化學(xué)反應(yīng)工程期末考試真題

PAGEPAGE8化學(xué)反應(yīng)工程原理一、選擇題

CO+3H2

CH+HO4 2

CO進(jìn)料時(shí)無(wú)惰性氣體，

H 與 2以1∶2摩爾比進(jìn)料則膨脹因子。A.-2 B.-1 C.1 D.2K1K22、一級(jí)連串反K1K2K K2 C

C S在間歇式反應(yīng)器中，則目的產(chǎn)P的最大濃度P,max A 。SK K2 CC ( 1)K2K

A0 C ( 2)KK A0A0KA. 2

1 [(K/K)1/2B. 2 1

2 1KA0KC. 1

[(K/K)1/21]2D. 1 2S3、串聯(lián)反應(yīng)A→P（目的）→R+S，目的產(chǎn)物P與副產(chǎn)物S的選擇性

P=C_。n nP P0

n nP P0

n nP P0

n nP P0n nA0 A

nA0

n nS S0

n nR R04、全混流反應(yīng)器的容積效率時(shí)，該反應(yīng)的反應(yīng)級(jí)n B。A.＜0 B.=0 C.≥0 D.＞0P(主)A5、對(duì)于單一反應(yīng)組分的平行反應(yīng)

) C，其瞬間收率P隨 A增大而單調(diào)下降，則最適合的反應(yīng)器為 B。A.平推流反應(yīng)器 B.全混流反應(yīng)器C.多釜串聯(lián)全混流反應(yīng)器 D.全混流串接平推流反應(yīng)器6、對(duì)于反應(yīng)級(jí)n＞0的不可逆等溫反應(yīng)，為降低反應(yīng)器容積，應(yīng)選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A7、一級(jí)不可逆液相反應(yīng)

2R C 2.30kmol/m3 x 0.7， A0 ，出口轉(zhuǎn)化率A ，每批操作時(shí)間tt02.06h50000R/MV_C_m3。A.19.6 B.20.2 C.22.2 D.23.4r mol/ls C /l8、在間歇反應(yīng)器中進(jìn)行等溫一級(jí)反A→B， A A ，當(dāng) A0 時(shí)，求反應(yīng)至C /A

所需時(shí)t= B 秒。A.400 B.460 C.500 D.560 9APSP

opt D。ln(K2

/K)1

ln(K1

/K)2

ln(K

/K) 1KA.

K1

KK2

1 C.

1 2 D. 1 22 1KKKK10、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B 。2 1KKKKA.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)11、全混流反應(yīng)器中B個(gè)穩(wěn)定的定常態(tài)操作點(diǎn)。A.1 B.2 C.3 D.412、全混流反應(yīng)器的容積效率η小1.0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)n_D_。A.＜0 B.=0 C.≥0 D.＞013、當(dāng)反應(yīng)級(jí)數(shù)n_D_時(shí)，微觀流體具有比宏觀流體高的出口轉(zhuǎn)化率。A.=0 B.=1 C.＞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C無(wú)關(guān)。A.示蹤劑的種類 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-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C 裝置。A.填料塔 B.噴灑塔 C.鼓泡塔 D.攪拌釜ddt16、催化劑在使用過(guò)程中會(huì)逐漸失活，其失活速率式為為C。

kCmd i

，當(dāng)平行失活對(duì)反應(yīng)物有強(qiáng)內(nèi)擴(kuò)散阻力時(shí)，dA.≈0 B.=1 C.→3 D.≈117A。A.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)A 。A.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19C。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(wú)關(guān) D.參數(shù)值與氣泡大小有關(guān)U20、流化床反應(yīng)器中的操作氣速

U U0是根據(jù)具體情況定的，一般取流化數(shù)00

mf在B范圍內(nèi)。A.0.1～0.4 B.C.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A．移熱速>放熱速率 移熱速<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 內(nèi)擴(kuò)散 內(nèi)外擴(kuò)散 吸附和脫23、等溫液相反應(yīng)A+B→Pr=kCC，2A→Rr=kC2p lAB R 2AP為目的產(chǎn)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DA．間歇釜式反應(yīng)器B一次性加入； B．全混流反應(yīng)器C．半間歇釜式反應(yīng)器一次性加入連續(xù)滴加；D．半間歇釜式反應(yīng)器一次性加入連續(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 可逆 自催化 不可逆K1K125、等溫恒容下進(jìn)行各步均為一級(jí)不可逆串聯(lián)反應(yīng)

SK2K2Ak/kP的收率將A2 1A.增大 減小 不變 先增后26、在全混流反應(yīng)器中，反應(yīng)器的有效容積與進(jìn)料流體的容積流速之比A 。A.空時(shí)τ B.反應(yīng)時(shí)t C.停留時(shí)t D.平均停留時(shí)27、階躍示蹤法測(cè)定停留時(shí)間分布對(duì)應(yīng)曲線B 。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(yīng)的內(nèi)擴(kuò)散模數(shù)，其L為特征長(zhǎng)度，若顆粒為球形L= D 。A.厚/2 B.R C.R/2 D.R/329、對(duì)于反應(yīng)級(jí)n＞0的不可逆等溫反應(yīng)，為降低反應(yīng)器容積，應(yīng)選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)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（①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)某一程度所需的反應(yīng)時(shí)間（①分（①分）（②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？C階躍示蹤法是對(duì)于定常態(tài)的連續(xù)流動(dòng)系統(tǒng)（①分）t=A且濃度為

A0的流（①分）A的濃度隨時(shí)間的變化（①C分）

F(t)

ACA0（②分）3、簡(jiǎn)述均相反應(yīng)及其動(dòng)力學(xué)的研究?jī)?nèi)容？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？這是由于3）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（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A從氣液相界面擴(kuò)散入液相，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；4）氣相產(chǎn)物向氣相主體擴(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。k1 RAk27、對(duì)于反應(yīng)

rS，

kC2 E r1 A，其活化能為；

k2

A

E2，當(dāng)

E E1＞2時(shí)如何選擇操作溫度可以提高產(chǎn)物的收率？rS Rr

k10

E/RTe1e

C

EECe2 1CeRTR r答對(duì)于平行反應(yīng)

k eE2/RT A k20 20

A

E E1＞ 2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的收率10、簡(jiǎn)述理想反應(yīng)器的種類？通常所指的理想反應(yīng)器有兩類：理想混合（完全混合）反應(yīng)器和平推流（活塞流或擠出流）時(shí)間。11、簡(jiǎn)述氣固流化床反應(yīng)器鼓泡床模型的特點(diǎn)？轉(zhuǎn)化率12、簡(jiǎn)述理想反應(yīng)器的種類。答：通常所指的理想反應(yīng)器有兩類：理想混合（完全混合）反應(yīng)器和平推流（活塞流或擠出流）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：1CHCOOH13

CH2

COHO2

CHCOOHk232

CH4

CO2k已知在916℃時(shí)1

4.65s1,k2

3.74s1，試計(jì)算：99%的醋酸反應(yīng)掉的時(shí)間；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)t時(shí)乙烯酮和甲烷的濃度分別xy，初始為 A0，則dxk(Cdt 1 dyk(Cdt 2

xy)xy)

d(xy)(kdt 1

k)(C2

xy)將其積分

d(xy) (kC (xy) A0

k)dt2ln CA0 (kk)tC (xy) 1 2A099%時(shí)xy0.99CA0t 1 ln 1 0.549s4.653.74 10.99SP瞬時(shí)選擇性為

dxdyx k 4.65 1y k積分得 2

3.74Sx55.4%y2、反應(yīng)A→B為n級(jí)不可逆反應(yīng)。已知在300K時(shí)要使A的轉(zhuǎn)化率達(dá)到20%需12.6分鐘，而在340K時(shí)達(dá)到同樣的轉(zhuǎn)化率僅需3.20分鐘，求該反應(yīng)的活化能E。dCr A解：

AkCndt AC

dCAtdtnACA0C 0tnA1 1即 1即 1n Cn1A

1 Cn1A0C 達(dá)時(shí)， A A01 1 1k (1.25n1 M(n1)Cn1 t tA0式中M為常數(shù)1 1k∴

M

12.6

k340

M

3.2lnkk

340300

lnM/3.2 E (1 1)M/12.6 8.314300 340E=29.06（kJ/mol）3、氣相反應(yīng)在400K時(shí)的速率式

r 3.66P2atm/A A

k，求C。4、有一個(gè)反應(yīng)器測(cè)其方差

2112.5min2,t15t

，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r kCC C C 12mol/l這個(gè)反應(yīng)器中進(jìn)行液相反A+B→2R，已知 A A B， A0 B0 ，k1l/molmin，求反應(yīng)器的出口轉(zhuǎn)化率？22 t t2解：

112.5 ①分21N2 Nt

15

②分7.5minN 2則每個(gè)反應(yīng)器的停留時(shí)間為 ①分對(duì)第一個(gè)釜進(jìn)行物料衡算C CA0

(r

C kC2

1 ①分

7.5C2 C

10①分C 0.30mol/l解得 ①分同理對(duì)第二個(gè)釜進(jìn)行物料衡算C C

(r

CA2 2

kC2A2 2 ①分C 0.144mol/l解得 A2 ①分x CA0CA2

10.144A C 1A0r6、在間歇釜中一級(jí)不可逆反應(yīng)，液相反A→2R，

kC C Akmol/m3·h，k=9.52×109exp[-7448.4/T]A0

2.3M C x kmol/m3， R 60，R0 0，若轉(zhuǎn)化率 A 0.7，裝置的生產(chǎn)能力50000kg產(chǎn)R/天。50℃等溫操作所需反應(yīng)器的有效容積？（t=0.750解：反應(yīng)終了時(shí)R的濃度為C 2C xR A0

3.22(kmol/m3)tCA0

xAdxA0 kCA

1xA dxk01xA

1ln 1 k 1xAk9.52109

7448.40.92273501 1t ln 0.92 10.7VCMR R

50000tt 240V500002.0622.2(m3)243.2260二、選擇題（220）aA+bB

pP+sS r

(r)對(duì)于反應(yīng)p p

，則P A a

A 。|a||a| a p pA. B. C. D.對(duì)于一非恒容均相化學(xué)反應(yīng)

αB r B，反應(yīng)產(chǎn)物B的化學(xué)反應(yīng)速率B B 。Br dnA

dnr B

dCr dCA r BB VdtA.

B VdtB.

B dtC.

B dtD.氣相反應(yīng)4A+B→3R+S進(jìn)料時(shí)無(wú)惰性氣體與B以的摩爾比進(jìn)料，則膨脹因子C。（A）1/4 （B）2/3 （C）–1/4 （D）–2/34.反應(yīng)C4H10 2C2H4 + H2，k2.0s1，則反應(yīng)級(jí)數(shù)n= B 。（A）0 （B）1 （C）2 （D）3X串聯(lián)反應(yīng)A→P（目的+S，目的產(chǎn)物P的得率 P=A 。n nP P0

n nP P0

n nP P0

n nP P0n nA0 A

nA0

n nS S0

n nR R0t 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)的反應(yīng)時(shí)間opt C 。KK1 ln(KKK1

/K)2

ln(K2

/K)1

ln(K

/K)1 2

K2

K1 C.

K 2

1 D. 1 22 1KK氣—液相反應(yīng)中的膜內(nèi)轉(zhuǎn)化系B 范圍內(nèi)，反應(yīng)為中等速率的反應(yīng)A.＜0.02 B.C.≥2 D.2 1KKk Cm1/k Cm1/D氣固催化反應(yīng)的內(nèi)擴(kuò)散模數(shù)L V S

e，其中L為特征長(zhǎng)度，若顆粒為圓柱形則C。A.厚/2 B.R C.R/2 D.R/3下列不屬于Langmuir型等溫吸附的假定的_D 。A.均勻表面 B.吸附機(jī)理相同 C.分子間無(wú)作用 多分子層吸附2全混流流動(dòng)的E（t）曲線的方差 C。A.0 B.C.1 D.＞1四、分析與推導(dǎo)題（每題15分，共30分）1. 1A+2B k1k2解：

C 2A+C k3 Dk4r kC C 2kC 2kC 2C 2kC1 A B 2 C 3 A C 4 Dr C 22kCA B 2 Ar kCC 2k

kC 2C kC1 A Br kC /