化學(xué)反應(yīng)工程期末考試真題0001

1、一、選擇題氣相反應(yīng)CO + 3HCH4 +比°進(jìn)料時(shí)無(wú)惰性氣體,CO與H2以1 ： 2摩爾比進(jìn)料，則膨脹因子CO =_AA. -2B. -1C. 1D. 22、一級(jí)連串反應(yīng)A . PK2A S在間歇式反應(yīng)器中，則目的產(chǎn)物C一P的最大濃度P,max_A.3、4、5、6、7、8、9、A.串聯(lián)反應(yīng)A - P （目的）np npoa nao nAB.全混流反應(yīng)器的容積效率IA. <0CA0(K2/K1)"2K2/K2、112 c CA0(K1)C.R + S ,目的產(chǎn)物 嗎副產(chǎn)物S的選擇性Sp =_CnP nPOn p nPOD.CA0T722(K1/K2)1nP nP0nA

2、0C. nsn soD.nR nRO=時(shí)，該反應(yīng)的反應(yīng)級(jí)數(shù)nB.B. =0C.對(duì)于單一反應(yīng)組分的平行反應(yīng)A.平推流反應(yīng)器C.多釜串聯(lián)全混流反應(yīng)器D.>0SWD，其瞬間收率CP隨CA增大而單調(diào)下降，則最適合的反應(yīng)器為B.D.全混流反應(yīng)器全混流串接平推流反應(yīng)器對(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_0A.平推流反應(yīng)器C.循環(huán)操作的平推流反應(yīng)器A一級(jí)不可逆液相反應(yīng)AB.D.全混流反應(yīng)器全混流串接平推流反應(yīng)器C A032.30kmol/m出口轉(zhuǎn)化率xA 0.7,每批操作時(shí)間t to 2.06h置的生產(chǎn)能力為50000 kg產(chǎn)物R/天,M R=60,“3則反應(yīng)器的體積

3、V為_(kāi)C_mA.B.C.D.在間歇反應(yīng)器中進(jìn)行等溫一級(jí)反應(yīng)A需時(shí)間t=B一秒。A. 400B. 460C. 500rA 0.01CAmol/l s 當(dāng) Cao 1mol/l 時(shí)，求反應(yīng)至 Ca 0.01mol/lD. 560一級(jí)連串反應(yīng)A - P -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)0ptln(K2/K1)ln( K1/K2)A.K2 KiB.K2 KiC.ln(K2/ K1),K1K2D.1K1K210、分批式操作的完全混合反應(yīng)器非生產(chǎn)性時(shí)間t0不包括下列哪一項(xiàng)B_。A.加料時(shí)間B.反應(yīng)時(shí)間C.物料冷卻時(shí)間 D. 清洗釜所用時(shí)間11、全混流反應(yīng)器中有B穩(wěn)定的定常態(tài)操

4、作點(diǎn)A. 1 B. 2C. 3D. 412、全混流反應(yīng)器的容積效率固小于時(shí)，且隨著A的增大而減小，此時(shí)該反應(yīng)的反應(yīng)級(jí)數(shù)n DA. <0B. =0C.>0 D.>013、當(dāng)反應(yīng)級(jí)數(shù)n_p_M,微觀流體具有比宏觀流體高的出口轉(zhuǎn)化率。A. =0B. =1C.> 1 D.< 114、軸向分散模型的物料衡算方程的初始條件和邊界條件與_g_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15、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C裝置。A.填料塔 B. 噴灑塔 C. 鼓泡塔d16、催化劑在使用過(guò)程中會(huì)逐漸失活，其

5、失活速率式為dtA0B. =1C.-317、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D.kdCmD.,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_(kāi)CA.粒子與流體間有溫度差B.粒子與流體間無(wú)溫度差C.床層徑向有溫度梯度D.床層軸向有溫度梯度18、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 oA.粒子與流體間有濃度差B.粒子與流體間無(wú)濃度差C.床層徑向有溫度梯度D.床層徑向有濃度梯度19、下列哪一項(xiàng)不屬于流化床反應(yīng)器按深度而分的第n級(jí)模型的特點(diǎn)_c_oA.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(wú)關(guān)D.參數(shù)值與氣泡大小有關(guān)20、流化床反應(yīng)器中的操作氣速 U

6、0是根據(jù)具體情況定的，一般取流化數(shù)U 0/U mf在_目_范圍內(nèi)。A. B. 10 C. 1015 D. 21、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CA.移熱速率 >放熱速率B .移熱速率 <放熱速率C.移熱速率隨溫度變化率 >放熱速率隨溫度的變化率D.移熱速率隨溫度變化率 <放熱速率隨溫度的變化率22、氣固催化反應(yīng)本征速率是指排除 C 阻力后的反應(yīng)速率。A.外擴(kuò)散阻力B .內(nèi)擴(kuò)散 C .內(nèi)外擴(kuò)散 D .吸附和脫附223、等溫減相反應(yīng) A+B -P r p=kCO, 2A fR r R=k2。P為目的產(chǎn)物，有下列四種方案可供選擇，

7、從提高P的收率著眼適宜選用 DA.間歇釜式反應(yīng)器，AF口 BL次性加入；B .全混流反應(yīng)器；C.半間歇釜式反應(yīng)器，A一次性加入，B連續(xù)滴加；D.半間歇釜式反應(yīng)器，B一次性加入，A連續(xù)滴加。24、乙苯在催化劑上脫氫生成苯乙烯，經(jīng)一段時(shí)間反應(yīng)后，苯乙烯生成量不再增加，乙苯仍大量存在，表明這是一個(gè)B 反應(yīng)。A.慢速 B .可逆C .自催化 D .不可逆K1K225、等溫恒容下進(jìn)行各步均為一級(jí)不可逆串聯(lián)反應(yīng)A » P S若保持相同的轉(zhuǎn)化率xA,調(diào)節(jié)反應(yīng)溫度使k2/k1降低，則P的收率將 AA.增大 B .減小C .不變 D .先增后減 26、在全混流反應(yīng)器中，反應(yīng)器的有效容積與進(jìn)料流體的容積

8、流速之比為A.空時(shí)tB.反應(yīng)時(shí)間t C.停留時(shí)間t D.平均停留時(shí)間27、階躍示蹤法測(cè)定停留時(shí)間分布對(duì)應(yīng)曲線為 B oA. E （t）曲線B. F （t）曲線C. I （t）曲線 （t）曲線28、氣固催化反應(yīng)的內(nèi)擴(kuò)散模數(shù),其中L為特征長(zhǎng)度，若顆粒為球形則 L=D_A.厚度/2B. RC. R/2D. R/329、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)器三、分析解答題1、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)系空時(shí)是反應(yīng)器的有效容積與進(jìn)料流體的容積流速之比。（分）

9、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)某一程度所需的反應(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、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Ca0的流體，（分）同時(shí)保持系統(tǒng)內(nèi)流動(dòng)模式不變，并在切換的同時(shí)，在出口處測(cè)出出口流體中示蹤劑 A的濃度隨時(shí)間的變化。（分）對(duì)應(yīng)的曲線為F （t）,F(t)CaC

10、a0 o (分)3、簡(jiǎn)述均相反應(yīng)及其動(dòng)力學(xué)的研究?jī)?nèi)容答：參與反應(yīng)的各物質(zhì)均處于同一個(gè)相內(nèi)進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)稱(chēng)為均相反應(yīng)。均相反應(yīng)動(dòng)力學(xué)是研究各種因素如溫度、催化劑、反應(yīng)物組成和壓力等對(duì)反應(yīng)速率、反應(yīng)產(chǎn)物分布的影響，并確定表達(dá)這些影響因素與反應(yīng)速率之間定量關(guān)系的速率方程。4、對(duì)于可逆放熱反應(yīng)如何選擇操作溫度答：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；3）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。5、簡(jiǎn)述氣-液反應(yīng)的宏觀過(guò)程：A （g） + bB

11、 （l）-產(chǎn)物（l）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；2）反應(yīng)物氣相組分AA氣液相界面擴(kuò)散入液相，4）氣相產(chǎn)物向氣相主體擴(kuò)散。并在液相內(nèi)反應(yīng)；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;6、簡(jiǎn)述固定床反應(yīng)器的優(yōu)缺點(diǎn)1）催化劑在床層內(nèi)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(lái)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。以提高產(chǎn)物的收率k1CA,其活化能為E1. %k2cA，其活化能為巳，當(dāng)E1 >巳時(shí)如何選擇操作溫度可SR答：對(duì)于平行反應(yīng)rRE1

12、/RT k10eCE2 / RT CAk2oe, E2 Eikler C e w ak20,所以，當(dāng)E1 > E2時(shí)應(yīng)盡可能提高反應(yīng)溫度，方可提高R的選擇性,提高R勺收率 10、簡(jiǎn)述理想反應(yīng)器的種類(lèi)通常所指的理想反應(yīng)器有兩類(lèi)：理想混合（完全混合）反應(yīng)器和平推流（活塞流或擠出流）反應(yīng)器。所謂完全混合流反應(yīng)器是指器內(nèi) 的反應(yīng)流體瞬間達(dá)到完全混合，器內(nèi)物料與反應(yīng)器出口物料具有相同的溫度和濃度。所謂平推流反應(yīng)器是指器內(nèi)反應(yīng)物料以相同的流速和一致的方向進(jìn)行移動(dòng)，不存在不同停留時(shí)間的物料的混合，所有的物料在器內(nèi)具有相同的停留時(shí)間O11、簡(jiǎn)述氣固流化床反應(yīng)器鼓泡床模型的特點(diǎn)答：假定床頂出氣組成完全可用

13、氣泡中的組成代表，而不必計(jì)及乳相中的情況，對(duì)氣泡的組成進(jìn)行計(jì)算便可以達(dá)到反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率12、簡(jiǎn)述理想反應(yīng)器的種類(lèi)口答：通常所指的理想反應(yīng)器有兩類(lèi)：理想混合（完全混合）反應(yīng)器和平推流（活塞流或擠出流）反應(yīng)器。所謂完全混合流反應(yīng)器是指器內(nèi)的反應(yīng)流體瞬間達(dá)到完全混合，器內(nèi)物料與反應(yīng)器出口物料具有相同的溫度和濃度。所謂平推流反應(yīng)器是指器內(nèi)反應(yīng)物料以相同的流速和一致的方向進(jìn)行移動(dòng)，不存在不同停留時(shí)間的物料的混合，所有的物料在器內(nèi)具有相同的停留時(shí)間四、計(jì)算題1、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:11已知在916c時(shí)k14.65s , k23.74s，試計(jì)算:1）99%勺醋酸反應(yīng)掉的

14、時(shí)間;2）在此反應(yīng)條件下醋酸轉(zhuǎn)化成乙烯酮的選擇性。 C-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A0 ,則相加得d(x y)(k1k2)(CA。x y)d(x y)將其積分CA0 (xy)(k1 k2)dt1)當(dāng)轉(zhuǎn)化率為99%寸Spdx2)瞬時(shí)選擇性為dyxk14.65積分得Vk23.742、反應(yīng)A - B為n級(jí)不可逆反應(yīng)。已知在300K寸要使A勺轉(zhuǎn)化率達(dá)到20孀分鐘，而在340K時(shí)達(dá)到同樣的轉(zhuǎn)化率僅需分鐘，求該反應(yīng)的活化能E。解:烏 kCAndt1CT1-ktn ICA0C達(dá)20%時(shí)， A式中M為常數(shù)0.8Caok300M12.6k3403.2E= (kJ/mol )3、氣相反

15、應(yīng)在400K寸的速率式23.66PA atm / h 或 kc24、有一個(gè)反應(yīng)器測(cè)其方差t，一 2112.5min ,t 15min ,如果這個(gè)反應(yīng)器可以用等體積多釜串聯(lián)模型來(lái)描述，并在這個(gè)反應(yīng)器中進(jìn)行液相反應(yīng)A + B - 2R ,已知a a b , ao bo, k 11 / m min ,求反應(yīng)器的出口轉(zhuǎn)化解:112.51520.5分分則每個(gè)反應(yīng)器的停留時(shí)間為竺 7.5min 2分對(duì)第一個(gè)釜進(jìn)行物料衡算C A0 C A1 (rA1)C A12kCA1 1分整理得7.5CA1 Ca1分解彳Xa10.30mol/l分同理對(duì)第二個(gè)釜進(jìn)行物料衡算C A1 C A2 ( rA2)2C A2kCA2

16、 2分解彳Xa20.144mol/l分6、在間歇釜中一級(jí)不可逆反應(yīng)， 液相反應(yīng)A - 2R,rAkCA kmol/m3 - h, k=x 109expT h-1 , CA0 kmol/m 3, M R 60, Cr00,若轉(zhuǎn)化率xA ,裝置的生產(chǎn)能力為50000 kg產(chǎn)物R/天。求50c等溫操作所需反應(yīng)器的有效容積（用于非生產(chǎn)性操作時(shí)間t0= h） 解：反應(yīng)終了時(shí)R的濃度為二、選擇題（每題2分，共20分）i.對(duì)于反應(yīng)aA + bBpP + sS,則 rpA（A）0A.P1a I|a|2.A.3.b. aC.D. P對(duì)于一非恒容均相化學(xué)反應(yīng)dn a rBVdt氣相反應(yīng)4A + B(A) 1/44

17、.反應(yīng) C4 H10(A) 0obBB的化學(xué)反應(yīng)速率rBB_。rBB.3R + SdnBVdtBdCAC.dtBD.dCBdt進(jìn)料時(shí)無(wú)惰性氣體，A與B以3： 1的摩爾比進(jìn)料，則膨脹因子A=C(B) 2/3(C) - 1/4(D) -2/3A 2c2H4 + H 2 k2.0s1,則反應(yīng)級(jí)數(shù)n=B.(B) 1(C) 25. 串聯(lián)反應(yīng)A - P （目的）-R + S,目的產(chǎn)物P的得率X P=_Anp nponp npon p n ponp nponA0 nA bnA0 c nS n S0 d nR nR06. 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)白反應(yīng)時(shí)間t0Pt C_。1 ln(Ki/K2)ln(K2 / Ki)ln(Kz/Ki)A.K1K2B.K2KiC.K2 Ki D.K1K27. 氣一液相反應(yīng)中的膜內(nèi)轉(zhuǎn)化系數(shù)在 B 范圍內(nèi)、反應(yīng)為中等速率的反應(yīng)。A. < B. << 2 C. 上2 D.>28 .氣固催化反應(yīng)的內(nèi)擴(kuò)散模數(shù)L LqkvCs / De ,其中L為特征長(zhǎng)度，若顆粒為圓柱形則L=C_cA.厚度/2 B. RC. R/2 D. R/39 .下列不屬于Langmuir型等溫吸附的假定的是_DA.均勻表面 B.吸附機(jī)理相同C.分子間無(wú)作用D.多分子層吸附10 .全混流流動(dòng)的E