《化学反应工程》期末考试试题及答案

精品文档《化学反应工程》试题XXX大学 化学反应工程试题B（开）卷（答案） 2011—2012学年第一学期一、单项选择题：（每题2分，共20分）反应器中等温进行着A→P(1)A→R(2)A应生成PR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(1)的活化能小于反应(2) D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）。先高后低 B.先低后高 C．高温操作 D．低温操作

2 1 3-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Da 0.1ruLr

，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 B．化学反应 C．化学吸附 D．质量传7．包括粒内微孔体积在内的全颗粒密度称之(B)A．堆(积)密度 B．颗粒密度 C．真密度 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+CàR+C这种反应称(B)A．均相催化反应自催化反应 C．链锁反应 D.可逆反(B)A．气、液均为平推流 B．气、液均为全混流C．气相平推流、液相全混流 D．气相全混流、液相平推二、填空题（每题5分，共30分）一不可逆反应，当反应温度从25℃升高到35℃时，反应速率增加一倍，则反应的活化能为52894J／mol 。精品文档精品文档kK P K PS A A B BkK P K PS A A B BK P K P＋K P)2k ln 2 ( )ln2k R T T1 1 2

A A B B R RE (1 1)ln28.314 298 308解：E52894J/mol ，ABR，若本征反应速率方程为：则该反应可能的反应机理为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)－r＝kCa1AS

A1 1A(2)－r=kCa2A2 2ACC/CE1E2A0 P S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的相对大小为 al>a2 。P SA．al>a2 B．al<a2 C．活化能El<E2 D．活化能El>E2从反应器停留时间分布测定中,求得无因次方差

0.98,反应器可视为全混流反应器又若求得无因次方差20.02,则反应器可视为 活塞流反应器 。A→P，若大釜在先，小釜在后，出口转化率为x，小釜在先、大釜在后，则出口转化率为x，两种情况下，A1 A2进料流速、进料浓度和反应温度均相同，比较x和x的相对大小为 x<x 。A1 A2 A1 A2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。一级放热反应，绝热操作；ηηa b r kC2C0.5二级反应，等温操作。ηη

P 1 A Ba b

kC0.5C2三、问答题（每题6分，共12分）液相复合反应,若为使目的产物P若采用间歇反应釜，其加料方式为？

2 A B若采用管式反应器，其进料方式为？

2ABk1P若E>E，则反应温度应尽可能采用高温或低温？ A2Bk2Q1 2P若采用间歇反应釜，其加料方式为 A一次性加入连续滴加 ；若采用管式反应器，其进料方式为 A从反应器进口处加入沿管长多处加入 ；E>E1 2在四段绝热式固定床反应器中进行nn>0,试问精品文档精品文档解:(1)14(2)1-22-31-22-3湖北XX大学化学反应工程试题一、选择题21、气相反应CO+3H2则膨胀因子A_。

CH+HO进料时无惰性气体，CO与H

2以1∶2摩尔比进料，224A.-2 B.-1 C.1 D.2242、一级连串反应A

K1 P K2 SP的最大浓度A C A P,maxK K2 C K CC ( 1)KK

A0 C (K)K2 A0A0K 2 A. 2

[(K/K)1/21]2B.2 1B.

2 KC.A0K 2 1C.1

[(K/K)1/21]2D.1 2D.3、串联反应A→P（目的）→R+S，目的产物P与副产S的选择性SP= C_。n nP P0

n nP P0

n n P P0n nA0 An n

nA0

n nS S0 D.P P0n nR R04、全混流反应器的容积效率η=1.0时，该反应的反应级n B 。A.＜0 B.=0 C.≥0 D.＞0P(主)AA5、对于单一反应组分的平行反应 )，其瞬间收率P随C 增大而单调降，则最适合的反应器B 。AA.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A 。A.平推流反应器 B.全混流反应器A0 C.循环操作的平推流反应器 D.A0 7、一级不可逆液相反应A精品文档

2R，C 2.30kmol/m3，出口转化率x 0.7，每批精品文档操作时间tt02.06h，装置的生产能力为50000kg产物R/天，MR=60，则反应器的体积V为_C_m3。A.19.6 B.20.2 C.22.2 D.23.4A 8在间歇反应器中进行等温一级反A→B，r mol/ls当A 求反应至CA/l所需时间t= B 秒。

/l时，A.400 B.460 C.500 D.5609、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

D D ln(K2

/K) ln(K1

/K)2

ln(K

/K) 1KK

KK

D.2 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 B 。KK2 1KKA.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。A.1 B.2 C.3 D.412、全混流反应器的容积效率η1.0A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C 装置。A.填料塔 B.喷洒塔 C.鼓泡塔 D.搅拌釜dkCmd16、催化剂在使用过程中会逐渐失活，其失活速率式为 dt d i ，当平行失活对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.粒子与流体无浓度差精品文档精品文档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0U020、流化床反应器中的操作气速围内。

是根据具体情况定的，一般取流化U0

mf在 B 范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 B．移热速率<放热速C．移热速率随温度变化>放热速率随温度的变化率D．移热速率随温度变化<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 B．内扩散 C．内外扩散 D．吸附和脱23、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，从提高P的收率着眼适宜选用DA．间歇釜式反应器，AB一次性加入； B．全混流反应器C．半间歇釜式反应器，A一次性加入，B连续滴加；D．半间歇釜式反应器，B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，乙苯仍大量存在，表明这是一个B反应。A．慢速 B．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 K1 P K2 S若保持相同的化率x，调节反应温度使k/k降低，则P的收率将AA 2 1A.增大 B．减小 C．不变 D．先增后减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 B.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.曲线 B.曲线 C.曲线 D.y曲线28、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L= D 。♘度/2 B. R R/2 D.R/329、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CAB1、化学反应工程是一门研究化学反应的工程问题的科学。CABA2、化学反应速率式为rA

KCC，如用浓度表示的速率常数为KC，用压力表示的速率精品文档精品文档P C 常数K ，则K =(RT)()P C A3、平行反应

P(主)EE与浓度无关，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_物理失活，_化学_失活。9_0.1um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。11、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和平衡温度

Teq，二者的T Teq optT T

Eln 2E E关系为 eq opt

2 1 1 。U0的气速进入床层的气体中，一部分在乳相中以起始12、描述流化床的气泡两相模型，以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kt k1

[k2

/(

k)] ln(k1）121）1

/k)1、C 、P,max

opt 。 2

、k2kn nK18、着眼反应组分K的转化率的定义式为_

K0 KnK0 _。19、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kt k1

[k2

/(

k)] ln(k121

/k)1、C 、P,max

opt 。 2

）1、k2k）1精品文档精品文档20化学反应速率式为r KCC如用浓度表示的速率常数为

，用压力表示的速率A C A B C常数KP，则KC= KP。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。Q Q

dQ dQr G,23、全混流反应器稳定的定常态操作点的判据为,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_ 。、测定-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_温度_梯度和_浓度_梯度。30_聚式流化床_。31、当前用于描述气-液两相流相间传质的模型有两大类：一是按稳态扩散来处理的_双膜模型_；一是按非稳态扩散处理模型，如_溶质渗透模型_和_表面更新模型_。32、在建立数学模型时，根据基础资料建立物料衡算式的一般式为_输入量=输出量+反应量+累积量_。33、活化能的大小直接反映了_反应速率_对温度的敏感程度。34、生成主产物的反应称_主反应 ，其它的均副反应 。35、固定床中颗粒的体积相当直径定义为具有相同体V的球粒子直径，表达d= (6V/p v Pπ)1/3_。三、分析解答题1、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？空时是反应器的有效容积与进料流体的容积流速之比（①分反应时间是反应物料进入反应器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（①分停留时间是指反应物进入反应器的时刻算起到离开反应器内共停留了多少时间（①分）由于平推流反应器内物料不发生返混，具有相同的（②分）2、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？分）在某瞬间t=0的流体切换为含有示踪剂A且浓度为CA0（①分）同时保持系统内流精品文档精品文档动模式不变，并在切换的同时，在出口处测出出口流体中示踪剂A的浓度随时C（①分）对应的曲线为3、简述均相反应及其动力学的研究内容？

F(t)

AA0C A0关系的速率方程。4、对于可逆放热反应如何选择操作温度？按最优温度曲线相应降低温度；2）这是由于可逆放热反应，由于逆反应速而温度的进一步提高将导致正逆反应速率相等而达到化学平衡。5、简述气-液反应的宏观过程