化學反應工程期末試卷

1、1.化學反應工程是一門研究_的科學。2.化學反應速率式為，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.平行反應均為一級不可逆反應，若，選擇性Sp與_無關，僅是_的函數(shù)。 4.對于反應級數(shù)n0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_、_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

2、孔壁的碰撞為擴散阻力的主要因素。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)溫度和平衡溫度，二者的關系為_。12.描述流化床的氣泡兩相模型，以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通過，而其余部分_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_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。II.1.一級連串反應A P S在全混流釜式反應器中進行，使

3、目的產物P濃度最大時的最優(yōu)空時_。 A. B. C. D. 2.全混流反應器的容積效率小于1.0時，且隨著的增大而減小，此時該反應的反應級數(shù)n_。 A. 0 B. =0 C. 0 D. 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. =0 B. =1 C. 1 D. 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_裝置。A. 填料塔 B. 噴灑塔 C. 鼓泡塔 D. 攪拌釜6.催化劑在使用過程中會逐漸失

4、活，其失活速率式為，當平行失活對反應物有強內擴散阻力時，d為_。 A. 0 B. =1 C. 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

5、氣泡大小有關10.流化床反應器中的操作氣速是根據(jù)具體情況定的，一般取流化數(shù)在_范圍內。 A. 0.10.4 B. 1.510 C. 1015 D. 0.41.5III.簡答題1.(5)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.(5)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.(5)簡述氣-液反應的宏觀過程：A（g） + bB（l） 產物（l）？4.(5)簡述固定床反應器的優(yōu)缺點？5.(5)簡述氣固流化床反應器氣泡兩相模型的特點？6.(5)簡述雙膜理論？IV.計算題1.(10)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： 已知在916時，試計算：1

6、）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.(10)有一級不可逆反應AP，在85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，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.(10)(A) (P) (S)反應速度；，在恒溫恒容下求等容積的兩釜串聯(lián)全混流反應器內進行這一反應時,求目的產物P的選擇性，其中,，,。4.(10)有一個反應器測其方差，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，求反應器的出口轉化率

7、？5.(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，求 1）推算模型參數(shù)N； 2）推算一級不可逆等溫反應的出口轉化率。1.(1)化學反應的工程問題 2.(1) 3.(2)濃度、溫度 4.(1)平推流5.(3)平均停留時間、反應時間、空時 6.(1)微觀流體 7.(2)調勻度S、流體的混合態(tài)8.(2)物理、化學 9.(1)0.1um 10.(1)擬均相一維11.(1)12.(1)13.(2)氣、乳 14.(1)兩個或更多1.(2)D 2.(2)D 3.(2)D 4.(2)C 5.(2)C 6.(2)C 7.(2)A 8.(2)A 9.(2)C 10.(2)B1.(5)空時是反

8、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.(5)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F（t），。（分）3.(5)1）反

9、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；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；分3）液相內的反應產物向濃度下降方向擴散，氣相產物則向界面擴散；分4）氣相產物向氣相主體擴散。分4.(5)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。（分）1）催化劑在床層內不易磨損；（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能力；（分）3）固定床中的傳熱較差；（分）4）催化劑的更換必須停產進行。（分）5.1）以U0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Um

10、f通過，而其余部分以（U0-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。分6.(5)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，（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（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（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（分），相間傳質總阻力等于傳質阻力的加和（分）。1.(10)解：設在時間t時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）當轉化率為99%時 分 分2）瞬時選擇性為 分積分得 分 分2.(10)解：由于兩等體積釜串聯(lián)，則 分 分 分而