《化學(xué)反應(yīng)工程》期末考試試題和答案解析

..單項(xiàng)選擇題：〔每題2分,共20分1．反應(yīng)器中等溫進(jìn)行著A→P<1>和A→R<2>兩個(gè)反應(yīng),當(dāng)降低A的濃度后,發(fā)現(xiàn)反應(yīng)生成P的量顯著降低,而R的生成量略降低,表明<A>A．反應(yīng)<1>對(duì)A的反應(yīng)級(jí)數(shù)大于反應(yīng)<2>B．反應(yīng)<1>對(duì)A的反應(yīng)級(jí)數(shù)小于反應(yīng)<2>C．反應(yīng)<1>的活化能小于反應(yīng)<2>D．反應(yīng)<1>的反應(yīng)速率常數(shù)大于反應(yīng)<2>2.四只相同體積的全混釜串聯(lián)操作,其無因次停留時(shí)間分布的方差值為<B>A．1.0B.0.25C．0.50D．03．對(duì)一平行—連串反應(yīng),P為目的產(chǎn)物,若活化能次序?yàn)椋篍2<E1<E3,為了目的產(chǎn)物的收率最大,則最佳操作溫度序列為〔B。A．先高后低B.先低后高C．高溫操作D．低溫操作4．兩個(gè)等體積的全混流反應(yīng)器進(jìn)行串聯(lián)操作,反應(yīng)為一級(jí)不可逆,則第一釜的反應(yīng)速率-rA1與第二釜的反應(yīng)速率-rA2之間的關(guān)系為<A>。兩釜反應(yīng)溫度相同。A．-rA1>-rA2B．-rA1=-rA2C．-rA1<-rA2D.不能確定何者為大5.已知一閉式反應(yīng)器的,該反應(yīng)器若用多釜串聯(lián)模型來描述,則模型參數(shù)N為〔B。A．4.5B.5.6C．3.5D．4.06．固體催化劑之所以能起催化作用,是由于催化劑的活性中心與反應(yīng)組分的氣體分子主要發(fā)生<C>。A．物理吸附B．化學(xué)反應(yīng)C．化學(xué)吸附D．質(zhì)量傳遞7．包括粒內(nèi)微孔體積在內(nèi)的全顆粒密度稱之為<B>A．堆<積>密度B．顆粒密度C．真密度D．平均密度8．在氣固催化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)研究中,內(nèi)循環(huán)式無梯度反應(yīng)器是一種<C>。A．平推流反應(yīng)器B.軸向流反應(yīng)器C.全混流反應(yīng)器D.多釜串聯(lián)反應(yīng)器9．某液相反應(yīng),其反應(yīng)式可寫成A+CR+C這種反應(yīng)稱為<B>A．均相催化反應(yīng)B．自催化反應(yīng)C．鏈鎖反應(yīng)D.可逆反應(yīng)10．高徑比不大的氣液連續(xù)鼓泡攪拌釜,對(duì)于其中的氣相和液相的流動(dòng)常可近似看成<B>A．氣、液均為平推流B．氣、液均為全混流C．氣相平推流、液相全混流D．氣相全混流、液相平推流3．間歇釜反應(yīng)器中進(jìn)行如下反應(yīng)：<1>－rA1＝k1CAa1<2>－rA2=k2CAa2在CA0和反應(yīng)時(shí)間保持不變下,降低反應(yīng)溫度,釜液中CP/CS增大,表明活化能E1與E2的相對(duì)大小為E1<E2；在溫度和反應(yīng)時(shí)間保持不變下,增高反應(yīng)濃度,釜液中CP/CS增大,表明反應(yīng)級(jí)數(shù)al、a2的相對(duì)大小為al>a2。A．a(chǎn)l>a2B．a(chǎn)l<a2C．活化能El<E2D．活化能El>E24．從反應(yīng)器停留時(shí)間分布測(cè)定中,求得無因次方差,反應(yīng)器可視為全混流反應(yīng)器又若求得無因次方差,則反應(yīng)器可視為活塞流反應(yīng)器。5．有兩個(gè)有效容積不等的全混流反應(yīng)器串聯(lián)操作,反應(yīng)為二級(jí)不可逆反應(yīng)A→P,若大釜在先,小釜在后,出口轉(zhuǎn)化率為xA1,小釜在先、大釜在后,則出口轉(zhuǎn)化率為xA2,兩種情況下,進(jìn)料流速、進(jìn)料濃度和反應(yīng)溫度均相同,比較xA1和xA2的相對(duì)大小為xA1<xA2。6.在固定床反應(yīng)器中,分別進(jìn)行一級(jí)和二級(jí)不可逆氣固催化反應(yīng),試比較a、b兩處的η值大小〔a處靠近反應(yīng)器的進(jìn)口,b處靠近反應(yīng)器的出口,并說明理由。〔1一級(jí)放熱反應(yīng),絕熱操作；ηa>ηb〔2二級(jí)反應(yīng),等溫操作。ηa<ηb三、問答題〔每題6分,共12分1.液相復(fù)合反應(yīng),若為使目的產(chǎn)物P的選擇性高,應(yīng)選擇：若采用間歇反應(yīng)釜,其加料方式為？若采用管式反應(yīng)器,其進(jìn)料方式為？<3>若E1>E2,則反應(yīng)溫度應(yīng)盡可能采用高溫或低溫？答：為使目的產(chǎn)物P的選擇性高,應(yīng)選擇：<1>若采用間歇反應(yīng)釜,其加料方式為A一次性加入,B連續(xù)滴加；<2>若采用管式反應(yīng)器,其進(jìn)料方式為A從反應(yīng)器進(jìn)口處加入,B沿管長多處加入；<3>若E1>E2,則反應(yīng)溫度應(yīng)采用高溫。一、選擇題1、氣相反應(yīng)進(jìn)料時(shí)無惰性氣體,與以1∶2摩爾比進(jìn)料,則膨脹因子=__A_。A.-2B.-1C.1D.22、一級(jí)連串反應(yīng)在間歇式反應(yīng)器中,則目的產(chǎn)物P的最大濃度___A____。A.B.C.D.3、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=__C_。A.B.C.D.4、全混流反應(yīng)器的容積效率η=1.0時(shí),該反應(yīng)的反應(yīng)級(jí)數(shù)n___B__。A.＜0B.=0C.≥0D.＞05、對(duì)于單一反應(yīng)組分的平行反應(yīng),其瞬間收率隨增大而單調(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)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7、一級(jí)不可逆液相反應(yīng),,出口轉(zhuǎn)化率,每批操作時(shí)間,裝置的生產(chǎn)能力為50000kg產(chǎn)物R/天,=60,則反應(yīng)器的體積V為_C_。A.19.6B.20.2C.22.2D.23.48、在間歇反應(yīng)器中進(jìn)行等溫一級(jí)反應(yīng)A→B,,當(dāng)時(shí),求反應(yīng)至所需時(shí)間t=____B___秒。A.400B.460C.500D.5609、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)_____D__。A.B.C.D.10、分批式操作的完全混合反應(yīng)器非生產(chǎn)性時(shí)間不包括下列哪一項(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__個(gè)穩(wěn)定的定常態(tài)操作點(diǎn)。A.1B.2C.3D.412、全混流反應(yīng)器的容積效率η小于1.0時(shí),且隨著的增大而減小,此時(shí)該反應(yīng)的反應(yīng)級(jí)數(shù)n_D_。A.＜0B.=0C.≥0D.＞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.=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(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D.攪拌釜16、催化劑在使用過程中會(huì)逐漸失活,其失活速率式為,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__C__。A.≈0B.=1C.→3D.≈117、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__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(yīng)固定床反應(yīng)器擬均相二維模型的特點(diǎn)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(xiàng)不屬于流化床反應(yīng)器按深度而分的第Ⅱ級(jí)模型的特點(diǎn)__C__。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(guān)D.參數(shù)值與氣泡大小有關(guān)20、流化床反應(yīng)器中的操作氣速是根據(jù)具體情況定的,一般取流化數(shù)在__B__范圍內(nèi)。A.0.1～0.4B.1.5～10C.10～15D.0.4～1.521、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23、等溫液相反應(yīng)A+B→Prp=klCACB,2A→RrR=k2CA2P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,A和B一次性加入；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25、等溫恒容下進(jìn)行各步均為一級(jí)不可逆串聯(lián)反應(yīng)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)料流體的容積流速之比為___A___。A.空時(shí)τ

B.反應(yīng)時(shí)間tC.停留時(shí)間tD.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___。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),其中L為特征長度,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)器二、填空題1、化學(xué)反應(yīng)工程是一門研究化學(xué)反應(yīng)的工程問題的科學(xué)。2、化學(xué)反應(yīng)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(yīng)均為一級(jí)不可逆反應(yīng),若＞,選擇性Sp與濃度無關(guān),僅是溫度的函數(shù)。4、對(duì)于反應(yīng)級(jí)數(shù)n＞0的反應(yīng),為降低反應(yīng)器容積,應(yīng)選用平推流反應(yīng)器為宜。5、對(duì)于恒容的平推流管式反應(yīng)器平均停留時(shí)間、反應(yīng)時(shí)間、空時(shí)一致。6、若流體是分子尺度作為獨(dú)立運(yùn)動(dòng)單元來進(jìn)行混合,這種流體稱為_微觀流體_。7、流體的混合程度常用調(diào)勻度S、流體的混合態(tài)來描述。8、催化劑在使用過程中,可能因晶體結(jié)構(gòu)變化、融合等導(dǎo)致表面積減少造成的_物理失活,也可能由于化學(xué)物質(zhì)造成的中毒或物料發(fā)生分解而造成的_化學(xué)_失活。9、對(duì)于多孔性的催化劑,分子擴(kuò)散很復(fù)雜,當(dāng)微孔孔徑在約_0.1um_時(shí),分子與孔壁的碰撞為擴(kuò)散阻力的主要因素,這種擴(kuò)散稱為努森擴(kuò)散。10、絕熱床反應(yīng)器由于沒有徑向床壁傳熱,一般可以當(dāng)作平推流處理,只考慮流體流動(dòng)方向上有溫度和濃度的變化,因此一般可用擬均相一維模型來計(jì)算。11、對(duì)于可逆的放熱反應(yīng),存在著使反應(yīng)速率最大的最優(yōu)溫度和平衡溫度,二者的關(guān)系為______________。12、描述流化床的氣泡兩相模型,以的氣速進(jìn)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(xué)模型,對(duì)于氣、乳兩相的流動(dòng)模式一般認(rèn)為_氣_相為平推流,而對(duì)___乳__相則有種種不同的流型。14、多相反應(yīng)過程是指同時(shí)存在兩個(gè)或更多相態(tài)的反應(yīng)系統(tǒng)所進(jìn)行的反應(yīng)過程。15、三傳一反是化學(xué)反應(yīng)工程的基礎(chǔ)。16、不論是設(shè)計(jì)、放大或控制,都需要對(duì)研究對(duì)象作出定量的描述,也就要用數(shù)學(xué)式來表達(dá)個(gè)參數(shù)間的關(guān)系,簡(jiǎn)稱_數(shù)學(xué)模型_。17、一級(jí)連串反應(yīng)在平推流反應(yīng)器中,則目的產(chǎn)物P的最大濃度_______、______。、18、著眼反應(yīng)組分K的轉(zhuǎn)化率的定義式為__。19、一級(jí)連串反應(yīng)在間歇式全混流反應(yīng)器中,則目的產(chǎn)物P的最大濃度_______、______。、20、化學(xué)反應(yīng)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=_______。21、理想反應(yīng)器是指全混流反應(yīng)器、平推流反應(yīng)器。22、具有良好攪拌裝置的釜式反應(yīng)器按全混流反應(yīng)器處理,而管徑小,管子較長和流速較大的管式反應(yīng)器按平推流反應(yīng)器處理。23、全混流反應(yīng)器穩(wěn)定的定常態(tài)操作點(diǎn)