《化学反应工程》期末考试试题及答案

精品精品一、单项选择题：(每题2分，共20分)1．反应器中等温进行着 A和A→两反应，当降低 A的浓度后，发现反应生成P的量显著降低，而R的生成量略降低，表明(A)A．反应(1)对A的反应级数大于反应(2)B．反应(1)对A的反应级数小于反应(2)C．反应的活化能小于反应(2) D．反应的反应速率常数大于反应(2)2.串联操作，其无因次停留时间分布的方差值A．1.0B.0.25 C3(1)P2)Q

D．0

2四只相同体积的全混釜为(B)R(3)

(3)，21321

，P为目的产物，若活化能次序为：E<E<E为了目的产物的收率最大，则最佳操作温度序列为(B)。A．先高后低 先低后高 C．高温操作 D．低温操作-r4．两个等体积的全混流反应器进行串联操作，反应为一级不可逆，则第一釜的反应速率-r4A1A2A2A1A2与第二釜的反应速率-rA2A2A1A2

之间的关系为(A

两釜反应温度相同。A1A．-rA1

>-r

B

=-r

C

<-r

D.不能确定何者为大A2A1DaA2A1已知一闭式反应器 uLr

0.1

，该反应器若用多釜串联模型来描述，则模型 N为的(B)。A．

B.5.6

参数C．3.5 D．4.0固体催化剂之所以能起催化作用，是由于催化剂的活性中心与反应组分的气体分子主要发生。A．物理吸附

B．化学反应 C．化学吸

D．质量传递

(B)C催化反应B中，内循环式无梯度反应器是一种A．平推流反应器 B.轴向流反应器C.全混流反应器某液相反应，其反应式可写成A+C这种反应称为

D．平均密度(C)D.多釜串联反应器A．均相催化反应B

C

D.可逆反应．高径比不大的气液连续鼓泡搅拌釜，对于其中的气相和液相的流动常可近似看成(B)A．气、液均为平推流C

B．气、液均为全混流D．气相全混流、液相平推流B2σ2AσAkSR

2BσRσ此步为速率控制步骤)间歇釜反应器中进行如下反应：A1kC1 APrA1kC1 A2AS (2)－rA2

=kCa22A在CA0和反应时间保持不变下，降低反应温度，釜液中CP/CS增大，表明活化能E1与E2的相对大小为E1<E2；在温度和反应时间保持不变下，增高反应浓度，釜液中CP/CS增大，明反应级数、a2的相对大小为 al>a2。2AAal>a2 B．al<a2 C从反应器停留时间分布测定中,求得无因次方差

D．活化能El>E20.98,反应器可视为全混流反应器0.98又若求得无因次方差

,则反应器可视为

活塞流反应器0.020.02

反应为二级不可逆反应A→P，若大釜在先，小釜在后，出口转化率为xA1，小釜在先、大釜在后，则出口转化率为xA2，两种情况下，进料流速、进料浓度和反应温度均相同，比较 xA1和xA2的相对大小为 xA1<xA2在固定床反应器中，分别进行一级和二级不可逆气固催化反应，试比较大小(a处靠近反应器的进口，ba (1) 一级放热反应，绝热操作；η>a a (2)二级反应，等温操作。η<a 三、问答题(每题6分，共12分)液相复合反应,若为使目的产物P的选择性高，应选择：

a、b两处的η值若采用间歇反应釜，其加料方式为？若采用管式反应器，其进料方式为？E1>E2P的选择性高，应选择：若采用间歇反应釜，其加料方式为 A一次性加入，B连续滴加 ；AB沿管长多处加入E1>E2一、选择题1、气相反应CO+3H2 CH4+H2O进料时无惰性气体， CO与H2以1∶2摩尔比进料，则膨胀因子-2

CO= A_。-11P K2

1

22、一级连串反应

K S在间歇式反应器中，则目的产物C2rQrC2rQ

k1CACBCP,max

kC0A.5 B2KC (K1) 2

C (K

2)KK2

CA0A0 K2K2A.

B.

A021/K)1/21]221

A0 K1C.

2

D. [(K12A B1

/K 2k2k

1]2P=A2B k2=n3串联反应A→ 目的)→R+S，目的产物P与副产物S的选择性n

C_。nP P0 nP

nPnP0

nPnP0A.nA0nAB.

nA0

C.nSnS0

D.nRnR04、全混流反应器的容积效率η=1.0时，该反应的反应级数n B 。A. <0 B.=0C.≥0 D.>0P(主)P C5、对于单一反应组分的平行反应 ），其瞬间收率随 增大而单调降，则最适合的反应器为 BP CA.平推流反应器C.多釜串联全混流反应器

B.全混流反应器D.全混流串接平推流反应器6、对于反应级数n>0的不可逆等温反应，为降低反应器容积，应选用 A 。A.平推流反应器C.循环操作的平推流反应器

全混流反应器D.全混流串接平推流反应器7、一级不可逆液相反应A

2R CA02.30kmol/，

，出口转化率

xA

3，每批操作时间tt02.06h，装置的生产能力为50000kg产物R/天，MR=60，则反应器的体3积V为_Cm。A.19.6B.20.2C.22.2D.23.4rA0.01CAmol/ls C 1mol/8rA0.01CAmol/ls C 1mol/求反应至

CA0.01mol/l

B 秒。所需时间所需时间t= A.ln(K2/K1)K2K1ln(K1/K2)B.K2 1Kln(K2/K1)K1K29、一级连串反应A.ln(K2/K1)K2K1ln(K1/K2)B.K2 1Kln(K2/K1)K1K2t010、分批式操作的完全混合反应器非生产性时间 不包括下列哪一项 B 。t0A.加料时间B.反应时间C.物料冷却时间D.清洗釜所用时间11、全混流反应器中有 B 个稳定的定常态操作点。AA.1B.2C.3D.4121.0时，且随着的增大而减小，此时该反应的反应级A数n_A.<0

B.=0

≥0

>013、当反应级数n_D_时，微观流体具有比宏观流体高的出口转化率。A.=0

B.=1

C.>1

D.<114、轴向分散模型的物料衡算方程的初始条件和边界条件与 C 无关。

检测位置15、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 C装置。填料塔 B.喷洒塔 C.鼓泡塔 D.搅拌釜16催化剂在使用过程中会逐渐失活，其失活速率式为、应物有强内扩散阻力时，d为 C 。A.≈0 B.=1 C.→

ddt 反D.≈1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.床层径向有浓度梯度下列哪一项不属于流化床反应器按深度而分的第Ⅱ级模型的特点各参数均为恒值C.参数值与气泡大小无关

C 。参数值不随床高而变UU流化床反应器中的操作气速U、围内。

0

B 范A.0.1～0.4 B.1.5～10 C.10～15 D.0.4～1.5全混流反应器进行放热反应时，要使反应器操作在稳定的定常态，则必须满足以下条件、A．移热速率放热速 B．移热速率＜放热速率 率放热速率随温度的变化．移热速率随温度变化率＜放热速率随温度的变化率气固催化反应本征速率是指排除C阻力后的反应速率。A

内扩散

D．吸附和脱附等温液相反应A+B→Prp=klCACB，2A→RrR=k2CA2P为目的产物，有下列四种方案可供选择，从提选用 DAABB

P的收率着眼适宜器，

A一次性加入，B连续滴加；B一次性加入，A连续滴加。乙苯在催化剂上脱氢生成苯乙烯，经一段时间反应后，苯乙烯生成量不再增加，乙苯仍大量存在，表明这是一个B反应。A

D．不可逆等温恒容下进行各步均为一级不可逆串联反应 A

K1

S若保持相同的转化率xA，调节反应温度使k2/k1降低，则P的收率将25、A.增大 B．减小 C．不变

D．先增后减在全混流反应器中，反应器的有效容积与进料流体的容积流速之比为 A 。A.空时B反应时间

停留时间tD.平均停留时间、

阶跃示踪法测定停留时间分布对应曲线为 B 。E（t）B.F（t）

C.I（t）

D.y（t）曲线、

气固催化反应的内扩散模数，其中L为特征长度，若颗粒为球形则L= D 。厚度/2B.RC.R/2 D.R/3、、

对于反应级数n＞0的不可逆等温反应，为降低反应器容积，应选用平推流反应器B.全混流反应器C.循环操作的平推流反应器D.全混流串接平推流反应器二、填空题1、化学反应工程是门研究 化学反应的工程问题的科学。2、化学反应速率式为rAKCCACB，如用浓度表示的速率常数为KC，用压力表示的速率常数KP，C () 则C () P(主)A3、平行反应 S(副)均为一级不可逆反应，若E主>E仅是温度的函数。4、对于反应级数n>0的反应，为降低反应器容积，应选用

，选择性Sp与浓度无关，平推流反应器为宜。5、对于恒容的平推流管式反应器 平均停留时间、反应时间、空时一致。6、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_。7、流体的混合程度常用调匀度S、流体的混合态来描述。8、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_物理失活，也可能由于化学物质造成的中毒或物料发生分解而造成的_化学_失活。9、对于多孔性的催化剂，分子扩散很复杂，当微孔孔径在约_0.1um_时，分子与孔壁的碰撞为扩散阻力的主要因素，这种扩散称为努森扩散。10、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温度和浓度的变化，因此一般可用拟均相一维模型来计算。RlnE2E1RlnE2E1E关系为 2E1Topt U012、描述流化床的气泡两相模型，以 的气速进入床层的气体中，一部分在乳相中以起始U0Umf U0UUmf U0U13、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_气_相为平推流，而乳 相则有种种不同的流型。14、多相反应过程是指同时存在两个或更多相态的反应系统所进行的反应过程。15、三传一反是化学反应工程的基础。17、一级连串反应APS17、一级连串反应APS在平推流反应器中，则目的产物P的最大浓度k1C topt k2P,max

[k2/(k2k1)]

ln(k/k)2 k2k12 nK0nnK0

18、着眼反应组分K的转化率的定义式K1 K219、一级连串反应 APS在间歇式全混流反应器中，则目的产

P的最大浓度[k2/(k2k1)]k1

ln(k/k)2 topt k2 。

、 k2 )P,max

。、 k120、化学反应速率式为

rAKCCACB

，如用浓度表示的速率常数为KC，用压力表示的速率。常数KC。21、理想反应器是指全混流反应器、平推流反应器。22、具有良好搅拌装置的釜式反应器按全混流反应器处理，而管径小，管子较长和流速较大的管式反应器按平推流反应器处理。rGdQdQrG23、全混流反应器稳定的定常态操作点的判据为 QG Qr

dTdT24、平推流反应器的返混为

0 。 、25、一个可逆的均相化学反应，如果正、逆两向反应级数为未知时，采用_初始速率法_法来求反应级数。26、分批式完全混合反应器操作的优化分析是以_平均生产速率最大_、_生产经费最低_为目标进行优化的。27、轴向分散模型的数学期望值 ，方差__。28、测定气-液相反应速率的方法与均相反应时不同之点是实验时要排除气相和液相中的 扩散阻力_，使反应在动力学区域内进行。29、在流化床中为了传热或控制气-固相间的接触，常在床内设置内部构件，但很少使用水平_温度_梯度和_浓度_梯度。30、对于气-固系统的流化床反应器的粗颗粒系统，气速超过起始流化速度后，就出现气泡，气速愈高，气泡的聚并及造成的扰动亦愈剧烈，