学期期末考试

1、PAGE PAGE 4总分核分人姓 名一、密封线内不准答题。二、姓名、准考证号不许涂改，否则试卷无效。三、考生在答题前应先将姓名、学号、年级和班级填写在指定的方框内。四、试卷印刷不清楚。可举手向监考教师询问。学 号所在年级、班级密封注意 意：卷号：B 二OO 五 二OO 六 学年第 一 学期期末考试 化学反应工程 试题（开卷） （ 化学工程与工艺 专业用） 题号一二三四五六七八九十题分2416104010得分注意：学号、姓名和所在年级班级不写、不写全或写在密封线外者，试卷作废。一、填空题（共24分）1、(2分)某反应的化学计量方程式为A+2B=L+4M，其速率式为-rA=0.5CACB2，假如

2、化学计量式写成A+B=L+2M，该反应的速率式是 -rA=0.5CACB2 。2、（2分）氧化亚氮均相分解反应，其活化能为2.2105J/mol，600时的分解速率是500时的50 倍。3、（4分）分子扩散过程中，传递过程的阻力来源于 分子间的碰撞 ；努森扩散过程中，传递过程的阻力来源于 气体分子与孔壁的碰撞 。4、（4分）停留时间分布的实验测定方法主要是 应答技术 ，示踪剂输入的方式有 脉冲输入法 、 阶跃输入法 及 周期输入法 等。5、（2分）固定床反应器拟均相模型中，活性校正系数要考虑 传递过程的影响、催化剂的中毒、结焦、衰老、还原 等因素。6、（4分）一级不可逆反应过程，已知kL=10

3、-4m/s，DL=1.510-9m2/s，如果k1=0.1s-1，当aL达到67.7时，反应方能在液流主体中反应完毕，此时传递表面上的平均液体厚度为1.510-5m。7、（3分）根据气液并流向下固定床内气体和液体的流动状态，可主要分为稳定流动滴流区、脉冲流动区、分散鼓泡区三个区域。8、（3分）床层持液量可分为内持液量、静持液量、动持液量三种。二、简答题（共16分，每小题8分）1、如何判别内扩散影响已经消除？ （2分）对于一定粒度的催化剂在一定的温度和气体组成下反应时，常用粒度试验或总体速率测试来判定是否存在内扩散影响。 （2分）粒度试验：在温度、反应气体组成、空间速率都不变的情况下进行，若实验

4、测定的转化率或多重反应的选择率随粒度减少而提高，说明内扩散的影响不可忽略。 （2分）=2，左式为内扩散的判据式，左端项为可测项。（2分） 1时，内扩散影响可略去，右端2=（1） 1 1时，内扩散严重影响，= ，右端2=12、解释下列参数的物理意义：无因次参数M，增强因子、液相利用率。 （3分）M表示液膜中化学反应与传递速率之间相对速率的大小，是判断反应在膜中进行还是在液相主体中进行的依据。 M1，说明反应速率远比传递速率小，化学反应扩散到液相主体中进行；M1，说明反应速率远比传递速率大，传递的数量完全可以在膜中反应完毕。（3分）=的作用：降低液相传质阻力的比例（增强液相传质系数的倍数）。 （2

5、分）= =表示液相反应被利用的程度。三、分析题（10分）姓 名一、密封线内不准答题。二、姓名、准考证号不许涂改，否则试卷无效。三、考生在答题前应先将姓名、学号、年级和班级填写在指定的方框内。四、试卷印刷不清楚。可举手向监考教师询问。学 号所在年级、班级密封注意 意： 作出全混流反应器移热速率QC和放热速率QR与温度的关系图，注出热稳定点与非热稳定点，说明理由，并写出热稳定性的判据。（3分）（1分）a1、b1、c3、a3、b2为热稳定的状态点，c1为非热稳定的状态点。（2分）b1点为热稳定的状态点， 当T增大，因为，则 QRQC， T下降回到b1点； 当T减小，因为QC，T上升回到b1点。（2分

6、）c1点为热稳定的状态点， 当T增大，因为，则QRQC，T上升至b1点； 当T减小，因为，则QRQC，T下降至a1点。（2分）可见，热稳定性的判据为。四、计算题（共40分）1、（10分）确定下列反应物系的独立反应数 CO2、MgO、CaO、MgCO3、CaCO3，Ca、Mg、C、O （6分） CO2 MgO CaO MgCO3 CaCO3 0 0 1 0 1 Caji= 0 1 0 1 0 Mg 1 0 0 1 1 C 2 1 1 3 3 O（4分）由上可知，矩阵ji的秩为4，而反应组分数为5，因此独立反应数等于5-4=1。2、（15分）今有二级反应A+BP，现用两个平推流反应器串联操作，已知

7、CA0=1mol/L，VR1=120L，VR2=240L。反应器1温度为T1时，kT1=1L/（hmol）；反应器2温度为T2时，kT2=2L/（hmol），进料体积流量V0=1/min，试问两个反应器前后顺序不同时何者为优？VR1，T1VR2，T2（1） CA0 CA1 CAFVR1，T1VR2，T2（2） CA0 CA1 CAF对第一种情况（4分）CA1=（3分）CAf=对第二种情况（4分）CA1= = = （3分）CAf= = =（1分）可见，这两种操作方式等效。姓 名一、密封线内不准答题。二、姓名、准考证号不许涂改，否则试卷无效。三、考生在答题前应先将姓名和准考证号填写在在指定的方框内

8、。四、考试不许左顾右盼、不许传递纸条、不许将书籍等资料带到座位上，否则按违纪处理准考证号就读学校密封注意 意：3、（15分）用脉冲法测定一反应器的停留时间分布，得到出口流中示踪剂的浓度c（t）与时间关系如下：t（min）05101520253035c（t）（g/L）03554210试求平均停留时间tm与方差t2、2。(1分) 由下式计算平均停留时间: tm=(2分) 由下式计算方差: t2=tm2（3分）具体计算过程见下表:t（min）05101520253035c（t）（g/L）03554210（g/L）0381317192020tc(t)(gmin/L)01550758050300t2c(t)(gmin2/L)0755001125160012509000（1分）=0+3+5+2+1+0=20（1分）=0+15+50+50+30+0=300（2分）tm=15min（1分）=0+75+500+1250+900+0=5450（2分）t2=152=47.5min2（2分）2= = =0.211五、证明题（10分）物料A的液相平行反应为：AL（异构反