化学反应工程期末试卷

1、化学反应工程期末试卷班姓 1.(1)化学反应工程是一门研究的科学。2.(1)化学反应速率式为 r KC C 如用浓度表示的速率常数为K用压力表示的速率常数K，AC则K=KC3.(2)CABCPA平行反应P( 主)主S( 副E主E ，选择性S p 的函数。4.(1)对于反应级数n0的反应，为降低反应器容积，应选用反应器为宜。5.(3)对于恒容的平推流管式反应器、一致。6.(1)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。7.(2)流体的混合程度常用、来描述。8.(2)催化剂在使用过程中可能因晶体结构变化融合等导致表面积减少造成的失活也能由于化学物质造成的中毒或物料发生分解而造成的失

2、活。9.(1)对于多孔性的催化剂分子扩散很复杂当微孔孔径在时分子与孔壁的碰撞为扩阻力的主要因素。10.(1)绝热床反应器由于没有径向床壁传热，一般可以当作平推流处理，只考虑流体流动方向上有度和浓度的变化，因此一般可用模型来计算。11.(1)TT对于可逆的放热反应，存在着使反应速率最大的最优温度 opt 和平衡温度 eq ，二者的关系为 。12.(1)描述流化床的气泡两相模型，以U 0的气速进入床层的气体中，一部分在乳相中以起始流化速度U mf 通过，而其余部分则全部以气泡的形式通过。13.(2)描述流化床的数学模型对于气乳两相的流动模式一般认为相为平推流而对 相则有种种不同的流型。14.(1)

3、多相反应过程是指同时存在相态的反应系统所进行的反应过程。1.(2)一级连串反应A P S在全混流釜式反应器中进行，使目的产物 P浓度最大时的最优空时。 。optln( K/ K )ln( K / K )ln( K/ K )12121K K212.(2)12211212K KC.D.211212K K21K K全混流反应器的容积效率 小于1.0时，且随着 A K K21K Kn。A. 0B. =0C. 0D. 03.(2)当反应级数n时，微观流体具有比宏观流体高的出口转化率。A. =0B. =1C. 1D. 14.(2)轴向分散模型的物料衡算方程的初始条件和边界条件与无关。A. 示踪剂的种类B.

4、 示踪剂的输入方式C. 管内的流动状态 D. 检测位置5.(2)对于气-液相反应几乎全部在液相中进行的极慢反应，为提高反应速率，应选用装置。A. 填料塔B. 喷洒塔C. 鼓泡塔D. 搅拌釜6.(2)d k 催化剂在使用过程中会逐渐失活，其失活速率式为dt强内扩散阻力时，d为。C id，当平行失活对反应物有A. 0B. =1C. 3D. 17.(2)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. 粒子与流体间有温度差B. 粒子与流体间无温度差C. 床层径向有温度梯度D. 床层轴向有温度梯度8.(2)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

5、. 粒子与流体间无浓度差C. 床层径向有温度梯度D. 床层径向有浓度梯度9.(2)下列哪一项不属于流化床反应器按深度而分的第级模型的特点。A. 各参数均为恒值B. 参数值不随床高而变C. 参数值与气泡大小无关D. 参数值与气泡大小有关10.(2)流化床反应器中的操作气速U 0是根据具体情况定的，一般取流化数UU mf 在范围内。0A. 0.10.4B. 1.510C. 1015D. 0.41.50简答题1.(5)简述等温恒容平推流反应器空时、反应时间、停留时间三者关系？2.(5)简述阶跃示踪法测停留时间分布的实验方法及其对应曲线？3.(5)简述气-液反应的宏观过程：A（g） + bB（l） 产

6、物（l）？4.(5)简述固定床反应器的优缺点？5.(5)简述气固流化床反应器气泡两相模型的特点？6.(5)简述双膜理论？1.(10)醋酸在高温下可分解为乙烯酮和水，而副反应生成甲烷和二氧化碳：CHCOOH3k1 CH2 CO HO2CHCOOH3k2 CO421已知在916时k 4 .65 s 1,k 3.74s1 199%的醋酸反应掉的时间；(6分)（4分）2.(10)有一级不可逆反应AP，在85时反应速率常数为3.45h-1，今拟在一个容积为10m3的釜式反应 0.95器中进行若最终转化率为 A设该反应的处理量为1.82m3/h今若改用两个容积相等的串联釜操作，求反应器的总容积？3.(10

7、)(A)(P)(S)16C Hk 16CHClk65CHCl642dCA反应速度dt k C1dC PA ； dt k Ck 2P ，在恒温恒容下求等容积的两釜串联全混流反P12应器内进行这一反应时,求目的产物P的选择性S，其中k 1.0(h 1 ) ,k 0 .5( h 1 P12,Vv 1( h ), C C 0C 1mol /l,0P0S 0A0。4.(10)t有一个反应器测其方差 2t 112 .5 min2 , t 15 min，如果这个反应器可以用等体积多釜串联A模型来描述，并在这个反应器中进行液相反应A + B 2R，已知 rA kCC，AB，C C 12 mol /A0B 05

8、.(5)， k 1l / mol min ，求反应器的出口转化率？t用多级全混流串联模型来模拟一管式反应装置中的脉冲实验，已知 tk015求推算模型参数N3分） 8 .971， t 2 6 .187 ，分）化学反应工程期末自测试卷答案( 1 )1.(1)化学反应的工程问题2.(1)(RT )( )3.(2)浓度、温度4.(1)平推流5.(3)平均停留时间、反应时间、空时6.(1)微观流体7.(2)调匀度S、流体的混合态8.(2)物理、化学9.(1)0.1um10.(1)拟均相一维11.(1)T TRE eqln2TTeqoptE EE21112.(1)U 0 U mf13.(2)气、乳14.(

9、1)两个或更多1.(2) D 2.(2) D 3.(2) D 4.(2) C 5.(2) C 6.(2) C 7.(2) A 8.(2) A 9.(2) C 10.(2) B 1.(5)空时是反应器的有效容积与进料流体的容积流速之比（分后从实际发生反应的时刻起到反应达某一程度所需的反应时间（分入反应器的时刻算起到离开反应器内共停留了多少时间（分（分）2.(5)（分）在某瞬间t=0示踪剂且浓度为C A0 （分）同时保持系统内流动模式不变，并在切换的同时，在出C口处测出出口流体中示踪剂A的浓度随时间的变化（分）（分）3.(5)F (t) A。C。A0反应物气相组分从气相主体传递到气液相界面，在界面

10、上假定达到气液相平衡；分反应物气相组分A从气液相界面扩散入液相，并在液相内反应；分液相内的反应产物向浓度下降方向扩散，气相产物则向界面扩散；分气相产物向气相主体扩散。分4.(5)凡是流体通过不动的固体物料所形成的床层而进行反应的装置都称作固定床反应器。（分）（分）（分）（分）（分）5.(5)以U（U-U ）0则全部以气泡的形式通过；分mf0mf床层从流化前的高度Lmf增高到流化时的高度L ，完全是由于气泡的体积所造成； 分f气泡相为向上的平推流，大小均一； 分反应完全在乳相中进行； 分气泡与乳相间的交换量Q为穿流量q与扩散量之和。分6.(5)分）而把气液两相 （分组分是通过在气膜和液膜内的稳定

11、的分子扩散过程来进行传质的，通过气膜传递到相界面的溶 （分双膜分子扩散过程的叠加（分，相间传质总阻力等于传质阻力的加和（分。1.(10)解：设在时间t时乙烯酮和甲烷的浓度分别为x和y，初始为C A 0 ，则dx k (Cdt1Ady k (C dt2Ax y )分x y)分d ( x y )相加得dt ( k1k)(CAx y )分 d ( x y) (k)dtCln ( x y )A 0CA 0C ( x yA 01 ( k12k )t2分当转化率为99%时分x y 0 .99 C分A 011t ln4 .65 3.741 0.99dx 0 .549 s分S瞬时选择性为 dy分xk4.651

12、2积分得yk2 374分2.(10)xS 55 .4%y分解：由于两等体积釜串联，则分 分12CCA , NA0i k N分iC(1 k ) 2iA0CA2分CCA xAA C A 2 1 C 0 .95而A而iA0A0分i即C(1 k ) 即CiV 20 1006 h分i由iv由0 V vii 1 .006 1.82 1 .83m 3分i反应器的总容积为V 2V 3 .66 m 3分i3.(10)121解：等容积釜串联应有 1 / 0 .5h121分V (C C) k CV分0A1A21A22CCCA1A0A21 k K121)2K1 k 1 k 1 05分对于P:V (C C) V (k C k C)对于P:0A1A221A22P 2分K CC1AK C+ 1A0+P 2 K1) 2 K2 K1)(1 K2)2K2 k 2 0 .25 分C1 0 .444 mol /lA2 052分C0.5P 2 0 .5 ) 2 0 .25 )0 .5 0 .5 )(1 0 .252分分C 1- (0.444 0.391) 0.165mol/l分S 2C0.3914.(10) P2CS 20 .1652 .37分 2112 .5 2 tt 2 0.515 2分 2 1 N 2 t 分 7 .5 min则每个反应器的停留时间为N2对第一个釜进行物料衡算C ( ) kC 2 分A0A11A1