反應(yīng)工程期末試卷

1、線訂裝線封密蘭州交通大學(xué)試卷（主卷）課程名稱：化學(xué)反應(yīng)工程A教學(xué)班中學(xué)生序號:分評題號一一三四五總分得分閱卷人學(xué)號:姓名:班級:復(fù)查人簽名:核分人簽名:號學(xué):名姓點(diǎn)端兩線黑過超得不下上：求要寫書題考:級班Ca,空間時(shí)間為A. -A0- (1k)22 2cA0 C.2 kD. 六一、選擇填空（每小題2分，共30分）1、丁烷在700C,總壓0.3MPa條件下的熱分解反應(yīng)：C4Hio （A） -2c2H4 （B） + H2 （C）原料氣中含有10%的甲烷，假設(shè)甲烷不分解，則丁烷進(jìn)料流量為Vo=300m3h-1且轉(zhuǎn)化率為xa=60%時(shí)，反應(yīng)器出口體積流量 V= （） m3h-1。A.120 B.300

2、 C.324 D. 6242、二級液相反應(yīng) A - R,在反應(yīng)的第一分鐘內(nèi) A的濃從2.0mol/L下降到1.5mol/L, 則速率常數(shù) k= （） L mol-1 min-1。A. 0.0028 B. 0.167 C. 0.5 D.條件不足，無法計(jì)算3、關(guān)于平推流反應(yīng)器的物理模型，以下不正確的是（）。A.反應(yīng)器內(nèi)無返混，所有物料通過反應(yīng)器的時(shí)間相同B.垂直于流體流動方向的同一截面，不同徑向位置的組成和溫度是一致的C.定常態(tài)下操作，反應(yīng)器內(nèi)狀態(tài)只隨軸向位置而變，不隨時(shí)間改變D.反應(yīng)器內(nèi)無軸向返混，但在徑向有返混，且物料通過反應(yīng)器的時(shí)間相等4.直徑和高均為a的圓柱形催化劑粒子，具比表面當(dāng)量直徑

3、ds=（）。A. a B. - aC.旦d.2 a22a65 .在反應(yīng)器設(shè)計(jì)物料衡算式中，關(guān)鍵組分積累量為零的反應(yīng)器為（）。A. PFR 和 CSTR B. BR 和 CSTR C. PFR和 BR D. PFR, CSTR 和 BR6 .催化劑的密度Pp = 0.8g /cm3 ,床層空隙率名b= 0.4 ,則床層密度Pb=（,3g / cm 。A. 0.32 B. 0.48 C. 0.75 D. 1.337 .對于連串反應(yīng)2AP-S,如果A的起始濃度CA0=1.2kmol/m3,反應(yīng)結(jié)束時(shí)反應(yīng)混合物中A的濃度為CA=0.2kmol/m3, P的濃度為0.4kmol/m3,則瓦二（）。A.

4、0.2 B. 0.4 C. 0.8 D. 1.08 .下列關(guān)氣-固流化床反應(yīng)器正確的陳述是（）。A.在氣流的攪動下，流化床內(nèi)一般呈散式流態(tài)化8 .流化床內(nèi)催化劑顆粒粒徑小，因而可以忽略催化劑內(nèi)擴(kuò)散C.初始流化速度和逸出速度均指氣體真實(shí)流速D.氣泡相內(nèi)只有氣體，沒有固體9 .在全混流反應(yīng)器中進(jìn)行等溫液相一級不可逆反應(yīng)，進(jìn)口濃度為Cao ,出口濃度為,現(xiàn)在原反應(yīng)器上串聯(lián)一個(gè)相同的反應(yīng)器，其它條件不變，則出口濃度變?yōu)椋?0 .在均相反應(yīng)器中進(jìn)行如下平行反應(yīng):A + B P (目的產(chǎn)物)p=cAcbA-2-> S （副產(chǎn)物）%=2Ca為了提高主產(chǎn)物的收率，宜選擇的操作方式為（）。A.采用半連續(xù)反

5、應(yīng)器，反應(yīng)物 A分次加入B.采用平推流反應(yīng)器，B分次加入C.采用全混流反應(yīng)器，A和B同時(shí)加入D.采用全混流反應(yīng)器與平推流反應(yīng)器的串聯(lián)組合11.實(shí)驗(yàn)測得某固體催化劑的速率常數(shù) k=0.1s-1,有效擴(kuò)散系數(shù)De=0.004cm2 . s-1,共6頁 第1頁共6頁第2頁線訂裝線封密蘭州交通大學(xué)試卷（附卷）:分評點(diǎn)端兩線黑過超得不下上：求要寫書題考:號學(xué) ：名姓:級班如果西勒模數(shù)Q<0.3,則可認(rèn)為無內(nèi)擴(kuò)散影響，催化劑的直徑應(yīng)當(dāng)（）。A.小于 0.18cm B.大于 0.18cm C.小于 0.36cm D.大于 0.36cm12 .雙膜理論假設(shè)在氣液界面處液相 A組分的濃度與氣相分壓間的關(guān)系

6、符合（）。A.費(fèi)克擴(kuò)散定律B.亨利定律 C.拉烏爾定律D.道爾頓分壓定律13 .對于快速反應(yīng)，適合的氣-液反應(yīng)器為（）。A.鼓泡塔 B.板式塔 C.填料塔 D.鼓泡攪拌釜14 .當(dāng)催化劑孔徑d0與分子平均自由程 入的比值d。/ A100時(shí)，總氣體擴(kuò)散系數(shù)可以按（）計(jì)算。A.分子擴(kuò)散系數(shù)B.克努森擴(kuò)散系數(shù)C.綜合擴(kuò)散系數(shù) D.表面擴(kuò)散系數(shù)15 .氣-固相催化平行反應(yīng)A 匚 P （-rA）1 =k1cAA -2_* R （-rA）2 = k1cA內(nèi)擴(kuò)散影響明顯，P為目標(biāo)產(chǎn)物，為提高P的選擇性，應(yīng)采用的措施是（ ）oA.減小粒徑，減小孔徑B.減小粒徑，增大孔徑C.增大粒徑，減小孔徑D.增大粒徑，增大

7、孔徑二、判斷正誤（每小題1分，共10分）（在你認(rèn)為正確的敘述后括號內(nèi)填，在 錯誤的敘述后填“X”）1 .西勒模數(shù)Q越大，內(nèi)擴(kuò)散影響越小。（）2 .氣-固催化本征動力學(xué)不涉及內(nèi)、外擴(kuò)散的影響。（）3 .任何連續(xù)反應(yīng)器平均停留時(shí)間t總與空間時(shí)間t在數(shù)值上相等。（）4 .對同一反應(yīng)器，用脈沖示蹤法和階躍示蹤法會得到不同的 F（t）。（）5 .空間時(shí)間定義式中V0是指進(jìn)口流體在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積流量。（）6 .全混流反應(yīng)器出口物料中關(guān)鍵組分 A的濃度要略小于反應(yīng)器內(nèi)A的濃度。（）7 .由于全混流反應(yīng)器中存在返混，所以對于任何反應(yīng)，所需全混流反應(yīng)器的體積要大 于平推流反應(yīng)器體積。（）8 .兩并聯(lián)平推流反應(yīng)

8、器總體積最小條件為兩反應(yīng)器體積相等，即V1=V2o（）9 .在間歇反應(yīng)器中達(dá)到一定轉(zhuǎn)化率所需時(shí)間與反應(yīng)器大小無關(guān)。（）10 .多釜串聯(lián)的全混流反應(yīng)器，各釜中的選擇性是相等的。（）三、計(jì)算題（共46分）1.某一級不可逆反應(yīng)，在平推流反應(yīng)器中的轉(zhuǎn)化率為0.8,如欲將生產(chǎn)能力提高50%,如果在平推流反應(yīng)器后串聯(lián)全混流釜，請計(jì)算當(dāng)最終轉(zhuǎn)化率相同時(shí)，全混釜體積應(yīng)當(dāng)為平推流反應(yīng)器的多少倍？ （12分）2.用脈沖示蹤法測得一連續(xù)反應(yīng)器的 i= 400s,仃：=80000s2。某一級液相反應(yīng) 在間歇反應(yīng)器中進(jìn)行，反應(yīng)10min時(shí)的轉(zhuǎn)化率為0.8,請用多級混合槽模型計(jì)算 該反應(yīng)在此連續(xù)反應(yīng)器中的轉(zhuǎn)化率。（12分

9、）共6頁第3頁共6頁 第4頁線訂裝線封密 點(diǎn)端兩線黑過超得不下上：求要寫書題考:分評 ：號學(xué) ：名姓 ：級班蘭州交通大學(xué)試卷（附卷）3.自催化反應(yīng) A+ P - 2P,動力學(xué)方程為 TA=kcACP, k=0.1m3 - kmol-1 min-1, CA0=1.0kmol m-3, cp0=0.2kmol - m-3, 進(jìn)料 V0=0.45m3 min-1。當(dāng) A 的轉(zhuǎn)化率 達(dá)90%時(shí)：（1）應(yīng)采用平推流反應(yīng)器與全混流反應(yīng)器的何種組合，以使總反應(yīng)器體積最 ??？ （4分）（2）總體積最小時(shí)，全混流反應(yīng)器體積為多少？ （6分）四.看圖回答問題（6分）如圖所示是一級不可逆反應(yīng)在全混釜中的移熱速率線和

10、產(chǎn)熱速率線?？磮D回答:3.穩(wěn)定的操作點(diǎn)有;不穩(wěn)定的操作點(diǎn)有五.證明題（8分）A 272A1/2-氣固相反應(yīng)A|_| R ,機(jī)理為2A* 即+仃 R： L R 二A > P4.平行液相反應(yīng)At RA ，S請計(jì)算在平推流反應(yīng)器中rP =1rR=2cA,其中 CA0=2kmol m , cAf = 0.2kmol m，。rS = cAP的收率。（12分）請證明，當(dāng)A的表面反應(yīng)為控制步驟時(shí),1 .圖中1、2、3三條移熱線 中，進(jìn)料溫度最高的 是;2 .點(diǎn)對應(yīng)溫度為著火溫 度，點(diǎn)對應(yīng)溫度為熄火 點(diǎn)；;期望的操作點(diǎn)有反應(yīng)速率式為共6頁第5頁共6頁第6頁線訂裝線封密 點(diǎn)端兩線黑過超得不下上：求要寫書題考:分評 ：號學(xué) ：名姓 ：級班蘭州交通大學(xué)試卷（附卷）7.兩平推流反應(yīng)器并聯(lián)組合總體積最小的