(完整word版)化学反应工程考试试卷及答案

1、0、填空(40 分)(1 )气相反应 A + 3BT2C,贝 U*=_&= _。(2)反应速率常数有时可以表为_r. CA ,前提是。dt(3)_ 空间速度是指 _，空间时间是指 _ 。(4)_反应具有最佳温度曲线，最佳温度曲线是指 _ _。3(5)多孔性球形颗粒 10 克，半径 1cm,系由密度为 4.0 克/cm 的材料制成。则其孔容积 Vg= _,孔隙率0= _假密度p= _。2(6)已知某非理想流动反应器其停留时间分布的方差二：=0.218，如果采用扩散模型，则Pe=_ ,如果采用多级全混流模型，则m=_(7)_催化剂微孔内的气体扩散有_扩散，扩散、扩散、及_扩散等多种形式。-

2、LL二2CA(8)复合反应A2，进料 CA0= 1 mol/L,反应进行至,MrM-2CAXA=0.5时，瞬时选择性SL= _ 。如果该反应在在固体催化剂中进行时，由0于内扩散的影响，选择性会 _。t(9)E(t)dt二_,FC：) =_ ,F(0)=_。(10 )内扩散效率因子Z和 Thiele 模数的数值通常有如下关系:外扩散和化学动力学控制时Z_1， 值较_；内扩散强烈影响时Z_1,值较_。(11) CO 中温变换反应器属于固定床里的 _反应器。固定床按气体流动方向，可以分为_和_ 反应器。(12 )某一级不可逆的气液反应过程，已知kL=10一4m/s, DL=1.5X 10=9m2/s

3、,则当 k_时，该反应属于快反应，反应区主要在 _，工业上可选用反应器或 _ 反应器；当 k_时，该反应属于慢反应，这时反应区主要在_，工业上可选用 _或_ 反应器。lr = 1OC C2L 2 B，L 为主产物，则适MrA=2-0CACB宜的操作条件对CA和CB的要求是_。(14)返混是指_(15)测定停留时间分布最常用的示踪剂注入方法有 _ 法和_ 法。二、简答题(20 分)(1)简述活塞流模型和全混流模型的基本特征。(2)根据缩芯模型，描述H2S和ZnO反应的宏观步骤。(3)对于快速的一级不可逆的气液反应，写出其宏观反应速率的表达式(指明式中各参数的含义)。(4)对于一级不可逆的气固相催

4、化反应，写出其宏观反应速率的表达式(指明式中各参数的含义)。三、计算题(每题 10 分，共 40 分。)(1)乙烯氧化生成环氧乙烷为银催化剂上的气固相催化反应，进入反应器的气体组成C(10 )内扩散效率因子Z和 Thiele 模数的数值通常有如下关系:(摩尔比)：C2H4： 15%,。2: 7%,CO2: 10%,其余为 Ar、N2；出反应器气体中现已知：C2H4: 13.1%,02: 4.8%。试计算乙烯的转化率、环氧乙烷的选择性C2H4+0.5O2TC2H4O及收率。(C2H4302 2CO22H2O)(2)丁烯制丁二烯C4H8 C4H6+H2，已知反应的步骤为(A) C4H8( )= (

5、C4H8)(B) 24出)=(C4H6)H2(C)C4H6()请分别导出(A) ( B) ( C)为控制步骤的均匀吸附动力学方程。(3)在活塞流反应器中进行等温、体积不变的一级不可逆反应，则出口转化率可达0.96，现保持反应条件不变，但将反应改在：(a) 相同体积的全混流反应器中，(b) 等体积串联的两个全混流反应器(总体积与活塞流反应器相等)中。(c)相同体积的间歇反应器， 反应时间与辅助时间之比为5: 1 试分别计算所能达到的转化率。(4)某全混流反应器体积为 100L，物料流率为 10 L/s。(a)试分别求出在反应器中逗留时间为911s、 小于 10s、大于 10s 的物料在总进料中所

6、 占的比例。(b)用脉冲法注入示踪剂，其出口浓度用 C(t)表示，假设 C(0)为已知，试写出 C(t)这个QO函数的表达式。并指出0C(t)dt的值。、填空(40 分)(1) 22/3(2)等容 。(3)单位时间内， 流过多少个反应器体积的物料(其它正确表达方式也可)物料流过反应器所需要的时间(其它正确表达方式也可)_。(4)可逆放热反应不同转化率下的最佳温度所形成的曲线(5)Vg= 0.169 cm3/g ,0=0.403p=2.39g/cm3。(6)Pe=_9.17_, m=_4.59_(7 )分子扩散，努森 Knudsen 扩散、表面扩散、构型扩散(8)SL=2/3 。会 增咼 。t(

7、9)E(t)dt“，F(：)，F(0)=0。0(10)外扩散和化学动力学控制时z1, 值较 小；内扩散强烈影响时z20/3 时，该反应属于快反应，反应区主要在液膜，工业上可选用填充床反应器或降膜 反应器:当 k k = -In(1-XA)=3.2191XA= 10.7631 k二k /2 = 1.6095,xA=1-()0.8531 + k讣=2.6825样2 79320(4)tm =10S(1)F(11)- F(9) = (1-e1/1F(10) =1 e=0.632C(t)E(t)二C(t)二0C(t)dtI-1_t/te tm)-(1 - e-9/1) = 0.40657 - 0.33287二0.0