化學反應工程期末考試真題

1、一、選擇題氣相反應CO+3H化學反應工程原理叫+嗎。進料時無惰性氣體，COH與2以12摩爾比進料，則膨脹因子ca_A_。1、23456789、A.-2B.-1C.1D.2A一級連串反應K2S在間歇式反應器中，則目的產(chǎn)物P的最大濃度cP,maxAca°(K1)K2-K1A.2B.CA0(K/K)1/2+1221C.cKCK2cU)k2-K1A°K1D.CA0(K/K)1/2+1212串聯(lián)反應AP（目的）一R+Ss,目的產(chǎn)物P與副產(chǎn)物s的選擇性P=n一nPP0n一nA.A°AB.npnA°-np°nPnC.S-nP0-nS°D.n一npp

2、°n一nRR°全混流反應器的容積效率n=1.0時，該反應的反應級數(shù)n_T_。A.VOB.=0對于單一反應組分的平行反應D.>0，其瞬間收率P隨A增大而單調(diào)下降，則最適合的反應器為A.平推流反應器B.全混流反應器C.多釜串聯(lián)全混流反應器D.全混流串接平推流反應器對于反應級數(shù)n>0的不可逆等溫反應,為降低反應器容積，應選用AA.平推流反應器B.全混流反應器C.循環(huán)操作的平推流反應器D.全混流串接平推流反應器一級不可逆液相反應A2RA.19.6B.20.2C.22.2D.23.4C=2.3°kmol/m3x=0.7A°，出口轉(zhuǎn)化率A，每批操作時間t

3、+t=2.06hMm3°，裝置的生產(chǎn)能力為50000kg產(chǎn)物r/天，R=60，則反應器的體積v為_c_一r=0.01Cmol/1-sC=1mol/1在間歇反應器中進行等溫一級反應AB，AA，當A0時，求反應至C=0.01mol/lA所需時間七=B秒。A.400B.460C.500D.560T=一級連串反應APS在全混流釜式反應器中進行，使目的產(chǎn)物P濃度最大時的最優(yōu)空時optd.ln(K/K)2LK一KA.21ln(K/K)12K一KB.21ln(K/K)i2LVKKC.12D.1KK12t10、分批式操作的完全混合反應器非生產(chǎn)性時間°不包括下列哪一項_=BA.加料時間B.反

4、應時間C.物料冷卻時間D.清洗釜所用時間11、全混流反應器中有B個穩(wěn)定的定常態(tài)操作點。A.1B.2C.3D.4A的增大而減小,此時該反應的反應級數(shù)nX12、全混流反應器的容積效率n小于1.0時，且隨著A.<0B.=0C.三0D.>013、當反應級數(shù)n_D時，微觀流體具有比宏觀流體高的出口轉(zhuǎn)化率。A.=0B.=1C.>1D.<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_C_無關。A.示蹤劑的種類B.示蹤劑的輸入方式C.管內(nèi)的流動狀態(tài)D.檢測位置15、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_C裝置。A.填料塔B.噴灑塔C.鼓泡塔

5、D.攪拌釜d屮kCm屮ddtdi16、催化劑在使用過程中會逐漸失活，其失活速率式為，當平行失活對反應物有強內(nèi)擴散阻力時，d為占。A.0B.=1C.-3D.117、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_。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18、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。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19、下列哪一項不屬于流化床反應器按深度而分的第II級模型的特點_G_。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

6、大小無關D.參數(shù)值與氣泡大小有關U0U/U20、流化床反應器中的操作氣速0是根據(jù)具體情況定的，一般取流化數(shù)°mf在_B_范圍內(nèi)。A.0.10.4B.1.510C.1015D.0.41.521、全混流反應器進行放熱反應時，要使反應器操作在穩(wěn)定的定常態(tài)，則必須滿足以下條彳一A.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、氣固催化反應本征速率是指排貽阻力后的反應速率。A.外擴散阻力B.內(nèi)擴散C.內(nèi)外擴散D.吸附和脫附23、等溫液相反應A+B-Pr=kCC，2A-Rr=kC2plABR2AP為目的產(chǎn)

7、物，有下列四種方案可供選擇，從提高P的收率著眼適宜選用A.間歇釜式反應器，A和B次性加入；B.全混流反應器；C. 半間歇釜式反應器，A次性加入，B連續(xù)滴加；D. 半間歇釜式反應器，B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)一段時間反應后，苯乙烯生成量不再增加，乙苯仍大量存在，表明這是一個反應。A.慢速B.可逆C.自催化D.不可逆25、等溫恒容下進行各步均為一級不可逆串聯(lián)反應APS若保持相同的轉(zhuǎn)化率xA，調(diào)節(jié)反應溫度使7、k2/k降低，貝0p的收率將A.增大B.減小C.不變D.先增后減26、在全混流反應器中，反應器的有效容積與進料流體的容積流速之比為二_A_二。A.空時tB.

8、反應時間tC.停留時間tD.平均停留時間27、階躍示蹤法測定停留時間分布對應曲線為=B_二。A.E（t）曲線B.F（t）曲線C.I（t）曲線D.y（t）曲線28、氣固催化反應的內(nèi)擴散模數(shù)，其中L為特征長度，若顆粒為球形®L=_D_OA.厚度/2B.RC.R/2D.R/329、對于反應級數(shù)n>0的不可逆等溫反應，為降低反應器容積，應選用=A_二。A.平推流反應器B.全混流反應器C.循環(huán)操作的平推流反應器D.全混流串接平推流反應器三、分析解答題1、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？空時是反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

9、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(nèi)共停留了多少時間。（分）由于平推流反應器內(nèi)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、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？C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齊K且濃度為A0的流體，（分）同時保持系統(tǒng)內(nèi)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的濃度隨時間的變化。（F（t）=C-分）對應的曲線為F（t），A0。（分）3、簡述均相反應及

10、其動力學的研究內(nèi)容？答：參與反應的各物質(zhì)均處于同一個相內(nèi)進行的化學反應稱為均相反應。均相反應動力學是研究各種因素如溫度、催化劑反應物組成和壓力等對反應速率、反應產(chǎn)物分布的影響，并確定表達這些影響因素與反應速率之間定量關系的速率方程。4、對于可逆放熱反應如何選擇操作溫度？答：1）對于放熱反應，要使反應速率盡可能保持最大，必須隨轉(zhuǎn)化率的提高，按最優(yōu)溫度曲線相應降低溫度；2）這是由于可逆放熱反應，由于逆反應速率也隨反應溫度的提高而提高，凈反應速率出現(xiàn)一極大值；3）而溫度的進一步提高將導致正逆反應速率相等而達到化學平衡。5、簡述氣-液反應的宏觀過程：A（g）+bB（l）產(chǎn)物（1）?1）反應物氣相組分從

11、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；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(nèi)反應；3）液相內(nèi)的反應產(chǎn)物向濃度下降方向擴散，氣相產(chǎn)物貝向界面擴散；4）氣相產(chǎn)物向氣相主體擴散。6、簡述固定床反應器的優(yōu)缺點?1）催化劑在床層內(nèi)不易磨損；2）床層內(nèi)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對于反應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)進行。r=kC2Er=kCEEER1A，其活化能為1；S2A，其活化能為2，當1>2時如何選擇操作溫度可以提高產(chǎn)物的收率?rke-ejrtk寧片SrioC=-ertCR

12、rke-E2/RtAkAEE答：對于平行反應S2020，所以，當1>2時應盡可能提高反應溫度，方可提高R的選擇性，提高R的收率10、簡述理想反應器的種類？通常所指的理想反應器有兩類：理想混合（完全混合）反應器和平推流（活塞流或擠出流）反應器。所謂完全混合流反應器是指器內(nèi)的反應流體瞬間達到完全混合，器內(nèi)物料與反應器出口物料具有相同的溫度和濃度。所謂平推流反應器是指器內(nèi)反應物料以相同的流速和一致的方向進行移動，不存在不同停留時間的物料的混合，所有的物料在器內(nèi)具有相同的停留時間。11、簡述氣固流化床反應器鼓泡床模型的特點？答：假定床頂出氣組成完全可用氣泡中的組成代表，而不必計及乳相中的情況，對

13、氣泡的組成進行計算便可以達到反應的轉(zhuǎn)化率12、簡述理想反應器的種類。答：通常所指的理想反應器有兩類：理想混合（完全混合）反應器和平推流（活塞流或擠出流）反應器。所謂完全混合流反應器是指器內(nèi)的反應流體瞬間達到完全混合，器內(nèi)物料與反應器出口物料具有相同的溫度和濃度。所謂平推流反應器是指器內(nèi)反應物料以相同的流速和一致的方向進行移動，不存在不同停留時間的物料的混合，所有的物料在器內(nèi)具有相同的停留時間四、計算題1、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：CHCOOHCHCO+HOCHCOOHk2>CH+CO31223242k4.65s-1,k3.74s-1已知在916°

14、;C時12，試計算:1）99%的醋酸反應掉的時間；2）在此反應條件下醋酸轉(zhuǎn)化成乙烯酮的選擇性。C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A0，則dxk(C-xy)dt1A0dt2dyk(Cxy)相加得d(x+y)dtA0(k+k)(Cxy)12A0-（%+k2）dt將其積分A0lnCA0c(x+y)A0(k+k)t121)當轉(zhuǎn)化率為99%時x+y0.99CA01t=4.65+3.74ln-=0.549s1-0.99dx2)瞬時選擇性為dyxk4.65積分得y3.74x-=55.4%y2、反應AB為n級不可逆反應。已知在300K時要使A的轉(zhuǎn)化率達到20%需12.6分鐘，而在340K

15、時達到同樣的轉(zhuǎn)化率僅需3.20分鐘，求該反應的活化能E。dCA=ndtA解：-JCAdCA=阻CA0CAn0t1即n-1Cn-1AC達20%時，A1Cn-1A0=0.8CA0=ktk=(n-1)Cn-1A0式中M為常數(shù)1k“=Mx.30012.6(1.25n-11)X-=MX-tk340=M1X3.2k1M/3.2ln340=lnk300E=29.06(kJ/mol)M/12.68約血-血)3、氣相反應在400K時的速率式-r=3.66P2atm/hAA，求kC=112.5min2,t=15min4、有一個反應器測其方差t，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

16、反應A+-r=kCCBf2R,已知AAB,C=A0C=12mol/lB0k=11/mo1-min，求反應器的出口轉(zhuǎn)化率?b29解：b2A12竺=0.5分分則每個反應器的停留時間為15=7.5min分1521對第一個釜進行物料衡算C=C+(r)t:A0A1A11=CA1+kC2tA11分7.5C2+C1：=0整理得A1A1分C=0.30mol/l解得A1分同理對第二個釜進行物料衡算C=C+(r)t=C+kC2tA1A2A22A2A22分C=0.144mol/l解得A2分CC10.144x=A0A2=85.6%AC1A0r=kCC=6、在間歇釜中一級不可逆反應，液相反應A2R，AAkmol/m3h

17、，k=9.52X109exp-7448.4/Th-i，A02.3M=C=x=kmol/m3,R60,R00,若轉(zhuǎn)化率A0.7，裝置的生產(chǎn)能力為50000kg產(chǎn)物R/天。求50°C等溫操作所需反應器的有效容積？(用于非生產(chǎn)性操作時間t°=0.75h)解：反應終了時R的濃度為C=2Cx=3.22(kmol/m3)RA0Axdx1xdx11t=CxaA=xa廿=InA0okCko1xk1xAAA74484k=9.52x109exp=0.92273+50VCM50000RR=t+1240=22.2(m3)50000x2.0624x3.22x60二、選擇題（每題2分,共20分）1.對

18、于反應aA+bBApP+sS(rA)|a|A.aB.C.D.p2.對于一非恒容均相化學反應AAagB，反應產(chǎn)物B的化學反應速率BA.dnVdtrBB.dnBVdtC.dCAdtrBD.dCBdt53.氣相反應4A+B-3R+S進料時無惰性氣體，A與B以3:1的摩爾比進料，則膨脹因子A=C(A)1/4(B)2/3(C)-1/4(D)-2/3Ch4.反應410A2C2H4+H2k二2.0s-i(A)0(B)1(C)2(D)3X5.串聯(lián)反應A-P（目的）一R+S，目的產(chǎn)物P的得率P二Aonnn一nnnnnPP0-PP0-pP0-P-P0nnnnnnnA.A0AB.A0C.SS0D.RR0則反應級數(shù)n

19、=_B_t=6.一級連串反應APS在平推流管式反應器中進行，使目的產(chǎn)物P濃度最大時的反應時間optC1KKA.12ln(K/K)12KKB.21ln(K/K)2LKKC.21ln(K/K)21.KKD.'12A.<0.02B.0.02<<2C.三2D.>27.氣一液相反應中的膜內(nèi)轉(zhuǎn)化系數(shù)在B_范圍內(nèi)，反應為中等速率的反應。Q=LQkCm1/D&氣固催化反應的內(nèi)擴散模數(shù)LVSe，其中L為特征長度，若顆粒為圓柱形則L=CA.厚度/2B.RC.R/2D.R/39. 下列不屬于Langmuir型等溫吸附的假定的是_D。A.均勻表面B.吸附機理相同C.分子間無作用D.多分子層吸附10. 全混流流動的E（t）曲線的方差0C_。A.0B.01C.1D.&g