2015-2016化学反应工程试卷B

1、 考生姓名： 学号：得分评阅人一、填空题（共10空，每空1分，共10分）1. “三传”过程往往是极复杂的，当规模放大的时候，“三传”的情况也改变了，因此就出现了所谓的 。2. 活化能的大小直接反应了_对温度的敏感程度。 3. 化学反应操作方式可分为分批式、 、半分批式操作。4. 化学反应速率式为，用浓度表示的速率常数为，假定符合理想气体状态方程，如用压力表示的速率常数为 ，则 = 。5. 一液相复合反应，,均为一级不可逆反应。在单一连续反应釜中等温反应，已知该温度下， ，问当最终转化率为80%时，目的产物P的瞬时收率为 。6. 工业用固体催化剂的主要组成：助催化剂、载体和 。7. 气固相反应过

2、程中，对于多孔性的催化剂，粒内的扩散现象是很复杂的。孔的大小不同时，气体的扩散机理也会有所不同。常见的扩散形式有： 、努森扩散、构型扩散。8. 传热介质的选用根据反应的温度范围决定，其温度与催化床的温差宜小，但又必须移走大量的热，常用的传热介质有：沸腾水、联苯醚、烷基萘为主的石油馏分、熔盐和 。9. 气固相反应系统的流化床中的气泡，在其尾部区域，由于压力比近傍稍低，颗粒被卷了进来，形成了局部涡流，这一区域称为 。10. 所谓流态化就是固体粒子像 一样进行流动的现象。得分评阅人二、选择题（共10空，每小题1分，共10分）1. 气相反应4A+B3R+S， 进料时无惰性气体，A与B 以3:1的摩尔比

3、进料，则膨胀因子A= 。A1/4 B.2/3 C. -1/4 D. -2/32. 反应3AP，已知K=0.15 mol/Ls ,则反应级数n= 。A0 B. 1 C. 2 D. 33. 下列属于均相反应的是 。A乙酸乙酯水解 B.CuO 的还原 C.加氢脱硫 D.电石水解4. 骨架Ni催化剂的制备是将Ni与Al按比例混合熔炼，制成合金，粉碎以后再用苛性钠溶液溶去合金中的Al而形成骨架，这种制备方法是 。A. 溶蚀法 B. 热熔法 C. 沉淀法 D. 混合法5. 球形催化剂颗粒扩散的无因次扩散模数值的大小反映了表面反应速率与 之比。A. 扩散速率 B. 外扩散速率 C. 内扩散速率 D. 实际反

4、应速率6. 以下各颗粒当量直径和球形系数之间的关系错误的是 。A. B. C. D. 7. 不属于气固相催化反应固定床反应器拟均相二维模型的特点是 。A. 粒子与流体间有浓度差 B. 粒子与流体间无浓度差C. 床层径向有温度梯度 D. 床层轴向有温度梯度8. 在流化床反应器中，气泡的尾涡体积约为气泡体积的 。A. 1/4 B. 1/3 C. 2/3 D. 1/29. 等温液相反应 , P为目的产物，有下列四种方案可供选择，从提高P的收率着眼适宜选用 。A间歇釜式反应器，A和B一次性加入 B全混流反应器 C半间歇釜式反应器，A一次性加入，B连续滴加D半间歇釜式反应器，B一次性加入，A连续滴加10

5、. 阶跃示踪法测定停留时间分布对应曲线为 。AE（t）曲线 B. F (t) 曲线 C. I（t）曲线 D. y (t) 曲线得分评阅人三、判断题（共10小题，每小题1分，共10分）1. 本课程中定义的球形系数有可能大于1 。( )2. 若流体是分子尺度作为独立运动单元来进行混合，这种流体称为微观流体。( )3. 临界流化速度和终端速度的相对大小与颗粒大小无关。( )4. 非理想流动都有停留时间分布的问题，一定都是由返混引起的。( )5. 循环反应器中，当循环比为0时，即为全混流反应器的情况。( )6. 焦碳与硫磺的反应可以用粒径缩小的缩粒模型描述。( )7. 在轴向分散模型中，模型的参数贝克

6、来准数愈大轴向返混程度就愈小。( )8. 若考虑壁效应，装填有均匀颗粒的床层，其空隙率与颗粒大小无关。( )9. 沟流造成气体与乳化相之间接触发生改变，传质与反应效果明显变好。( )10. 固定床的当量直径定义为水力直径的4倍。( )得分评阅人四、问答题（共3小题，每小题6分，共18分）1. 为什么说对于反应级数大于1的不可逆反应，反应温度越高，为了消除内扩散影响，所要求的粒度越小？反应物浓度越高，为了消除内扩散影响，所要求的粒度越小？（假定有效扩散系数不变）。 2. 请探讨你所理解的化学反应工程学的任务。3. 请至少列举3类典型的反应器型式，并详细阐述其中一种的特点。得分评阅人五、推导题（共

7、2小题，每小题6分，共12分）1. 已知停留时间分布函数的方差可以表示为：，试推导出，并指出平推流时的值。2. 一气固催化反应,若反应机理为：试推导其本征反应速率方程。得分评阅人六、计算题（共4小题，每小题10分，共40分）1. 某厂生产醇酸树脂是使己二醇和己二酸以等摩尔比在70用间歇釜并以H2SO4作催化剂进行缩聚反应而生产的，实验测得该反应动力学方程为：若每天处理2400kg己二酸，每批操作辅助生产时间为1h，反应器装填系数为0.75，求： （1）转化率为xA=0.8，所需反应时间为多少？（2）求转化率为0.8时，所需反应器体积为多少？ （3）若采用CSTR反应器，求己二酸转化率xA=0.

8、8时，所需反应器体积为多少？2. 已知一闭式液相反应器在流量为5L/s 下进行脉冲示踪，得到停留时间分布密度函数,单位s-1，试求：（1） 平均停留时间？（2） 该反应器的反应体积为多少？（3）（4） 若将该反应器用多釜串联模型来描述，其模型参数N为多少？3. 在内径为50mm的固定床反应管内装有4m高的催化剂层，催化剂的粒径分布如表所示。粒径dv/mm3.404.606.90质量分率w0.600.250.15催化剂为球体，空隙率=0.44。在反应条件下气体的密度=2.46 kg m-3，粘度=2.310-5 kg m-1 s-1，气体的质量流速G=6.2 kg m-2 s-1。求床层的压降。4. 常压下正丁烷在镍铝催化剂上进行脱氢反应。已知该反应为一级不可