《化学反应工程》期末考试试题和答案解析

WORD完美格式一、单项选择题：（每题2分，共20分）反应器中等温进行着A→P(1)和A→R(2)两个反应，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 )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)反应(1)的活化能小于反应(2) 反应(1)的反应速率常数大于反应(2)四只相同体积的全混釜串联操作，其无因次停留时间分布的方差值A．1.0 B.0.25 C．0.50 D．0A()P(2)Q

2为(B )对一平行—连串反应A(3)R P为目的产物若活化能次序为EEE，2 1 3为了目的产物的收率最大，则最佳操作温度序列为（ 。先高后低 先低后高 操作 D．低温操作-rA1与第二釜的反应速率-rA2之间的关系为(A)。两釜反应温度相同。A．-rA1

>-rA2

B．-rA1

=-rA2

C．-rA1

<-rA2

D.不能确定何者为大D ruLr

0.1

，该反应器若用多釜串联模型来描述，则模型参数N为（B。A．4.5 B.5.6 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发生( C)。物理吸附 化学反应 C．化学吸附 D．质量传递包括粒内微孔体积在内的全颗粒密度称之( B)堆积密度 颗粒密度 C．真密度 D．平均密8．在气固催化反应动力学研究中，内循环式无梯度反应器是一( C。A．平推流反应器 B.轴向流反应器 C.全混流反应器 D.多釜串联反应器某液相反应，其反应式可写成A+C R+C这种反应称为(B )A．均相催化反应B．自催化反应 C．链锁反应 可逆反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( B )A．气、液均为平推流 气、液均为全混流C．气相平推流、液相全混流 D．气相全混流、液相平推AσAσB 2σ2Bσ2AσBσkRσRσ

Rσσ (此步为速率控制步骤）间歇釜反应器中进行如下反应：AP (1)

＝kCa1AS

(2)

A1 1A=kCa2A2 2APSCA0C/CE1E2PS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C/C增大，表明反应级数al、a2的相对大小al>a2 。P SA．al>a2 B．al<a2 C．活化能El<E2 D．活化能El>E2求得无因次方差20.98,全混流反应器技术资料 专业整理又若求得无因次方差

WORD完美格式0.02,则反应器可视活塞流反应器 。有两个有效容积不等的全混流反应器串联操作，反应为二级不可逆反应A→P，若大釜x x A1 A2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x <x 。A1 A21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、b两处的值大小ab处靠近反应器的出口，并说明理由。1（）一级放热反应，绝热操作；η>ηa b2（）二级反应，等温操作。η<η2a b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：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？

>E，则反应温度应尽可能采用高温或低温？1 2答：为使目的产物P的选择性高，应选择：若采用间歇反应釜，其加料方式A一次性加入，B连续滴加 ；若采用管式反应器，其进料方式A从反应器进口处加入，B沿管长多处加入 ； E>E，则反应温度应采用高温 1 224一、选择题242、气相反应CO+2则膨胀因子

A_。

CH+HOCOH

2以1∶2摩尔比进料，2A.-2 B.-1 C.1 D.2K12、一级连串反应K1

P

S在间歇式反应器中，则目的产物P的最大浓度A C A P,maxCKCKKrK kC2C0.5 CKCKKr2 2 C ( 1)K2K

A0

( 2)KK A0A. A0

1 B.[(K

/K)1/21]2

C. A0K 2 1

D.P[(K

/KA1/2]22 2 1

1 r

C0.5C2Q 2 A B、串联反应A→P（目的）→R+S，目的产物与副产物的选择性SP= 。n n

n n

n

2AB1nn2P P2

P P0

P P0 P P0n nA0 A

nB.A0B.

n nSC.S0SC.

A2BknQ nD. R R04、全混流反应器的容积效率η=1.0时，该反应的反应级数n。A.＜0 B.=0 C.≥0D.＞0)AP 、对于单一反应组分的平行反应 )，其瞬间收率 随C 增大而单调下P 技术资料 专业整理WORD完美格式降，则最适合的反应器B 。A.平推流反应器 B.全混流反应器C.多釜串联全混流反应器 D.全混流串接平推流反应器、对于反应级数的不可逆等温反应，为降低反应器容积，应选A 。A.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A0 、一级不可逆液相反应A 2R，C 2.30kmol/m3，出口转化率x 0.7A0 操作时间tt02.06h50000产物M为_C_m3。A.19.6 B.20.2 C.22.2 D.23.4A 在间歇反应器中进行等温一级反A→r mol/lsA 求反应至CA/l所需时间t= B 秒。

1mol/l时，A.400 B.460 C.500 D.5609A→P→浓度最大时的最优空时

D D ln(K/K2 1

) ln(K/K)1 2

ln(K/K) 1KK

KKD.KK2 1 2 1 1 2 1 2KK2 1KK10、分批式操作的完全混合反应器非生产性时间t0不包括下列哪一项2 1KK

B 。A.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B 个稳定的定常态操作点。A.1 B.2 C.3 D.412、全混流反应器的容积效率ηA级数n_D_。A.＜0 B.=0 C.≥0 D.＞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C 无关。A.示踪剂的种类 B.示踪剂的输入方式 C.管内的流动状态D.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。A.填料塔 B.喷洒塔 C.鼓泡塔 D.搅拌釜d16、催化剂在使用过程中会逐渐失活，其失活速率式为

kdt

Cmdi

，当平行失活对技术资料 专业整理WORD完美格式反应物有强内扩散阻力时为C 。A.≈0 B.=1 C.→3 D.≈117、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 。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18、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A 。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19、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C 。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20、流化床反应器中的操作气速U0是根据具体情况定的，一般取流化数U0U 在B范围内。A.0.1～0.4 B.1.5～10 C.10～15 D.0.4～1.521、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，则必须满足以下件 CA．移热速率放热速率 移热速率<放热速率C．移热速率随温度变化率>放热速率随温度的变化率D．移热速率随温度变化率<放热速率随温度的变化率22、气固催化反应本征速率是指排除 C 阻力后的反应速率。A．外扩散阻力 内扩散 C．内外扩散 D．吸附和脱23、等温液相反应A+B→P rp=klCACB，2A→R rR=k2CA2P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DA．间歇釜式反应器和一次性加入； 全混流反应器C．半间歇釜式反应器一次性加入连续滴加；D．半间歇釜式反应器一次性加入，A连续滴加。24、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，乙仍大量存在，表明这是一个B 反应。A．慢速 可逆 C．自催化 D．不可逆25等温恒容下进行各步均为一级不可逆串联反应A P S若保持相同的转化率x

，调节反应温度使k

降低，则的收率A A 2 1增大 减小 C．不变 D．先增后26、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A 。A.空时τ 反应时间t C.停留时间t D.平均停留时间27、阶跃示踪法测定停留时间分布对应曲线为 B 。A.E（t）曲线 B.曲线 C.曲线 D.y（t）曲线28、气固催化反应的内扩散模数，其中为特征长度，若颗粒为球形L= D 。A.厚度/2 B.R C.R/2 D.R/329、对于反应级的不可逆等温反应，为降低反应器容积，应选A 。A.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二、填空题技术资料 专业整理WORD完美格式、化学反应工程是一门研化学反应的工程问题的科学。A C B、化学反应速率式为r KCC，如用浓度表示的速率常数为KC，A C BP。P常数K ，则KC=(RT)()KP。P)A平行反应 )均为一级不可逆反应若E主＞E副选择性浓度无关，仅是温度的函数。、对于反应级数的反应，为降低反应器容积，应选平推流反应器为宜。、对于恒容的平推流管式反应平均停留时间、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_。调匀度S流体的混合态来描述。8物理失活，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。opt11、对于可逆的放热反应，存在着使反应速率最大的最优温度Topt

T和平衡温度

，二者的T T R Eeq

ln 2T关系为

Topt

E E E 。2 1 1。12、描述流化床的气泡两相模型，以U0的气速进入床层的气体中，一部分在乳相中以起始U U U流化速度mf通过，而其余部分0

则全部以气泡的形式通过。13、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，而对 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。16、不论是设计、放大或控制，都需要对研究对象作出定量的描述，也就要用数学式来表达个参数间的关系，简称_数学模型_。17、一级连串反应A

P S在平推流反应器中，则目的产物P的最大浓度k 2 2 1[k

/(

k)]

/k)kC k

topt

1 。

2 1、k k ）P,max

2 2 1K18、着眼反应组分K的转化率的定义式为_

nK0nKnK0 。n19、一级连串反应A

P S在间歇式全混流反应器中，则目的产物P的最大浓度技术资料 专业整理WORD完美格式kt k1

[

/(k2

k1

ln(k121

/k)1CP,max

opt 。 2

、k2k ）20、化学反应速率式为r KCC，如用浓度表示的速率常数为

，用压力表示的速A C A B CP C 率常数K ，则K = P C 21、理想反应器是全混流反应器、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。dQ dQ23、全混流反应器稳定的定常态操作点的判据为Q Q

r G、24、平推流反应器的返混0 。

G r ,

dT dT25、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 扩散阻力_，使反应在动力学区域内进行。29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，流