建筑工程管理）化學(xué)反應(yīng)工程自測(cè)試卷2 OXX年XX月化學(xué)反應(yīng)工程期末自測(cè)試卷(4)科目 :化學(xué)反應(yīng)工程適用對(duì)象 :化學(xué)工程和工藝本科2004-7-6I. 填空題1. (1) 化學(xué)反應(yīng)工程是壹門(mén)研究 的科學(xué)。2. (1) 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)，則 = 。3. (2) 平行反應(yīng)均為壹級(jí)不可逆反應(yīng)，若>，選擇性 Sp 和 無(wú)關(guān)，僅是 的函數(shù)。4. (1)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 反應(yīng)器為宜。5. (3) 對(duì)于恒容的平推流管式反應(yīng)器 、 、壹致。6. (1) 若流體是分子尺度作為獨(dú)立運(yùn)動(dòng)單元來(lái)進(jìn)行混合，這種流體稱(chēng)為

2、 。7. (2) 流體的混合程度常用 、 來(lái)描述。8. (2)催化劑在使用過(guò)程中，可能因晶體結(jié)構(gòu)變化、融合等導(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. (1) 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 時(shí)，分子和孔壁的碰撞為擴(kuò)散阻力的主要因素。10. (1) 絕熱床反應(yīng)器由于沒(méi)有徑向床壁傳熱， 壹般能夠當(dāng)作平推流處理， 只考慮流體流動(dòng)方向上有溫度 和濃度的變化，因此壹般可用 模型來(lái)計(jì)算。11. (1)對(duì)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 度和 平衡溫 度， 二者的 關(guān)系 為12. (1) 描述流化床的氣泡

3、倆相模型， 以的氣速進(jìn)入床層的氣體中， 壹部分在乳相中以起始流化速度通過(guò)， 而其余部分 則全部以氣泡的形式通過(guò)。13. (2)描述流化床的數(shù)學(xué)模型， 對(duì)于氣、 乳倆相的流動(dòng)模式壹般認(rèn)為 相為平推流， 而對(duì) 相則有種種不同的流型。14. (1) 多相反應(yīng)過(guò)程是指同時(shí)存在 相態(tài)的反應(yīng)系統(tǒng)所進(jìn)行的反應(yīng)過(guò)程。II. 單項(xiàng)選擇1. (2)壹級(jí)連串反應(yīng) AP S 在全混流釜式反應(yīng)器中進(jìn)行，使目的產(chǎn)物P 濃度最大時(shí)的最優(yōu)空時(shí) 。A.B.C.D.2. (2)全混流反應(yīng)器的容積效率小于 1.0 時(shí)，且隨著的增大而減小， 此時(shí)該反應(yīng)的反應(yīng)級(jí)數(shù) n。A. <0B.=0C. 0D.> 03. (2) 當(dāng)反

4、應(yīng)級(jí)數(shù) n 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.< 14. (2) 軸向分散模型的物料衡算方程的初始條件和邊界條件和 無(wú)關(guān)。A. 示蹤劑的種類(lèi) B.示蹤劑的輸入方式 C.管內(nèi)的流動(dòng)狀態(tài) D.檢測(cè)位置5. (2)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)，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6. (2) 催化劑在使用過(guò)程中會(huì)逐漸失活，其失活速率式為，當(dāng)平行失活對(duì)反應(yīng)物有強(qiáng)內(nèi)擴(kuò)散阻力時(shí)， d 為。A. 0B.=1C. 3D. 17. (2) 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(diǎn)是 。A

5、. 粒子和流體間有溫度差 B.粒子和流體間無(wú)溫度差 C.床層徑向有溫度梯度 D.床層軸向有溫度梯度8. (2) 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(diǎn)是 。A. 粒子和流體間有濃度差 B.粒子和流體間無(wú)濃度差C.床層徑向有溫度梯度 D.床層徑向有濃度梯度9. (2) 下列哪壹項(xiàng)不屬于流化床反應(yīng)器按深度而分的第級(jí)模型的特點(diǎn) 。A. 各參數(shù)均為恒值 B.參數(shù)值不隨床高而變C.參數(shù)值和氣泡大小無(wú)關(guān) D. 參數(shù)值和氣泡大小有關(guān)10. (2) 流化床反應(yīng)器中的操作氣速是根據(jù)具體情況定的，壹般取流化數(shù)在 范圍內(nèi)。A.0.1 0.4B.1.510C.1015D.0.41.5III. 簡(jiǎn)答題1.

6、 (5) 簡(jiǎn)述等溫恒容平推流反應(yīng)器空時(shí)、反應(yīng)時(shí)間、停留時(shí)間三者關(guān)系？2. (5) 簡(jiǎn)述階躍示蹤法測(cè)停留時(shí)間分布的實(shí)驗(yàn)方法及其對(duì)應(yīng)曲線？3. (5)簡(jiǎn)述氣 -液反應(yīng)的宏觀過(guò)程： A(g)+bB (l)產(chǎn)物( l)？4. (5) 簡(jiǎn)述固定床反應(yīng)器的優(yōu)缺點(diǎn)？5. (5) 簡(jiǎn)述氣固流化床反應(yīng)器氣泡倆相模型的特點(diǎn)？6. (5) 簡(jiǎn)述雙膜理論？IV. 計(jì)算題1. (10) 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： 已知在 916時(shí)，試計(jì)算：1) 99%的醋酸反應(yīng)掉的時(shí)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. (10)有壹級(jí)不可逆反應(yīng) A P，在 8

7、5時(shí)反應(yīng)速率常數(shù)為 3.45h-1 ，今擬在壹個(gè)容積為 10m3 的釜式反 應(yīng)器中進(jìn)行，若最終轉(zhuǎn)化率為，設(shè)該反應(yīng)的處理量為 1.82m3/h ，今若改用倆個(gè)容積相等的串聯(lián) 釜操作，求反應(yīng)器的總?cè)莘e？3. (10),求目的產(chǎn)物 P 的且在這個(gè)反應(yīng)器中(A)(P)(S) 反應(yīng)速度；，在恒溫恒容下求等容積的倆釜串聯(lián)全混流反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行這壹反應(yīng)時(shí) 選擇性，其中 ,， ,。4. (10)有壹個(gè)反應(yīng)器測(cè)其方差， 如果這個(gè)反應(yīng)器能夠用等體積多釜串聯(lián)模型來(lái)描述， 進(jìn)行液相反應(yīng) A+B 2R，已知，求反應(yīng)器的出口轉(zhuǎn)化率？5. (5) 用多級(jí)全混流串聯(lián)模型來(lái)模擬壹管式反應(yīng)裝置中的脈沖實(shí)驗(yàn)，已知， ，求1) 推算模型

8、參數(shù) N ；(3 分)2) 推算壹級(jí)不可逆等溫反應(yīng)的出口轉(zhuǎn)化率。 (2 分) 化學(xué)反應(yīng)工程期末自測(cè)試卷答案(1)1. (1) 化學(xué)反應(yīng)的工程問(wèn)題2. (1)3. (2) 濃度、溫度4. (1) 平推流5. (3) 平均停留時(shí)間、反應(yīng)時(shí)間、空時(shí)6. (1)微觀流體7. (2)調(diào)勻度 S、流體的混合態(tài)8. (2) 物理、化學(xué)9. (1)0.1um10. (1) 擬均相壹維11. (1)12. (1)13. (2) 氣、乳14. (1) 倆個(gè)或更多1. (2) D2. (2) D3. (2)D4. (2) C5. (2) C6. (2)C7. (2)A8. （2）A9. （2）C10. （2）B1.

9、 （5）空時(shí)是反應(yīng)器的有效容積和進(jìn)料流體的容積流速之比。 （分）反應(yīng)時(shí)間是反應(yīng)物料進(jìn)入反應(yīng)器 后從實(shí)際發(fā)生反應(yīng)的時(shí)刻起到反應(yīng)達(dá)某壹程度所需的反應(yīng)時(shí)間。 （分）停留時(shí)間是指反應(yīng)物進(jìn) 入反應(yīng)器的時(shí)刻算起到離開(kāi)反應(yīng)器內(nèi)共停留了多少時(shí)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(shí)間且等于反應(yīng)時(shí)間， 恒容時(shí)的空時(shí)等于體積流速之比， 所以三者相等。 （分）2. （5） 階躍示蹤法是對(duì)于定常態(tài)的連續(xù)流動(dòng)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 且濃度為的流體， （分）同時(shí)保持系統(tǒng)內(nèi)流動(dòng)模式不變，且在切換的同時(shí)，在出口處 測(cè)出出口流體中示蹤劑 A 的濃度隨時(shí)間

10、的變化。 （分）對(duì)應(yīng)的曲線為 F（ t），。（分）3. （5）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(dá)到氣液相平衡；分2）反應(yīng)物氣相組分 A 從氣液相界面擴(kuò)散入液相，且在液相內(nèi)反應(yīng)；分3）液相內(nèi)的反應(yīng)產(chǎn)物向濃度下降方向擴(kuò)散，氣相產(chǎn)物則向界面擴(kuò)散；分4）氣相產(chǎn)物向氣相主體擴(kuò)散。分4. （5） 凡是流體通過(guò)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(chēng)作固定床反應(yīng)器。 （分） 1）催化劑在床層內(nèi)不易磨損； （分）2）床層內(nèi)流體的流動(dòng)接近于平推流，和返混式反應(yīng)器相比，用較少的催化劑和較小的反應(yīng)器容 積來(lái)獲得較大的生產(chǎn)能力； （分）3）固定床中的傳熱較差； （分）4）催化劑的更換必

11、須停產(chǎn)進(jìn)行。 （分）5. （5）1）以 U0 的氣速進(jìn)入床層的氣體中，壹部分在乳相中以起始流動(dòng)速度 Umf 通過(guò)，而其余部分以 （ U0-Umf ）則全部以氣泡的形式通過(guò)；分2）床層從流化前的高度 Lmf 增高到流化時(shí)的高度 Lf ，完全是由于氣泡的體積所造成；分3）氣泡相為向上的平推流，大小均壹；分4）反應(yīng)完全在乳相中進(jìn)行；分5）氣泡和乳相間的交換量 Q 為穿流量 q 和擴(kuò)散量之和。分6. （5）該模型設(shè)想在氣 -液倆相流的相界面處存在著呈滯流狀態(tài)的氣膜和液膜，（分） 而把氣液倆相阻力集中在這倆個(gè)流體膜內(nèi)，而假定氣相主體和液相主體內(nèi)組成均壹，不存在傳質(zhì)阻力（分） 。 組分是通過(guò)在氣膜和液膜內(nèi)的穩(wěn)定的分子擴(kuò)散過(guò)程來(lái)進(jìn)行傳質(zhì)的， 通過(guò)氣膜傳遞到相界面的溶質(zhì) 組分瞬間的溶于液體且達(dá)到平衡（分） 。因此，把復(fù)雜的相間傳質(zhì)過(guò)程模擬成串聯(lián)的穩(wěn)定的雙 膜分子擴(kuò)散過(guò)程的疊加（分） ，相間傳質(zhì)總阻力等于傳質(zhì)阻力的加和（分） 。1.（10）解：設(shè)在時(shí)間 t 時(shí)乙烯酮和甲烷的濃度分別為 x 和 y ，初始為，則分分相加得分將其積分分1）當(dāng)轉(zhuǎn)化率為 99%時(shí)分分2)瞬時(shí)選擇性為分 積分得分分2. (